तप्त धातु गैस निर्माणक
हॉट मेटल गैस फॉर्मिंग (एचएमजीएफ) डाई (विनिर्माण) धातु बनाने की एक विधि है जिसमें एक धातु सिलेंडर (ज्यामिति) को उसके पिघलने बिंदु के करीब लेकिन नीचे एक लचीली अवस्था में गर्म किया जाता है, फिर गैस बनाने के लिए आंतरिक रूप से दबाव डाला जाता है ट्यूब को बाहर की ओर एक घेरने वाली डाई कैविटी द्वारा परिभाषित आकार में बदल दिया जाता है। उच्च तापमान धातु को पहले से उपयोग किए गए ठंडे काम करने और गर्म बनाने के तरीकों की तुलना में बिना टूटे बहुत अधिक डिग्री तक बढ़ने या फैलने की अनुमति देता है। इसके अलावा, धातु को बारीक विवरणों में बनाया जा सकता है और पारंपरिक तरीकों की तुलना में कम समग्र गठन बल की आवश्यकता होती है।
इतिहास और पिछली तकनीकों से तुलना
एचएमजीएफ कई मौजूदा वाणिज्यिक प्रक्रियाओं की लागत प्रभावशीलता और प्रयोज्यता में एक विकास है: सुपरप्लास्टिक का निर्माण, हॉट झटका गठन,[1] और जल निर्माण ।
जटिल ट्यूबों को कई शीट घटकों से बनाया जा सकता है और उन्हें एक साथ वेल्ड किया जा सकता है, लेकिन इससे अनावश्यक लागत बढ़ जाती है और जोड़ों में गुणवत्ता संबंधी चिंताएं पैदा होती हैं। हाइड्रोफॉर्मिंग धातु ट्यूब बनाने के लिए अत्यधिक दबाव में तरल का उपयोग करता है। इसे प्लंबिंग उद्योग के लिए विकसित किया गया था और 1990 तक उच्च मात्रा वाले ऑटो के लिए उपयुक्त उत्पादन क्षमता हासिल कर ली गई थी। आमतौर पर हाइड्रोफॉर्मिंग परिवेश के तापमान पर किया जाता है, और एल्यूमीनियम के लिए 8-12% व्यास वृद्धि और इस्पात के लिए 25-40% तक धातुओं के निर्माण बढ़ाव को सीमित करता है। यह उत्पादित किए जा सकने वाले भाग आकार की जटिलता को सीमित करता है। इसके अलावा, परिवेश ट्यूब बनाने के लिए आवश्यक आंतरिक द्रव दबाव के कारण कार्य केंद्र और टूलींग बड़े और महंगे हो सकते हैं। एचएमजीएफ केवल एक गठन चरण में बड़े आकार की जटिलता के साथ ट्यूब बनाने में सक्षम है और आम तौर पर पारंपरिक ट्यूब हाइड्रोफॉर्मिंग की तुलना में कम आंतरिक दबाव पर होता है।
ब्लो फॉर्मिंग की शुरुआत बहुत पहले कांच से हुई थी, और अब यह प्लास्टिक को खोखली संरचनाओं में बनाने की एक व्यापक विधि है। फिर, गर्म सामग्री के गुण कई प्रसंस्करण लाभ प्रदान करते हैं। पिछले दशकों में वार्म फॉर्मिंग व्यापक शोध का विषय रहा है। इसे परिवेश के ऊपर लेकिन मिश्र धातु के पुनर्संरचना तापमान के नीचे बनाने के रूप में परिभाषित किया गया है,[2] और हाइड्रोफॉर्म सिद्धांतों का उपयोग करके, ट्यूबों पर किया जा सकता है। गर्म होने वाले तरल पदार्थों के आसपास सुरक्षा चिंताओं के कारण तापमान आमतौर पर सीमित होता है।[3] इन तापमानों पर, चक्र का समय अभी भी अपेक्षाकृत लंबा हो सकता है, और बढ़ाव अभी भी गर्म गठन के करीब नहीं पहुंचता है।[4] सुपरप्लास्टिक फॉर्मिंग का उपयोग अक्सर एयरोस्पेस उद्योग में किया जाता है, लेकिन इसके लिए बहुत महीन दाने वाली धातु मिश्र धातुओं के उपयोग की आवश्यकता होती है, जो बहुत बड़े तनाव मूल्यों तक विकृत होती हैं, लेकिन बहुत कम तनाव दर पर। इसलिए एचएमजीएफ सुपरप्लास्टिक बनाने की तुलना में संभावित रूप से तेज़ है।
