Kas ir superplastiskā formēšana?

Metālapstrādes zinātne, ko izmanto superplastiskajā formēšanā, ir sadalīta trīs deformācijas apstākļos: mikrograudainība, transformācija un iekšējā sprieguma superplastiskums. Vissvarīgākā metode metāliem ir mikrograudu superplastiskums, kur kristālisko graudu struktūras ir 10 mikronus lielas vai mazākas. Metāla temperatūrai arī jābūt aptuveni pusei no veidojamā metāla sakausējuma kušanas punkta, un deformācijas ātrumam jābūt no 0.001 līdz 0.0001. Šie nosacījumi ierobežo to sakausējumu veidu, kuriem būs superplastiskums, līdz nelielam skaitam.

Rūpnieciskie procesi lokšņu metāla superplastiskajai formēšanai ietver vakuumu un termoformēšanu, dziļo vilkšanu un difūzijas savienošanu. Vakuuma formēšanai izmanto gāzes spiediena izmaiņas, lai metālu veidotu presformā, savukārt termoformēšanā tiek izmantoti noteikti procesi, kas ir tradicionāli termoplastu ražošanai. Abas metodes ir karstās metāla gāzes formēšanas varianti, un to priekšrocība ir tāda, ka, lai izveidotu daļu, ir nepieciešama tikai viena presēšanas darbība.

Dziļā vilkšana ir parasta metode, ko izmanto metāla formēšanai, ko var pielāgot superplastiskai formēšanai. Lai sasniegtu superplastiskumu, ir nepieciešama deformācijas sacietēšana. Tomēr procesā ir iespējama metāla daļas retināšana un plīsums, tāpēc tā parasti nav vēlama izvēle.

Difūzijas savienošana sākotnēji nebija lokšņu metāla formēšanas process, bet ir pielāgota tā izmantošanai. Šajā metodē parasti tiek izmantoti alumīnija-magnija sakausējumi, un to pagarinājums superplastiskajā procesā var sasniegt līdz 600%, bet parasti nepārsniedz 300%. Detaļas, kas izveidotas ar superplastisku formēšanu un difūzijas savienošanu, tiek izmantotas gan automobiļos, gan lidmašīnās, kas nav strukturālas, un tās nav tik dārgas kā augstas stiprības sakausējumi.

Ir vairākas priekšrocības, kas piemīt metāla lokšņu daļām, kurām veikta superplastiska formēšana. Tā kā to formas var būt sarežģītākas un lielākas, jo ir palielināta spēja stiept metālu, tie samazina gan lidaparātu un automobiļu, gan metāla detaļu svaru un izmaksas citās nozarēs. Samazinās arī montāžas laiks un sarežģītība, jo kopā ir jāsastiprina mazāk detaļu. Spriedze starp vairākām metāla daļām, tām novecojot un reaģējot uz temperatūras izmaiņām, arī tiek samazināta līdz minimumam.

Nozare kopumā veicina plašu pētījumu un jaunu produktu klāstu šajā jomā. Metāla lokšņu formu palielinātā daudzveidība ļauj ieviest jauninājumus jaunā racionalizācijā un dizainā daudzos rūpniecības un patēriņa produktos. Superplastiskā formēšana ir arī atslēga inovācijām aerodinamiskajā un jūras racionalizācijā.