موضوع مقاله: شکل‌دهی انفجاری | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # شکل‌دهی انفجاری | مقدمه: شکل‌دهی انفجاری روشی است که در آن از ضربه انفجاری به جای پانچ یا فشار به منظور فرم‌دهی فلز استفاده می‌شود و از اواخر قرن هجدهم میلادی اختراع شد. | ## بخش 1: شکل‌دهی انفجاری | گزارش شده‌است که اولین بار در سال ۱۸۷۸، توسط دانیل آدامسن در منچستر انگلستان استفاده شده‌است. در سال ۱۸۹۸ اولین پروانه ثبت اخراع شکل‌دهی انفجاری در انگلستان به شماره ۲۱۸۴۰ ثبت شد. به فاصله مدت کوتاهی بعد از آن، در سال ۱۹۰۹ ثبت اختراع به شماره ۹۳۹۷۰۲ در ایالات محده آمریکا در مورد این فرایند به ثبت رسید. در دهه ۵۰ میلادی شرکت موور توانست به وسیله این فناوری بدنه‌های فن‌های بزرگ را تولید کند. این نوآوری منجر به کاهش ۱۵ درصدی هزینه تولید نسبت به روش‌های شکل‌دهی مرسوم آن دوره شد. تفاوت عمده این روش با روش‌های دیگر شکل‌دهی فلزات در این است که ابتدا به فلز سرعت داده شده و با تبدیل انرژی جنبشی در آن‌ها به انرژی پلاستیک، تغییر شکل صورت می‌گیرد. این تکنیک در مواردی که نسبت به روش‌های مرسوم مزیت دارد نظیر هزینه ساخت و سادگی پیاده‌سازی، استفاده می‌شود. نکته منحصر به فرد این گونه روش‌های فرم‌دهی، فشار بسیار بالایی است که در اثر برخورد دو جسم صلب با سرعت زیاد به وجود می‌آید. این فرایند یعنی فرم‌دهی الکتروهیدرولیک نوعی از فرم‌دهی فلزات می‌باشد که قوس تخلیه الکتریکی برای تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی استفاده می‌شود. یک بانک خازنی یک پالس جریان بالا را به دو الکترود، که در فاصله کمی از هم قرار دارند و در یک مایع نظیر آب یا روغن قرار دارند، انتقال می‌دهد. | ## بخش 2: شکل‌دهی انفجاری | یکی دیگر از روش‌های مشابه شکل‌دهی انفجاری، شکل‌دهی الکترومغناطیسی است که با استفاده از میدان مغناطیسی درون قطعه یک جریان الکتریکی ایجاد می‌کند که جریان ایجاد شده نیز باعث ایجاد یک میدان مغناطیسی مخالف با میدان اول می‌شود. در دهه ۶۰ میلادی حداقل ۸۰ پروژه فضایی تحت حمایت دولت آمریکا هم‌زمان در حال انجام بود. تنها سازمان فضایی ایالات متحده آمریکا علاقه‌مند به تحقیق در این حوزه نبود، بر اساس گزارش پژوهشی منتششر شده از اداره تحقیقات پیشرفته نظامی آمریکا در اواسط دهه ۶۰ میلادی، شکل‌دهی انفجای از پروژه‌های این سازمان بوده‌است. در نتیجه این پروژه پیشرفت قابل توجهی در زمینه شکل‌دهی فلزات با دقت بالا، اشکال پیچیده، اندازه‌های بزرگ و هزینه مقرون به صرفه شد. از کاربردهای این پروژه در وزارت دفاع ایالات متحده می‌توان به ساخت حلقه پس‌سوز موتور جت SR-71، کلاهک موشک‌های قاره‌پیما و بدنه هواپیماها را نام برد. تلاش‌هایی از این دست فقط معطوف به ایالات متحده آمریکا نشد، در همان بازه زمانی اقداماتی در بریتانیای کبیر در دانشگاه‌های منچستر و کویینز انجام شد. اما در طرف مقابل این روش به عنوان مثال در صنعت اتومبیل‌سازی به علت کنترل دقیق‌تر و تخلیه انرژی‌های متوالی و کوچکی محیط الکترود و سیال، انتخاب مناسبی بود. تجهیزات به کار گرفته شده در این روش‌ها می‌تواند از جنس فایبرگلاس برای فرایندهای کوتاه مدت یا بتن برای قسمت‌های بزرگتر در مدت زمانی بیشتر، یا آهن برای کارهایی با فشار لازم بالا، ساخته شود. ماده منفجره این‌ها موادی هستند که واکنش سریع شیمیایی را که در طی آن گرما و تعداد زیادی از محصولات گازی گسترش می‌یابند، تحمل می‌کنند. از دیدگاه ماده انفجاری برای ایجاد موج لازم جهت انفجار می‌توان از مواد منفجره جامد (و یا مایع) استفاده کرد یا همچنین می‌توان از مخلوز گازها جهت انفجار استفاده کرد. | ## بخش 3: شکل‌دهی انفجاری | باید توجه داشت در صورت استفاده از مخلوط گاز باید تلاش شود که اجزای این مخلوط به نسبت استوکیومتری در واکنش احتراق با هم ترکیب شده باشند زیرا بهینه‌ترین حالت شکل‌دهی در این شرایط اتفاق می‌افتد. از نکات دیگر قابل توجه تأثیر فشار مخلوط شدن دو گاز با یکدیگر می‌باشد، زیرا با تغییر این متغیر می‌توان تأثیر را در قطعه شکل داده شده مشاهده کرد. استفاده از مخلوط گازها (مانند مخلوط گاز اکسیژن و هیدروژن) فوایدی زیر را به همراه دارند: خطر انفجار مخلوط گاز پایین‌تر است و در هر کارگاهی با امکانات ساده قابل پیاده‌سازی است. فشار نهایی حاصل از انفجار و همچنین تغییرات فشار اعمالی در مراحل انجام کار به‌طور مستقل از یکدیگر قابل کنترل هستند اتوماتیک کردن مراحل استفاده از انفجار گاز راحت‌تر می‌باشد و تکرار فرایند بدون مشکل انجام می‌شود معمولاً مواد منفجره و تجهیزات مورد استفاده هنگام بکارگیری، در آب قرار می‌گیرند در حالیکه در مخلوط گازی نیازی به وجود آب نیست صدای تولید شده کمتر است. مواد قابل استفاده در فرایند شکل‌دهی انفجاری بیشتر فلزات مانند: آهن، فولاد، مس، آلومینیوم و سرب قابلیت استفاده در این فرایند را دارند. تیتانیوم و آلیاژهای آن بسیار سبک هستند و لذا برای صنایع هوافضا ایده‌آل می‌باشند. جنس قالب تنتخاب مواد قالب‌ها را بر اساس چند فاکتور آنجا می‌شود که عبارتند از: زمان تولید تلرانس مورد نیاز قطعه پایانی نوع و ضخامت فلز در حال کار فاصله میانی وزن مواد منفجره قالب‌های غیر مستحکم عموماً برای تولید در مقیاس کم و برای اجزایی با دقت نه چندان بالا استفاده می‌شود و قالب‌های مستحکم تر غالباً برای تولید در مقیاس بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرند. مشکل دیگر آن است که اگز فلز دارای استحکام بالا باشد ممکن است ماشین کاری مطلوب آن برای شکل دهی، انحنای مناسب و در نهایت ساخت قالب مناسب، بسیار زمان بر و حتی غیرممکن باشد. | ## جمع‌بندی | برای تولید در مقیاس کم و ساخت مدل معمولاً از کامپوزیت‌هایی مانند فایبرگلاس استفاده می‌شود.