एक प्राकृतिक विकास के रूप में, एचएमजीएफ की आवश्यकता के कारण 1990 के दशक में अनुसंधान शुरू हुआ। तेज चक्र समय, सस्ती मशीन टूलींग और हाइड्रोफॉर्मिंग से कम परिमाण के दबाव के परिणामस्वरूप मशीनरी, और उच्च तापमान के कारण अत्यधिक गठन अनुपात उच्च मात्रा में कम लागत वाले विनिर्माण के लिए एक आकर्षक व्यवसाय मामला बनाते हैं।
1999 में, एचएमजीएफ तकनीकों का विकास हम मानक और प्रौद्योगिकी का राष्ट्रीय संस्थान (एनआईएसटी) द्वारा वित्त पोषित एक उन्नत प्रौद्योगिकी कार्यक्रम (एटीपी) परियोजना के रूप में शुरू हुआ।[5] यह परियोजना 1993 में पूरी हुई और शोध से पता चला कि एल्युमीनियम के लिए 150% और स्टील के साथ 50% विस्तार अनुपात संभव था, दीवार के पतलेपन को कम करने के लिए सामग्री की अंतिम फीडिंग के उपयोग से और अधिक विस्तार की क्षमता थी।[1] अमेरिकी अनुसंधान के साथ तालमेल बनाए रखने के लिए, एक यूरोपीय परियोजना को कोयला और इस्पात के लिए अनुसंधान कोष (आरएफसीएस) द्वारा वित्त पोषित किया गया था। जुलाई 2004 में शुरू हुई, 3 साल की अवधि के साथ, इस परियोजना ने एचएमजीएफ प्रक्रिया की आगे की जांच की। 2007 तक, यूरोपीय अनुसंधान और वाणिज्यिक संस्थाओं के संघ ने सरल हीटिंग और डाई निर्माण की अवधारणाओं को साबित कर दिया, और अधिक मांग वाले स्टील मिश्र धातुओं पर ध्यान केंद्रित करते हुए, दीवार के पतले होने और टूटने में देरी (इंजीनियरिंग) को नियंत्रित करने के लिए अंत फीडिंग के उपयोग से 140% के मुक्त विरूपण का चित्रण किया। ).[6] इन प्रयोगों में प्रयुक्त विधि का पेटेंट कराया गया है U.S. Patent 7,285,761.[citation needed]
यूरोप में भी, समानांतर अनुसंधान ने अवधारणा के लिए एक अभिनव दृष्टिकोण प्राप्त किया। 2006 तक, गर्म धातु गैस बनाने की HEATform विधि ने अद्वितीय धातु आकृतियों का प्रमाण दिखाया जो ऐतिहासिक रूप से केवल ग्लास उड़ाने और एल्यूमीनियम के साथ उड़ाए गए भागों के क्षेत्र में 270% से अधिक विस्तार अनुपात में उत्पादन के इच्छित चक्र समय पर संभव था। 20 सेकंड. यह कहते हुए कि सख्त होने और बाद में टूटने से नीचे एल्यूमीनियम मिश्र धातु का निर्माण सीमित हो जाएगा 460 °C (860 °F), सबसे अच्छा प्रवाह व्यवहार देखा गया 550 °C (1,022 °F). यह गर्म तरल या गर्म गैस दबाव बनाने की क्षमताओं से काफी अधिक है। अंत फीडिंग नियंत्रण की HEATform तकनीकों ने 300% स्ट्रेन वैल्यू तक एक समान दीवार की मोटाई हासिल की।[7] जबकि सामग्री अनुकूलता और भविष्य कहनेवाला विश्लेषण तकनीकों पर महत्वपूर्ण शोध जारी है, गर्म धातु गैस बनाने का व्यवसायीकरण कम से कम एक कंपनी द्वारा किया गया है जो सामग्री अंत फीडिंग के साथ गर्म विस्तार प्रदान कर रही है।
अनुप्रयोग
विशिष्ट अनुप्रयोग ऑटोमोटिव उद्योग और एयरोस्पेस उद्योग में हैं जहां हाइड्रोफॉर्मिंग की पूर्ववर्ती तकनीक अच्छी तरह से जानी जाती है। अन्य अनुप्रयोगों में खेल उपकरण और फर्नीचर शामिल हैं। बहु-सामग्री क्षमता का उपयोग सजावटी वर्कपीस और नल सम्बन्धी उपकरणादि में किया जाता है।[citation needed]
सामग्री
