การขึ้นรูปแบบ Superplastic คืออะไร?

การขึ้นรูป Superplastic เป็นกระบวนการโลหะพิเศษที่ช่วยให้แผ่นโลหะผสมโลหะเช่นอลูมิเนียมสามารถยืดได้ถึงความยาวมากกว่าสิบเท่าของโลหะผสมทั่วไปโดยไม่ทำให้คุณสมบัติวัสดุของโลหะลดลง กระบวนการนี้ช่วยให้การผลิตชิ้นส่วนโลหะที่ซับซ้อนซึ่งไม่จำเป็นต้องใช้สลักเกลียวและตัวยึดเพื่อเชื่อมชิ้นส่วนโลหะแต่ละชิ้นเข้าด้วยกันเป็นหน่วยที่ใหญ่ขึ้น การขึ้นรูปโลหะในลักษณะนี้มักใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ แต่ก็มีแอพพลิเคชั่นสำหรับอุปกรณ์กีฬาสมรรถนะเช่นเดียวกับในภาคพลังงานการป้องกันและการแพทย์

ศาสตร์ของงานโลหะที่ใช้ในการขึ้นรูปแบบพิเศษนั้นแบ่งออกเป็นเงื่อนไขการเสียรูปสามแบบคือ micrograin การเปลี่ยนแปลงและความเค้นความเครียดชั้นยอด วิธีการที่สำคัญที่สุดสำหรับโลหะเกี่ยวข้องกับไมโครเกรนซูเปอร์พลาสติกซึ่งโครงสร้างผลึกเป็น 10 ไมครอนในขนาดหรือเล็กกว่า อุณหภูมิของโลหะจะต้องอยู่ที่ประมาณครึ่งหนึ่งจุดหลอมเหลวของโลหะผสมที่กำลังก่อตัวและอัตราความเครียดระหว่าง 0.001 ถึง 0.0001 เงื่อนไขเหล่านี้ จำกัด ประเภทของโลหะผสมที่จะแสดงความเป็นพลาสติกในปริมาณน้อย

กระบวนการทางอุตสาหกรรมสำหรับการขึ้นรูปโลหะแผ่นพลาสติกขั้นสูง ได้แก่ การดูดสุญญากาศและการขึ้นรูปด้วยความร้อนการขึ้นรูปลึก การขึ้นรูปด้วยสุญญากาศใช้ความผันแปรของแรงดันแก๊สเพื่อทำให้โลหะเป็นรูปร่างในขณะที่เทอร์โมฟอร์มใช้กระบวนการที่กำหนดขึ้นซึ่งเป็นแบบดั้งเดิมในการผลิตเทอร์โมพลาสติก ทั้งสองวิธีมีการเปลี่ยนแปลงในการขึ้นรูปโลหะร้อนและมีข้อได้เปรียบในการใช้งานเพียงครั้งเดียวในการสร้างชิ้นส่วน

การขึ้นรูปลึกเป็นวิธีการทั่วไปที่ใช้ในการขึ้นรูปโลหะที่สามารถปรับให้เข้ากับการขึ้นรูปพลาสติกแบบพิเศษ มันต้องมีการชุบแข็งสายพันธุ์เพื่อให้ได้ความเป็นพลาสติกสูงสุด อย่างไรก็ตามการทำให้ผอมบางและแตกร้าวของชิ้นส่วนโลหะนั้นเป็นไปได้ในกระบวนการดังนั้นจึงไม่ใช่ทางเลือกที่ต้องการ

พันธะการแพร่ไม่ใช่ในขั้นแรกเป็นกระบวนการขึ้นรูปโลหะแผ่น แต่ได้รับการปรับให้เข้ากับการใช้งาน โลหะผสมอลูมิเนียมแมกนีเซียมมักใช้กับวิธีการนี้และอาจมีการยืดตัวในกระบวนการ superplastic สูงถึง 600% แต่มักจะไม่เกิน 300% ชิ้นส่วนที่สร้างขึ้นจากการขึ้นรูปแบบพิเศษและการยึดติดแบบกระจายใช้ทั้งในยานยนต์และอากาศยานที่ไม่ได้มีโครงสร้างและไม่แพงเท่าโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูง

มีข้อได้เปรียบหลายประการที่ชิ้นส่วนโลหะแผ่นที่ผ่านการขึ้นรูปพลาสติกแบบพิเศษมี เนื่องจากรูปร่างของพวกมันนั้นซับซ้อนและมีขนาดใหญ่ขึ้นเนื่องจากความสามารถที่เพิ่มขึ้นในการยืดโลหะพวกเขาจึงลดทั้งน้ำหนักและค่าใช้จ่ายของเครื่องบินและยานยนต์ยานยนต์รวมถึงชิ้นส่วนโลหะในอุตสาหกรรมอื่น ๆ เวลาในการประกอบและความซับซ้อนก็ลดลงด้วยเช่นกันเพราะชิ้นส่วนน้อยลงต้องถูกยึดเข้าด้วยกัน ความเค้นระหว่างชิ้นส่วนโลหะหลายชิ้นเมื่ออายุมากขึ้นและตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิก็ลดลงเช่นกัน

อุตสาหกรรมโดยรวมก่อให้เกิดความหลากหลายของการวิจัยและผลิตภัณฑ์ใหม่ในสาขา ความยืดหยุ่นที่เพิ่มขึ้นของรูปร่างแผ่นโลหะช่วยให้เกิดนวัตกรรมในการเพรียวลมใหม่และการออกแบบในหลากหลายอุตสาหกรรมและสินค้าอุปโภคบริโภค การขึ้นรูปแบบพิเศษนั้นยังเป็นกุญแจสำคัญในการสร้างสรรค์นวัตกรรมในด้านแอโรไดนามิกและการเพรียวลมในทะเล