Wat is elektromagnetische vorming?
Elektromagnetische vorming is een proces waarbij hoge niveaus van elektrische energie een tegengesteld magnetisch veld in een metalen object genereren dat vervolgens wordt gevormd naar de vorm van het sterkere magnetische veld in de werkspoelgenerator. Het wordt meestal gebruikt om zeer geleidende metalen te vormen, zoals koper en aluminium, maar kan ook worden gebruikt om stalen onderdelen te vormen of om geleidende en niet-geleidende materialen, zoals koper en keramiek, samen te voegen. Omdat het proces zulke hoge energie-eisen heeft en onderhevig is aan traagheidseffecten die een nauwkeurige regeling vereisen, wordt het in het algemeen alleen gebruikt om metalen buizen te krimpen of uit te zetten. Vorming op hoge snelheid met behulp van magnetische velden heeft ook toepassingen in onderzoek naar het vormen van plaatmetaal en metaal-keramische composieten die worden gebruikt in supergeleiders en andere componenten.
Het proces van elektromagnetische vorming, of EM-vorming, bestaat al sinds het vroege onderzoek ernaar werd uitgevoerd door Pyotr Kapitza, een Russische natuurkundige die in 1978 de Nobelprijs voor de natuurkunde won. Hij begon het onderzoek, ook bekend als magneforming, te onderzoeken in 1924 door loodzuurbatterijen te gebruiken om een magnetisch veld met een sterkte van maximaal 500.000 Gauss te genereren gedurende een periode van drie milliseconden. Gauss is een maat voor de sterkte van een magnetisch veld en, ter vergelijking, het magnetische veld van de aarde varieert van 0,3 tot 0,6 Gauss. Pyotr's onderzoek naar het produceren van magnetische velden met een sterkte van meer dan 300.000 Gauss resulteerde in gewelddadige explosies en latere pogingen tot elektromagnetische vorming schakelden over op de snelle ontlading van hoogspanningscondensatorbanken.
Tegen het einde van de jaren vijftig had elektromagnetische vorming industriële patenten op het proces en werden buisvormige delen er in het begin van de jaren zestig door gevormd. De ruimtevaartindustrie zag een toepassing voor de methode, omdat deze buizen kan vormen die extreem uniform zijn. Alle grote commerciële lucht- en ruimtevaartbedrijven over de hele wereld hadden hun eigen magneforming-apparatuur tegen de jaren 1970 en raffineerden het proces tot in de jaren 1980.
De ontwikkeling van elektromagnetische vormtechnologie is grotendeels geheim gebleven, omdat deze toepassingen heeft in thermonucleair fusieonderzoek. Een praktische fusiereactor zou geen nucleair afval produceren, geen kans hebben om te smelten en zou kunnen werken op deuteriumbrandstof die uit zeewater wordt gewonnen, dus veel landen concurreren om de eerste te zijn die het proces perfectioneert. Een van de meest fundamentele problemen met fusieonderzoek is hoe de fusiereactie te beheersen, en de magnetische velden die worden onderzocht bij elektromagnetische vorming kunnen de oplossing voor het probleem zijn.