तप्त धातु गैस निर्माणक
तप्त धातु गैस निर्माणक (एचएमजीएफ) डाई (विनिर्माण) फॉर्मिंग बनाने की विधि है, जिसमें धातु ट्यूब को उसके मेल्टिंग बिंदु के निकट लेकिन नीचे लचीली अवस्था में गर्म किया जाता है, फिर ट्यूब को बाहर की ओर संलग्न डाई कैविटी द्वारा परिभाषित आकार देने के लिए गैस द्वारा आंतरिक रूप से दबाव डाला जाता है। उच्च तापमान धातु को पहले से उपयोग किए गए ठंडे काम करने और गर्म बनाने की विधियों की तुलना में बिना टूटे बहुत अधिक डिग्री तक बढ़ने या फैलने की अनुमति देता है। इसके अतिरिक्त, धातु को महीन विवरणों में बनाया जा सकता है और पारंपरिक विधियों की तुलना में कम समग्र गठन बल की आवश्यकता होती है।
इतिहास और पिछली तकनीकों से तुलना
एचएमजीएफ कई वर्तमान वाणिज्यिक प्रक्रियाओं के व्यय प्रभावशीलता और प्रयोज्यता में विकास है: सुपरप्लास्टिक का निर्माण, हॉट ब्लो फॉर्मिंग,[1] और हाइड्रोफॉर्मिंग ।
जटिल ट्यूबों को कई शीट घटकों से बनाया जा सकता है और उन्हें एक साथ वेल्ड किया जा सकता है, लेकिन इससे अनावश्यक व्यय बढ़ जाती है और जोड़ों में गुणवत्ता संबंधी चिंताएं उत्पन्न 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 प्राप्त कर ली गई थी। सामान्यतः 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 अतिरिक्त, परिवेश ट्यूब बनाने के लिए आवश्यक आंतरिक द्रव दबाव के कारण कार्य केंद्र और टूलींग बड़े और बहुमूल्य हो सकते हैं। एचएमजीएफ केवल गठन चरण में बड़े आकार की जटिलता के साथ ट्यूब बनाने में सक्षम है और सामान्यतः पारंपरिक ट्यूब हाइड्रोफॉर्मिंग की तुलना में कम आंतरिक दबाव पर होता है।
ब्लो फॉर्मिंग का प्रारंभ बहुत पहले कांच से हुआ था, और अब यह प्लास्टिक को खोखली संरचनाओं में बनाने की 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 सामान्यतः सीमित होता है।[3] इन तापमानों पर, चक्र का समय अभी भी अपेक्षाकृत लंबा हो सकता है, और बढ़ाव अभी भी गर्म गठन के निकट नहीं पहुंचता है।[4]
सुपरप्लास्टिक फॉर्मिंग का उपयोग अधिकांशतः 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 स्ट्रेन मूल्यों तक विकृत होती हैं, लेकिन बहुत कम तनाव दर पर होती हैं। इसलिए एचएमजीएफ सुपरप्लास्टिक बनाने की तुलना में संभावित रूप से तीव्र है।
प्राकृतिक विकास के रूप में, एचएमजीएफ की आवश्यकता के कारण 1990 के दशक में अनुसंधान प्रारंभ हुआ। तीव्र 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 व्यय वाले विनिर्माण के लिए आकर्षक व्यवसाय स्थिति बनाते हैं।
1999 में, एचएमजीएफ तकनीकों का विकास यूएस मानक और प्रौद्योगिकी का राष्ट्रीय संस्थान (एनआईएसटी) द्वारा वित्त पोषित उन्नत प्रौद्योगिकी कार्यक्रम (एटीपी) परियोजना के रूप में प्रारंभ 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, यूरोपीय परियोजना को कोयला और इस्पात के लिए अनुसंधान कोष (आरएफसीएस) द्वारा वित्त पोषित किया गया था। जुलाई 2004 में प्रारंभ हुई, 3 साल की अवधि के साथ, इस परियोजना ने एचएमजीएफ प्रक्रिया की आगे की जांच की थी। 2007 तक, यूरोपीय अनुसंधान और वाणिज्यिक संस्थाओं के संघ ने सरल हीटिंग और डाई निर्माण की अवधारणाओं को प्रमाणित 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 अंतिम फीडिंग के उपयोग से 140% के मुक्त विरूपण का चित्रण किया था।[6] इन प्रयोगों में प्रयुक्त विधि को U.S. Patent 7,285,761 के अनुसार पेटेंट कराया गया है।
यूरोप में भी, समानांतर अनुसंधान ने अवधारणा के लिए अभिनव दृष्टिकोण प्राप्त किया था। 2006 तक, गर्म धातु गैस बनाने की हीटफॉर्म 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 20 सेकंड उत्पादन के इच्छित चक्र समय पर संभव था। यह कहते हुए कि कठोर होने और बाद में टूटने से नीचे एल्यूमीनियम मिश्र धातु का निर्माण 460 °C (860 °F) से नीचे सीमित हो जाएगा, सबसे अच्छा प्रवाह व्यवहार 550 °C (1,022 °F) पर देखा गया था। यह गर्म तरल या गर्म गैस दबाव बनाने की क्षमताओं से अत्यधिक अधिक है। अंतिम फीडिंग नियंत्रण की हीटफॉर्म तकनीकों ने 300% स्ट्रेन मूल्य तक एक समान दीवार की मोटाई प्राप्त की थी।[7]
जबकि सामग्री अनुकूलता और पूर्वानुमानित विश्लेषण तकनीकों पर महत्वपूर्ण शोध जारी है, गर्म धातु गैस बनाने का व्यवसायीकरण कम से कम एक कंपनी द्वारा किया गया है जो सामग्री अंतिम 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 सम्मिलित हैं। बहु-सामग्री क्षमता का उपयोग सजावटी वर्कपीस और नल सम्बन्धी उपकरण आदि में किया जाता है।
सामग्री
एचएमजीएफ प्रक्रिया लगभग किसी भी धातु के साथ संगत है। एचएमजीएफ का सबसे महत्वपूर्ण लाभ यह है कि शीत रूप प्रतिरोधी सामग्री जटिल निर्माण के लिए व्यवहार्य हो जाती है। अधिकांशतः, मिश्रधातुओं को ठंडी बनाने और मशीनीकरण बढ़ाने के लिए बहुमूल्य सामग्रियों के साथ बढ़ाया जाता है, चूँकि एचएमएफजी के साथ कम बहुमूल्य मिश्रधातु का उपयोग किया जा सकता है, जिससे टुकड़े का मूल्य कम हो जाता है। एक उदाहरण निकास घटकों के लिए 1.4512 मिश्र धातु जैसे फेरिटिक स्टेनलेस स्टील का उपयोग है। सामान्यतः, 1.4301 मिश्र धातु की तरह अधिक मूल्यवान ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील को उन भागों के लिए चुना जाता है, जिन्हें परिवेशीय निर्माण क्षमता में 40% लाभ (38.5% के विपरीत 27.4% विशिष्ट A%) 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 स्थिति में डाई का उपयोग न केवल एक आकार देने वाले उपकरण के रूप में किया जा सकता है, किन्तु टेम्परिंग उपकरण के रूप में भी किया जा सकता है, जिससे गठन और ठंडा होने के बाद गठित ट्यूब की अंतिम कठोरता बढ़ जाए। इस स्थिति में इस प्रक्रिया को अधिकांशतः 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.
