전자 성형
Electromagnetic forming | 이 글은 인용 문체가 불분명하다(2019년 11월 (이 및 ) |
전자기 성형(EM 성형 또는 마그네포밍)은 전기 전도성 금속, 가장 일반적으로 구리 및 알루미늄을 위한 고속 냉간 성형 프로세스입니다.공작물은 공작물에 전류를 유도하는 고강도 펄스 자기장과 그에 상응하는 반발 자기장에 의해 재형성되어 공작물의 일부를 빠르게 밀어냅니다.공작물은 공구와 접촉하지 않고도 모양을 바꿀 수 있지만, 경우에 따라서는 공작물이 다이 또는 전자에 눌릴 수도 있습니다.이 기술은 고속 성형 또는 전자기 펄스 기술이라고 불리기도 한다.
설명.
금속 가공물 근처에 특수 코일이 배치되어 기존의 성형 방식에서 푸셔를 대체합니다.시스템이 강력한 자기 펄스를 방출하면 코일이 자기장을 발생시켜 공작물을 하이퍼[quantify] 스피드로 고속으로 다이 위로 가속합니다.자기 펄스와 극단적인 변형 속도는 금속을 점착 플라스틱 상태로 변화시켜 재료의 고유 강도에 영향을 주지 않고 성형성을 높입니다.시각화는 자기 펄스 형성 그림을 참조하십시오.
급변하는 자기장은 전자유도를 통해 인근 도체 내에 순환전류를 유도한다.유도 전류는 도체 주위에 해당하는 자기장을 생성합니다(플라스마 물리학 참조).렌츠의 법칙에 의해 도체와 작업 코일 내에서 생성되는 자기장은 서로 강하게 반발합니다.
실제로 제작할 금속 공작물은 심하게 구성된 와이어 코일(작업 코일이라고 함) 근처에 배치됩니다.이그니트론 또는 스파크 갭을 스위치로 하여 고압 콘덴서 뱅크를 급속방전함으로써 작업코일을 통해 대량의 전류펄스를 강제한다.그러면 작업 코일 주위에 빠르게 진동하는 초미세 전자장이 생성됩니다.
높은 작업 코일 전류(일반적으로 수만 또는 수십만 암페어)는 초미세 자기력을 발생시켜 금속 공작물의 항복 강도를 쉽게 극복하고 영구 변형을 일으킵니다.금속 성형 프로세스는 매우 빠르게(일반적으로 수십 마이크로초) 발생하며, 큰 힘 때문에 공작물의 일부가 최대 300m/s의 속도에 도달하는 고속 가속을 거칩니다.
적용들
성형 공정은 원통형 튜브를 수축 또는 확장하는 데 가장 많이 사용되지만, 가공물을 성형된 금형에 고속으로 밀어냄으로써 판금도 형성할 수 있습니다.기계적 인터락을 이용한 전자 펄스 크림핑 또는 진정한 야금 용접을 통한 전자 펄스 용접을 통해 고품질 조인트를 형성할 수 있습니다.성형작업은 높은 가감속을 수반하므로 성형공정에서 워크의 질량이 중요한 역할을 한다.이 공정은 구리나 알루미늄과 같은 양호한 전기 도체에서 가장 잘 작동하지만 강철과 같은 불량 도체에서는 작동하도록 조정할 수 있습니다.
기계적 성형과의 비교
전자 성형에는 기존의 기계적 성형 기술에 비해 많은 장점과 단점이 있습니다.
장점 중 몇 가지는 다음과 같습니다.
- 성형성 향상(인열하지 않고 사용할 수 있는 스트레칭 양)
- 주름을 크게 억제할 수 있다
- 성형품은 유리, 플라스틱, 복합재료 및 기타 금속을 포함한 이종 부품과의 접합 및 조립과 결합할 수 있습니다.
- 스프링 백을 크게 줄일 수 있으므로 가까운 공차가 가능합니다.
- 단측 다이로도 충분하므로 공구 비용을 절감할 수 있습니다.
- 윤활제가 감소되거나 불필요하므로 클린룸 조건에서 성형 사용 가능
- 공작물과의 기계적 접촉은 필요하지 않습니다. 이렇게 하면 표면 오염 및 공구 자국을 방지할 수 있습니다.그 결과 가공물을 성형하기 전에 표면 마감을 할 수 있다.
주요 단점은 다음과 같습니다.
- 비전도성 재료는 직접 성형할 수 없지만 도전성 드라이브 플레이트를 사용하여 성형할 수 있습니다.
- 관련된 고전압 및 전류는 세심한 안전 고려가 필요합니다.
레퍼런스
- "Materials and Manufacturing: Electromagnetic Forming of Aluminum Sheet" (PDF). Pacific Northwest National Laboratory. Archived from the original (PDF) on 2005-12-18. Retrieved 2006-06-09.
- "Electromagnetic Hemming Machine And Method For Joining Sheet Metal Layers". US Patent and Trademark Office. Archived from the original on 2018-05-18. Retrieved 2005-09-02.
- "Resources on Electromagnetic and High Velocity Forming". Department of Materials Science and Engineering, Ohio State University. Archived from the original on 2005-12-19. Retrieved 2006-04-06.
- "Electromagnetic Metal Forming Handbook". An English translation of the Russian book by Belyy, Fertik, and Khimenko. Archived from the original on 2006-09-05. Retrieved 2006-08-06.
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외부 링크
- "Industrial Application of the Electromagnetic Pulse Technology" (PDF). PSTproducts GmbH. Archived from the original (PDF) on 2011-07-15. Retrieved 2010-08-01.
- "Electromagnetic Forming of Cylindrical Components". Magnet-Physik. Archived from the original on 2005-12-14. Retrieved 2006-06-06.
