هیدرو فرمینگ لوله و ورق چیست
به صورت کلی شکل دهی فلزات از جمله عملیات های محبوب برای دستیابی به فرم های ساده و خاص می باشد؛ از این رو روش های مختلفی دارد. حال یکی از فرآیندهای تولید و شکل دهی فلزات به ویژه ورق و لوله و تبدیل آن ها به اشکال پیچیده که از فشار سیالاتی نظیر آب یا روغن نیز صورت می گیرد، هیدروفرمینگ (Hydroforming) نامیده می شود. این راهکار نوعی تکنیک سریع در جهت تولید محصولات فولادی با اجزا زیاد و ساختار قوی و در عین حال قیمت مقرون به صرفه به شمار می آید؛ از این رو هیدروفرمینگ بیشتر در جهت شکلی دهی قطعاتی پیچیده به وسیله ورق های فولادی مورد استفاده قرار می گیرد.
با یک
مثال ساده می توان گفت اگر قصد ساخت یک سپر برای خودرو داشته باشیم، پس از برشکاری
ورق فلزی در ابعاد متناسب، این قطعه باید در داخل یک قالب خاص با شکل نهایی سپر
قرار گیرد تا بتوان به وسیله پرس هیدرولیک، آب یا روغن را در داخل قالب تزریق کرد
و به این ترتیب فشار این سیال سبب فرم دهی ورق فلزی به سپر خواهد شد. همچنین هیدرو
به معنای آب و فرمینگ به معنای شکل دهی می باشد. در ادامه جزئیات این فرآیند به
صورت کامل تر مورد بررسی قرار گرفته است.
انواع هیدروفرمینگ
به
طور کلی هیدروفرمینگ در 5 روش اصلی قابل انجام می باشد که شامل فرمینگ ورق (SHF)، لوله (THF)، دیافراگمی (DHF)، گرم (GHF) و انفجاری (EHF) می باشند. روش های ورق و لوله
بیشتر برای شکل دهی قطعات مورد استفاده قرار می گیرند. برای ساخت قطعات هندسی از
هیدروفرمینگ دیافراگمی، جهت افزایش قابلیت انعطاف پذیری و تولید قطعات پیچیده از
روش گرم و همچنین جهت ساخت قطعاتی با ضخامت های بالا از هیدروفرمینگ انفجاری
استفاده می شود. در زیر به بررسی دقیق تر روش های ورق و لوله به علت کاربرد بیشتر
پرداخته ایم:
هیدروفرمینگ ورق
همان طور که از نام این
روش پیداست، با استفاده از اتصال ورق های فلزی به قطعات پیچیده و به وسیله فشار
سیالاتی نظیر آب صورت می گیرد. از جمله مزیت های هیدروفرمینگ ورق نسبت به روش های
سنتی مانند پرسکاری نیز می توان به مناسب بودن قیمت ورق فولادی و در نتیجه فرم
نهایی، کارایی بهتر در ساخت قطعات، کیفیت بالا از نظر ضخامت و ظاهر، قابلیت تولید
قطعات پیچیده با اشکال خاص و وزن سبک در جهت حمل، جا به جایی و نصب آسان تر اشاره
داشت.
این مزایا همگی سبب
کاربری بیشتر هیدروفرمینگ ورق یا (SHF) در صنایعی نظیر خودروسازی جهت
هود، گلگیر، پانل درب و ... و هوافضا برای اجزای ساختاری سبک و قوی نظیر پوست بال
و ناسل موتور شده اند.
هیدروفرمینگ لوله
یکی دیگر از فرآیندهای
هیدروفرمینگ که امروزه کاربرد بسیار زیادی برای تبدیل لوله های فولادی به قطعات و
شکل های پیچیده دارد، هیدروفرمینگ لوله یا (THF) نامیده می شود.
این فرآیند نیز مانند هیدروفرمینگ ورق به وسیله فشار سیالاتی مانند آب صورت می
گیرد و عملیاتی مشابه به آن دارد، اما مواد اولیه مورد نیاز آن به جای ورق، لوله های فولادی می باشند.
از این رو مراحل این دو روش نیز شبیه به یک دیگر صورت می گیرد.
از هیدروفرمینگ لوله نیز در صنعت خودروسازی جهت ساخت و تولید سیستم تعلیق، اگزوز و مواردی از این قبیل که اجزای ساختاری اتومبیل به شمار می روند، استفاده می شود. با این وجود کاربرد دیگر آن در صنعت هوافضا برای ساخت مخازن سوخت و ... می باشد.
