نقش ابزار الاستومری در فرایندهای شکل‌دهی فلزات

نوع مقاله: مقاله علمی ترویجی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند

2 استاد دانشکدة مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند

3 عضو هیئت علمی مجتمع آموزش عالی اسفراین و دانشجوی دکتری مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند

چکیده

شناخت هرچه دقیق‌تر شکل‌دهی فلزات به‌عنوان یکی از روش‌های مهم ساخت و تولید قطعات صنعتی امری ضروری است. شکل‌دهی با قالب انعطاف‌پذیر از جمله فرایندهای شکل‌دهی فلزات است که به‌تازگی مورد استقبال پژوهشگران و صنعتگران قرار گرفته است. برخلاف فرایندهای متداول شکل‌دهی، در شکل‌دهی با قالب انعطاف‌پذیر از یک واسط انعطاف‌پذیر به‌جای سنبه (یا ماتریس) صلب، به‌عنوان انتقال‌دهندة فشار، استفاده می‌شود. این واسط می‌تواند مایع، گاز و جامد (مواد ویسکوپلاستیک یا بالشتک و میلة الاستومری) باشد. از شکل‌دهی با ابزار الاستومری به‌عنوان یکی از مهم‌ترین روش‌های شکل‌دهی با قالب انعطاف‌پذیر یاد می‌شود. با استفاده از ابزار الاستومری تنها به ساخت یک نیمة صلب ابزار نیاز است و به‌همین دلیل هزینة ساخت قالب به‌مراتب کاهش می‌یابد. انعطاف‌پذیری بالا در تولید قطعات پیچیده و کیفیت سطح مطلوب قطعه به‌دلیل تماس کمتر ابزار صلب با قطعه (در برخی از موارد عدم تماس) از جمله مزایای این فرایند است که سبب پیشی‌گرفتن آن از دیگر روش‌های سنتی شده است. برمبنای دلائل فوق، محققان از شکل‌دهی با ابزار الاستومری به‌صورت مستقل و از تلفیق آن با فرایندهای دیگر برای بهبود قابلیت شکل‌پذیری و ارتقای بازده آنها استفاده می‌کنند. این مقاله به بررسی پیشرفت‌های این حوزه و استفاده از ابزار الاستومری در شکل‌دهی ورق‌ها و لوله‌های فلزی پرداخته و این پژوهش‌ها را تحلیل کرده است.

کلیدواژه‌ها


[1] R. Joseph, S. L. Semiatin. Metals Handbook: Forming and forging, American Society for Metals, 1978, pp. 978.

[2] M. Ramezani, Z. M. Ripin, Rubber-Pad Forming Processes: Technology and Application, Woodhead publishing: Sawston, UK, 2012, pp. 310.

[3] ا. مهشیدی‌فر، م. می­آبادی،فرایند شکل­دهی با بالشتک­های لاستیکی، دوماهنامه قالب­سازان، ش. 57، ص. 68-71، 1389.

[4] S. K. De, J. R. White, Rubber Technologist’s Handbook, No. 1, Rapra Technology Limited, 2001.

[5] ف. باقری, م. صدیقی, ر. معدولیت, بررسی تاثیر طول خم‌کاری و شعاع قالب بر برگشت فنری در خم‌کاری 135 درجه با استفاده از بالشتک لاستیکی، پنجمین کنفرانس شکل­دهی فلزات و مواد ایران، دانشگاه صنعتی شریف، 1390.

[6] M. H. Dirikolu, E. Akdemir, Computer aided modelling of flexible forming process, J. Mater. Process. Technol., Vol. 148, No. 3, pp. 376–381, 2004.

[7] M. Ramezani, Z. M. Ripin, R. Ahmad, Computer aided modelling of friction in rubber-pad forming process, J. Mater. Process. Technol., Vol. 209, No. 10, pp. 4925-4934, 2009.

[8] Y. Liu, L. Hua, Fabrication of metallic bipolar plate for proton exchange membrane fuel cells by rubber pad forming, J. Power Sources, Vol. 195, No. 11, pp. 3529-3535, 2010.

[9] M. Ramezani, Z. M. Ripin, R. Ahmad, Sheet metal forming with the aid of flexible punch, numerical approach and experimental validation, CIRP J. Manuf. Sci. Technol., Vol. 3, No. 3, pp. 196–203, 2010.

[10] ب. زارع, ع. وفایی­صفت، و. ریخته­گر، بررسی تجربی و عددی شکل­دهی ورق­های فلزی با استفاده از فرایند شکل‌دهی چند نقطه­ای، فصلنامه مکانیک هوافضا (ساخت و تولید)، جلد 8، ش. 4، ص. 75-87، 1391.

[11] A. Mahshidifar, A. Vafaeesefat, Numerical and experimental study of parameters affecting metal forming using rubber pads, on parts with radius of curvature, Int. J. Adv. Des. Manuf. Technol., Vol. 6, No. 1, pp. 9–17, 2013.

[12] Z. Shen, H. Liu, X. Wang, W. Cuntang, Improving the Forming Capability of Laser Dynamic Forming by using Rubber as a Forming Medium, Appl. Surf. Sci., 2016.

[13] ح. بیسادی, م. کلانتری­دهقی, تحلیل عددی و تجربی اثر هندسه قالب و قطعه بر روی فرایند بالج ‌فرمینگ لوله‌های تی‌شکل، دهمین کنفرانس ملی مهندسی ساخت و تولید، بابل، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، 1388.

[14] ح. بیسادی, م. کلانتری­دهقی, بررسی اثر اصطکاک بر روی فرایند بالج‌ فرمینگ لوله‌های تی‌شکل به کمک تحلیل‌های عددی و تجربی، دهمین کنفرانس ملی مهندسی ساخت و تولید، بابل، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، 1388.

[15] م. درویشی حسینی آهنگر، م. صدیقی، م. خاندایی، بکارگیری روش شکل­دهی به کمک لاستیک در انقباض موضعی لوله به منظور مونتاژ لوله در سازه خودرو، فصلنامه فرایندهای نوین ساخت و تولید، جلد 1، ش. 3، ص. 71-77، 1389.

[16] A. C. Girard, Y. J. Grenier, B. J. Mac Donald, Numerical simulation of axisymmetric tube bulging using a urethane rod, J. Mater. Process. Technol., Vol. 172, No. 3, pp. 346–355, 2006.

[17] S. Baudin, P. Ray, B. J. Mac Donald, M. S. J. Hashmi, Development of a novel method of tube bending using finite element simulation, J. Mater. Process. Technol., Vol. 153, pp. 128–133, 2004.

[18] H. Ghaforian Nosrati, M. Gerdooei, Experimental and numerical study of friction in free bulging 304 stainless steel seamed tube using elastic pad, Modares Mech. Eng., Vol. 15, No. 4, pp. 30-40, 2015.

[19] ا. شاپورگان، ق. فرجی، بررسی هندسه سنبه کروی در فرایند جدید شکل‌دهی شدید لوله­های جدار نازک با استفاده از سنبه و لاستیک، کنفرانس بین­المللی یافته­های نوین پژوهشی در مهندسی صنایع و مهندسی مکانیک، تهران، موسسه آموزش عالی نیکان، 1394.