एचएमजीएफ प्रक्रिया लगभग किसी भी धातु के साथ संगत है।[citation needed] एचएमजीएफ का सबसे महत्वपूर्ण लाभ यह है कि शीत रूप प्रतिरोधी सामग्री जटिल निर्माण के लिए व्यवहार्य हो जाती है। अक्सर, मिश्रधातुओं को ठंडी बनाने और मशीनीकरण बढ़ाने के लिए महंगी सामग्रियों के साथ बढ़ाया जाता है, हालांकि एचएमएफजी के साथ कम महंगी मिश्रधातु का उपयोग किया जा सकता है, जिससे टुकड़े की कीमतें कम हो जाती हैं। एक उदाहरण निकास घटकों के लिए 1.4512 मिश्र धातु जैसे [[फेरिटिक स्टेनलेस स्टील]]्स का उपयोग है। आमतौर पर, 1.4301 मिश्र धातु की तरह अधिक महंगे ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील को उन भागों के लिए चुना जाता है, जिन्हें परिवेशीय निर्माण क्षमता में 40% लाभ (38.5% बनाम 27.4% विशिष्ट ए%) के कारण जटिल निर्माण की आवश्यकता होती है।[8] एचएमजीएफ में कठोर धातु मिश्र धातुओं (जैसे बोरान स्टील्स) का उपयोग किया जा सकता है। इस मामले में डाई का उपयोग न केवल एक आकार देने वाले उपकरण के रूप में किया जा सकता है, बल्कि एक टेम्परिंग टूल के रूप में भी किया जा सकता है, ताकि गठन और ठंडा होने के बाद गठित ट्यूब की अंतिम कठोरता बढ़ जाए। इस मामले में इस प्रक्रिया को अक्सर प्रेस हार्डनिंग कहा जाता है।
टिप्पणियाँ
- ↑ 1.0 1.1 Bill Dykstra (2001). “Hot Metal Gas Forming for Manufacturing Vehicle Structural Components”, MetalForming
- ↑ "गर्म बनाम ठंडा और गर्म गठन और बीच में - मैकेनिकल इंजीनियर". Archived from the original on 2009-06-06. Retrieved 2009-07-27.
- ↑ xiHarry Singh (2006) “HEATforming: A new Freedom in Forming Tubular Structures” (conference report); 4th Annual North American – Hydroforming Conference & Exhibition – Sept. 2006
- ↑ Yingyout Aue‐u‐lan et al. (2006), "Warm forming magnesium, aluminum tubes", The Fabricator, 2006‐3‐10, retrieved 2009‐12‐6 from thefabricator.com
- ↑ ATP Project Brief, http://jazz.nist.gov/atpcf/prjbriefs/prjbrief.cfm?ProjectNumber=98‐01‐0168
- ↑ Zarazua, J.I.; Vadillo, L.; Mangas, A.; Santos, M.; Gutierrez, M.; Gonzalez, B.; Testani, C.; Argentero, S. (May 2007), "Alternative Hydroforming Process for High Strength and Stainless Steel Tubes in the Automotive Industry IDDRG2007" (PDF), IDDRG 2007 International Conference, Győr, Hungary, archived from the original (PDF) on 2011-07-28.
- ↑ Harry Singh (2006) “HEATforming: A new Freedom in Forming Tubular Structures” (conference report); 4th Annual North American – Hydroforming Conference & Exhibition – Sept. 2006
- ↑ Vadillo, L.; Santos, M. T.; Gutierrez, M.A.; Pérez, I.; González, B.; Uthaisangsuk, V. (May 2007), "Simulation and Experimental Results of the Hot Metal Gas Forming Technology for High Strength Steel and Stainless Steel Tubes Forming" (PDF), IDDRG 2007 International Conference, Győr, Hungary, archived from the original (PDF) on 2011-07-28.
