Formowanie superplastyczne

Formowanie superplastyczne to proces przemysłowy używany do tworzenia precyzyjnych i złożonych komponentów z materiałów superplastycznych .

Proces

Materiał jest najpierw podgrzewany, aby promować superplastyczność . W przypadku stopów tytanu, np. Ti 6Al 4V i niektórych stali nierdzewnych, jest to około 900 °C (1650 °F), aw przypadku stopów aluminium, np. AA5083, wynosi ona od 450 do 520 °C. W tym stanie materiał staje się miękki, dzięki czemu można zastosować procesy zwykle stosowane na tworzywach sztucznych, takie jak: termoformowanie , rozdmuchiwanie , formowanie próżniowe . Ciśnienie gazu obojętnego przykłada się do arkusza superplastycznego, wciskając go w żeńską matrycę.

Zalety i wady

Główną zaletą tego procesu jest możliwość formowania dużych i złożonych elementów w jednej operacji. Gotowy produkt charakteryzuje się doskonałą precyzją i drobnym wykończeniem powierzchni . Nie podlega również sprężynowaniu ani naprężeniom szczątkowym . Produkty można również powiększać, aby wyeliminować montaż lub zmniejszyć wagę, co ma kluczowe znaczenie w zastosowaniach lotniczych . Niższa wymagana siła i mniejsze koszty narzędzi. McDonnell Douglas wykorzystał technologię projektowania i produkcji SPF w F-15 w latach 80. ^{[ potrzebne źródło ]} podczas gdy w Europie przykład zastosowania można znaleźć w niektórych zespołach Eurofighter Typhoon (np. panele przedziałów silnikowych, przednie samoloty, listwy).

Największą wadą tego procesu jest jego powolna szybkość formowania. Czasy cyklu wahają się od dwóch minut do dwóch godzin, dlatego jest zwykle używany w zastosowaniach produkcyjnych o małej objętości. Inną wadą jest nierównomierność grubości wytwarzanej części. W celu poprawy jednorodności grubości części SPF stosuje się kilka metod. Jednym z nich jest zastosowanie zaprojektowanego zmiennego profilu ciśnienia gazu zamiast stałego ciśnienia. Innym podejściem jest dostosowanie tarcia kontaktowego między powierzchnią matrycy a arkuszem superplastycznym.

Zobacz też