Formage explosif

Le formage explosif est une technique de travail des métaux dans laquelle une charge explosive est utilisée à la place d'un poinçon ou d'une presse. Il peut être utilisé sur des matériaux pour lesquels une configuration de presse serait d'une taille prohibitive ou nécessiterait une pression excessivement élevée, et est généralement beaucoup moins cher que la construction d'une presse suffisamment grande et suffisamment haute pression; d'autre part, il s'agit inévitablement d'un processus de production de travail individuel , produisant un produit à la fois et avec un temps de préparation long. Il existe différentes approches; l'une consiste à placer une plaque de métal sur une matrice, l'espace intermédiaire étant évacué par une pompe à vide, placez l'ensemble sous l'eau et faites exploser une charge à une distance appropriée de la plaque. Pour les formes compliquées, une matrice segmentée peut être utilisée pour produire en une seule opération une forme qui nécessiterait de nombreuses étapes de fabrication, ou pour être fabriquée en pièces et soudée avec une perte de résistance au niveau des soudures. Il y a souvent un certain degré d' écrouissage dû au processus de formage à l'explosif, en particulier dans l'acier doux .

Outillage

L'outillage peut être en fibre de verre pour les applications à court terme, en béton pour les grandes pièces à moyenne pression ou en fonte ductile pour les travaux à haute pression ; idéalement, l'outillage doit avoir une limite d' élasticité supérieure à celle du matériau en cours de formation, ce qui pose problème car la technique n'est généralement envisagée que pour un matériau lui-même très difficile à travailler.

Historique

La première application industrielle commerciale de la formation d'explosifs aux États-Unis a commencé en 1950 et a été utilisée dans les années 1970 par The Moore Company à Marceline, Missouri. L'objectif était de former des cylindres métalliques de forme exclusive à utiliser comme structure centrale des ventilateurs industriels à aubes axiales. Ceci est détaillé dans une publication de la NASA de 1967 "High-Velocity Metalworking - a survey" aux pages 73, 82 et 83. Cet article déforme le nom du fondateur de la société Robert David Moore Sr. comme "ER Moore". Moore a finalement détenu des brevets pour les processus impliqués. ^[1]

Le formage explosif a été utilisé dans les années 1960 pour des applications aérospatiales, telles que les plaques de bouchain de l' avion de reconnaissance SR-71 et diverses pièces de fusées soviétiques ; il a continué à se développer en Russie et les comités d'organisation d'événements tels que l'EPNM ont tendance à contenir de nombreux membres de l'ex-Union soviétique. Il s'est avéré particulièrement utile pour fabriquer des pièces ondulées à haute résistance qui, autrement, devraient être fraisées à partir de lingots beaucoup plus gros que le produit fini. Un exemple serait un constructeur de yachts qui a produit des coques de bateaux en fabriquant une "piscine" en béton dans laquelle de la tôle a été placée, et une fois remplie d'eau et tirée de manière explosive, a produit une forme de coque complète. ^[2]

D'autres utilisations des explosifs pour la fabrication profitent de l' effet de charge creuse, mettant l'explosif directement en contact avec le métal à travailler ; cela a été utilisé pour la gravure de plaques de fer épaisses dès les années 1890. Voir aussi les projectiles formés de manière explosive pour une variété d'applications militaires du même type de technologie.

Formation explosive de matériaux d'anode (plaque) de

À la fin des années 1950, la société General Electric a développé une application pour les composites de tôle à cinq couches qui avaient été créés à l'aide du processus de formage explosif. Les ingénieurs de GE ont utilisé ce matériau composite innovant pour produire des anodes de tubes à vide multicouches (alias "plaques") avec des caractéristiques de transfert de chaleur supérieures. Cette caractéristique a permis à GE de construire des tubes à vide de puissance nettement plus élevée à partir de conceptions existantes sans modifications coûteuses d'ingénierie, de conception et d'outillage, offrant un avantage concurrentiel substantiel à GE sur le marché en plein essor des amplificateurs Hi-Fi.

En janvier 1960, il a été rapporté dans la littérature technique contemporaine de GE ^[3] que ce matériau à cinq couches était la percée de conception qui a rendu possible le nouveau 6L6 GC. Le 6L6GC était une variante 6L6 capable de dissiper 26% de puissance en plus par rapport au 6L6GB autrement construit de manière identique. Selon l'ingénieur de General Electric RE Moe, alors directeur de l'ingénierie chez GE, à Owensboro Kentucky, ^[4] ces augmentations ont été rendues possibles par l'application du matériau de plaque multicouche amélioré.

GE s'est procuré ce matériau auprès d'une entreprise basée au Texas (Texas Instruments ^[5] ) qui serait la source de la matière première à cinq couches forgée de manière explosive spécifiée par les ingénieurs de General Electric. Ce fabricant a utilisé des procédés de forgeage de tôles explosives précédemment développés pour un autre client (peut-être l'US Navy ?) Les matériaux dissemblables formés de manière explosive avaient considérablement amélioré la régularité du transfert de chaleur grâce à la couche centrale en cuivre.

Les ingénieurs de GE ont rapidement vu le potentiel d'amélioration des caractéristiques de transfert de chaleur dans plusieurs conceptions de tubes à vide de pentode et de tétrode à faisceau déjà populaires, notamment le 6L6GB, le 7189 et éventuellement le 6550. L'application du tube à cinq couches (Al-Fe-Cu-Fe -Al) pour la fabrication d'anodes a résolu le problème de l'accumulation de chaleur irrégulière à des niveaux de puissance élevés dans les plaques d'anode des pentodes, tétrodes et triodes de puissance. Cette accumulation de chaleur irrégulière entraîne une distorsion physique de la plaque du tube. si on la laisse continuer, cette surchauffe ponctuelle entraîne finalement un gauchissement qui permet un contact physique et des courts-circuits ultérieurs entre la plaque, les grilles et les formeurs de faisceau dans le tube. De tels courts-circuits de contact détruisent le tube.

La nouvelle application par General Electric de ce composite innovant a conduit à la création de la variante 7189A, lancée à la fin de 1959, avec le 6L6GC et d'autres variantes. En 1969, la variante 6550A avait également été développée pour tirer parti des composites forgés de manière explosive. L'application de GE a permis d'améliorer les niveaux de puissance dans un certain nombre de conceptions de tubes déjà populaires, une innovation qui a ouvert la voie à des amplificateurs stéréo et d'instruments de musique à tube à vide de puissance nettement plus élevée dans les années 1960 et au début des années 1970.

Références

GE Ham News, vol 15, n° 1, janvier-février 1960, pp 1, pp 7, PE Hatfield, RE Moe

Liens externes

• FORMATION EXPLOSIVE - Un aperçu