Formação explosiva

A conformação explosiva é uma técnica de trabalho em metal na qual uma carga explosiva é usada em vez de um punção ou prensa. Ele pode ser usado em materiais para os quais uma configuração de prensa seria proibitivamente grande ou exigiria uma pressão excessivamente alta, e geralmente é muito mais barato do que construir uma prensa grande o suficiente e com pressão suficientemente alta; por outro lado, é inevitavelmente um processo de produção de trabalho individual , produzindo um produto por vez e com um longo tempo de preparação. Existem várias abordagens; um é colocar uma placa de metal sobre um dado, com o espaço intermediário evacuado por uma bomba de vácuo, coloque todo o conjunto debaixo d'água e detone uma carga a uma distância apropriada da placa. Para formas complicadas, uma matriz segmentada pode ser usada para produzir em uma única operação uma forma que exigiria muitas etapas de fabricação, ou para ser fabricada em peças e soldadas juntas com uma perda de resistência nas soldas. Frequentemente, há algum grau de endurecimento por trabalho no processo de conformação explosiva, particularmente em aço macio .

Ferramentas

As ferramentas podem ser feitas de fibra de vidro para aplicações de curto prazo, de concreto para peças grandes em pressões médias ou de ferro dúctil para trabalhos de alta pressão; idealmente, o ferramental deve ter um limite de escoamento maior do que o material que está sendo formado, o que é um problema, pois a técnica geralmente é considerada apenas para materiais que são muito difíceis de trabalhar.

História

A primeira aplicação industrial comercial de conformação explosiva nos Estados Unidos começou em 1950 e foi usada na década de 1970 pela The Moore Company em Marceline, Missouri. O objetivo era formar cilindros metálicos de formato proprietário para uso como estrutura central de ventiladores de palhetas axiais industriais. Isso é detalhado em uma publicação da NASA de 1967 "High-Velocity Metalworking - a survey" nas páginas 73, 82 e 83. Este artigo deturpa o nome do fundador da empresa Robert David Moore Sr. como "ER Moore". Moore, em última análise, detinha algumas patentes para os processos envolvidos. ^[1]

A formação explosiva foi usada na década de 1960 para aplicações aeroespaciais, como as placas de lombo do avião de reconhecimento SR-71 e várias peças de foguetes soviéticos; continuou a ser desenvolvido na Rússia, e os comitês organizadores de eventos como o EPNM tendem a conter muitos membros da antiga União Soviética. Ele provou ser particularmente útil para fazer peças corrugadas de alta resistência que, de outra forma, teriam que ser fresadas com lingotes muito maiores do que o produto acabado. Um exemplo seria um construtor de iates que produzia cascos de barcos fazendo uma "piscina" de concreto na qual folhas de metal eram colocadas e, quando a água era enchida e disparada explosivamente, produzia uma forma de casco completa. ^[2]

Outros usos de explosivos para fabricação aproveitam o efeito de carga moldada , colocando o explosivo diretamente em contato com o metal a ser trabalhado; isso foi usado para gravação de chapas de ferro grossas já na década de 1890. Veja também projéteis formados explosivamente para uma variedade de aplicações militares do mesmo tipo de tecnologia.

Formação explosiva de materiais de ânodo de tubo de vácuo (placa)

No final da década de 1950, a empresa General Electric desenvolveu um aplicativo para compósitos de chapas metálicas de cinco camadas que foram criados usando o processo de conformação explosiva. Os engenheiros da GE usaram esse material compósito inovador para produzir ânodos de tubo de vácuo multicamadas (também conhecidos como "placas") com características superiores de transferência de calor. Essa característica permitiu que a GE construísse válvulas de vácuo de potência significativamente mais altas a partir de projetos existentes sem alterações caras de engenharia, projeto e ferramentas, proporcionando uma vantagem competitiva substancial de mercado para a GE no florescente mercado de amplificadores Hi-Fi.

Em janeiro de 1960, foi relatado na literatura técnica contemporânea da GE ^[3] que este material de cinco camadas foi o avanço do projeto que tornou possível o novo 6L6 GC. O 6L6GC era uma variante 6L6 capaz de dissipar 26% mais energia em comparação com o 6L6GB construído de forma idêntica. De acordo com o engenheiro da General Electric RE Moe, então Gerente de Engenharia da GE, nas instalações de Owensboro Kentucky, ^[4] esses aumentos foram possíveis pela aplicação do material de placa multicamada melhorado.

A GE obteve este material de uma empresa com sede no Texas (Texas Instruments ^[5] ), que é relatada como a fonte da matéria-prima de cinco camadas forjada explosivamente especificada pelos engenheiros da General Electric. Este fabricante usou processos explosivos de forjamento de chapa metálica desenvolvidos anteriormente para outro cliente (possivelmente a Marinha dos EUA?) Os materiais dissimilares formados explosivamente melhoraram substancialmente a uniformidade da transferência de calor graças à camada central de cobre.

Os engenheiros da GE rapidamente viram o potencial para melhorar as características de transferência de calor em vários projetos já populares de tubos de vácuo de pentodo e tetrodo de feixe, incluindo o 6L6GB, o 7189 e, eventualmente, o 6550. A aplicação do tubo de cinco camadas (Al-Fe-Cu-Fe -Al) para fabricação de anodo resolveu o problema do acúmulo irregular de calor em altos níveis de potência nas placas de anodo de pentodos, tetrodos e triodos de potência. Esse acúmulo irregular de calor leva à distorção física da placa do tubo. se permitido continuar, esse superaquecimento pontual eventualmente resulta em empenamento que permite o contato físico e os curtos-circuitos subsequentes entre a placa, as grades e os formadores de feixe no tubo. Esses shorts de contato destroem o tubo.

A nova aplicação da General Electric deste composto inovador levou à criação da variante 7189A, lançada no final de 1959, juntamente com o 6L6GC e outras variantes. Em 1969, a variante 6550A também foi desenvolvida para aproveitar os compósitos forjados explosivamente. A aplicação da GE permitiu níveis de potência aprimorados em vários projetos de válvulas já populares, uma inovação que ajudou a abrir caminho para amplificadores de instrumentos musicais e estéreo de tubo de vácuo de potência substancialmente mais alta na década de 1960 e início de 1970.

Referências

GE Ham News, Vol 15, No. 1, Jan-Fev 1960, pp 1, pp 7, PE Hatfield, RE Moe

Links externos

• FORMAÇÃO EXPLOSIVA - Uma Visão Geral