حتما بخوانید : روش های شکل دهی فلزات
کاربرد هیدرو فرمینگ
همان طور که پیش تر
اشاره کردیم، هیدروفرمینگ بسته به این که از چه روشی انجام می گیرد، در صنایع
مختلفی قابل انجام است. با این وجود به صورت کلی برای تولید قطعاتی با اشکال
پیچیده و در عین حال ضخامت یکنواخت مورد استفاده قرار می گیرد. در ادامه مهم ترین
کاربردهای فرآیند Hydroforming نیز شرح داده شده اند تا بتوانید درک بهتری از گستردگی کاربرد این
فرآیند داشته باشید:
- صنعت ساخت و ساز جهت تولید پانل های سقفی و
دیواری، دیوارپوش ها و ...
- قطعات سازه نظیر تیر و ستون
- صنعت خودروسازی جهت ساخت شاسی، سقف، کاپوت،
گلگیر، درب ها، قطعات تعلیق، سیستم های موتور و اگزوز نظیر لوله ها و مبدل های
کاتالیزوری
- صنعت لوازم خانگی جهت ساخت بدنه و قطعات لوازمی
نظیر یخچال، اجاق گاز، ماشین لباسشویی، قطعات قفسه های داخلی، لوله ها و ...
- بدنه کشتی ها و قطعات سازه ای این صنعت
- ساخت تجهیزات پزشکی نظیر پروتز و ایمپلنت
- و در آخر برای ساخت قطعات هوافضا و بدنه هواپیما
نظیر مخازن سوخت، بدنه، پوسته بال، اجزای موتور و محفظه های احتراق
مزایای هیدرو فرمینگ
از
جمله مهم ترین مزیت های هیدروفرمینگ و استفاده مداوم از این روش برای تمامی صنایع
و قطعات، می توان به موارد زیر اشاره کرد. در واقع پس از مطالعه این مزایا به
راحتی می توانید به علت محبوبیت عملیات هیدروفرمینگ به جای روش های سنتی پی ببرید:
- وزن سبک که سبب ایجاد تولید
یک سری قطعات سبک وزن و با کمترین ضخامت می شود.
- قابلیت تولید قطعاتی با
اشکال پیچیده که به وسیله روش های سنتی قبل قابل تولید نیستند.
- ساخت قطعات انبوه و در
تناژهای بالا
- قیمت به صرفه و اقتصادی و
در نتیجه جایگزین مناسب برای روش های سنتی، ضایعات و ابزارهای گران قیمت
- کارآمدی که سبب تولید قطعات در کمترین زمان و هزینه می شود.
حتما بخوانید : انواع ورق های شیروانی
معایب هیدرو فرمینگ
حال
که به اندازه کافی با عملیات هیدروفرمینگ، انواع، کاربرد و مزیت های آن آشنا شدید،
بهتر است بدانید این فرآیند با وجود استفاده مداوم بسیاری از صنایع و محبوبیتی که
در بین فرآیندهای فولادی به خود اختصاص داده است، معایبی را طبیعتاً با خود به
همراه دارد که از جمله آن ها می توان به موارد زیر اشاره داشت:
- ابتدا بهتر است بدانید
هیدروفرمینگ حتماً باید توسط افراد متخصص و ماهر در زمینه محصولات فولادی و عملیات
های آن صورت گیرد.
- هزینه ابتدایی این فرآیند
بسیار بالا می باشد؛ زیرا نیاز به سرمایه گذاری های کلان جهت تهیه دستگاه ها و
تجهیزات اولیه دارد.
- ابزار این فرایند باید
کاملاً دقیق و مطابق با روش مورد استفاده و مواد اولیه آن انتخاب شوند. قالب ها
نیز باید از کیفیت بالایی برخوردار باشند.
- یکی دیگر از معایب
هیدروفرمینگ مربوط به محدودیتی است که این فرآیند برای سایز قطعات کوچک دارد.
- زمان راه اندازی این عملیات
در ابتدا زیاد می باشد که در البته با گذر زمان و کسب مهارت کمتر خواهد شد.
حتما بخوانید : پرس بریک چیست
جمع بندی
در نهایت
باید گفت فرآیند هیدروفرمینگ شامل دو بخش اصلی Hydro به معنای آب و Forming یا شکل گیری می
باشد؛ زیرا با استفاده از شکل دهی فلزات به وسیله سیالاتی نظیر آب یا روغن های
برپایه آب صورت می گیرد. انتخاب روش هیدروفرمینگ بسته به مواد اولیه مورد استفاده
که می تواند ورق، لوله و ... باشد، متفاوت است. همچنین به سایر عواملی نظیر نوع
قطعه نهایی، ضخامت مد نظر، پیچیدگی شکل، هندسه قطعه و ... بستگی دارد.
هیدروفرمینگ در صنایع بیشتر به روش های ورق و لوله صورت می گیرد، اما به طور کلی در هر 5 روش با مزیت ها و معایبی همراه می باشد که از جمله آن ها به ترتیب می توان به ساخت قطعات و اشکال پیچیده و در عین حال نیاز به زمان و افراد متخصص در این زمینه اشاره داشت. با این وجود هیدروفرمینگ همچنان از جمله فرآیندهای محبوب و به صرفه به شمار می آید.