Technieken
>> Omvormen >> Hydrovormen

Hydrovormen van buis

 

 

Hydrovormen is een omvormproces, waarbij een vloeistof functioneert als omvormmedium. Vloeistoffen kunnen zeer hoge druk ondergaan met behoud van hun eigenschappen. Een belangrijke eigenschap is dat het volume van een vloeistof door de druk niet wijzigt. Omdat een vloeistof nauwelijks samendrukbaar is, kan een vloeistof bij het hydrovormen de functie van bijvoorbeeld een stalen gereedschap voor een belangrijk deel overnemen. Vloeistof heeft het voordeel dat mechanische beschadigingen hiermee niet kunnen optreden. Aan één zijde van het product wordt een mechanisch "statisch" gereedschap gebruikt, terwijl aan de andere zijde van het product de vloeistof als flexibel gereedschap dient. De toegepaste vloeistofdruk kan, indien nodig, 3000 bar of meer bedragen. Eén van de toepassingen van het omvormen van metaal met behulp van vloeistofdruk is het hydrovormen van buis. In figuur 1 is het werkingsprincipe hiervan afgebeeld.

 

 

 

             

 

                  Figuur 1. Hydrovormen van buis             

 

 

 

 

 

 

Figuur 2. Hydrovormpers

 

 

Het procesverloop is als volgt. Allereerst wordt de buis wordt in het gereedschap geplaatst Het gereedschap is gedeeld in verband met de uitneembaarheid van het omgevormde buisproduct. De beide uiteinden worden daarna afgedicht. Door één van de afdichtingen vindt toevoer van de vloeistof plaats, waarna de druk wordt opgebouwd. Wanneer de ingestelde druk is bereikt en het buisproduct is gedeformeerd, wordt de vloeistofdruk weer weggenomen en wordt de vloeistof uit de buis gepompt. De mal wordt geopend en het product kan worden uitgenomen.

 

Het proces wordt uitgevoerd op een hydrovormpers (zie figuur 2). Een belangrijk kenmerk van een dergelijke pers is dat, naast het opbouwen van een druk in de vloeistof, een grote sluitkracht nodig is om de gereedschapdelen tegen elkaar gedrukt te houden. De werkwijze van een dergelijke pers wordt gedemonstreerd in een animatievideo van ITC (22-04-2010):

http://www.youtube.com/watch?v=17vPa6kGBsY

 

Door de hoge vloeistofdruk is de maat- en vormnauwkeurigheid van hydrovormproducten zeer goed. Een ander voordeel van het proces is dat er zeer complexe vormen gemaakt kunnen worden. Een nadeel is dat de cyclustijd betrekkelijk lang is. Vanwege de lange cyclustijd worden vaak meerdere producten in één persgang gemaakt. Figuur 3 laat een persproduct zien dat is opgebouwd uit meerdere kleine producten. De afzonderlijke delen van dit persproduct worden, nadat de persing heeft plaatsgevonden, er uit gezaagd.

 

 

 

 

 

 

 

 Figuur 3. Samengesteld hydrovormproduct

 

 

Door de mogelijkheid van het produceren van zeer nauwkeurige en complexe producten wordt het proces vooral toegepast voor specifieke onderdelen in de automobielindustrie, zoals delen voor uitlaatsystemen. Ook andere industrieën hebben de weg gevonden naar het toepassen van gehydrovormde buisproducten, zoals bijvoorbeeld de meubelindustrie (frames van stoelen en tafels) en de sanitairindustrie (kranen). In figuur 4 zijn enkele voorbeelden van hydrovormproducten te zien.

 

 

 

 

 

 

  

 

Figuur 4. Voorbeelden van hydrovormproducten

 

 

 

 

 

Hydrovormen van plaat

 

 

Bij het hydrovormen van plaat wordt gebruik gemaakt van een vloeistof waarin een druk is opgebouwd. De plaat wordt hierbij rondom ingeklemd. De  vloeistofdruk perst de plaat in de matrijs. Het principe van het hydrovormen van plaat is afgebeeld in figuur 5.10. De stempel kan zowel positief als negatief zijn. De druk in de vloeistof kan waarden bereiken van 3000 bar.  Deze hoge druk is nodig voor het persen van complexe producten met scherpe vormen.

 

 

 

 

 

 

   

Figuur 5. Hydrovormen van een plaatdeel

 

 

De hydrovorm-equipement bestaat uit een pers voor het leveren van een klem- of sluitkracht en een drukvat gevuld met vloeistof. In figuur 5.11 is een dergelijke pers weergegeven.

 

 

 

 

 

 

Figuur 6. Hydrovormpers

 

 

Een animatie van het hydrovormproces, afkomstig van de website van Expansor Nederland B.V., is te zien onder de volgende link: http://www.expansor.nl/Files/Image/fotoboek/plaat%20hydro.gif

 

 

Indien het product volledig uit rek kan worden gevormd, kan deze bewerking in principe op een enkelvoudige pers en een (eventueel programmeerbaar) drukvat worden uitgevoerd. Ondiepe trekdelen kunnen dus kosteneffectief  met “low cost tooling” door hydrovormen worden vervaardigd. Het proces doet enigszins aan rubberpersen denken. Een belangrijk verschil is echter het medium dat wordt gebruikt. Aangezien de wrijvingskrachten bij het omvormen met een vloeistof aanzienlijk kleiner zijn dan die met rubber, zullen met hydrovormen diepere producten kunnen worden getrokken dan bij rubberpersen het geval is. In figuur 5.12 zijn een aantal hydrovorm-producten afgebeeld.

 

 

 

 

 

 

  

Figuur 7. Hydrovormproducten

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Metalen