Zastosowanie elektryczności do kształtowania aluminiowych części samochodowych
Częstsze zastosowanie lekkich materiałów w pojazdach uznano za ważny środek do osiągnięcia znaczących oszczędności masy i w efekcie zmniejszenia zużycia paliwa i emisji zanieczyszczeń. Jednak takie materiały jak stopy aluminium poddają się kształtowaniu trudniej niż stal miękka, a znaczne sprężynowanie powrotne po tłoczeniu skutkuje niepożądanymi odstępstwami od właściwego kształtu. Duże prędkości nadawane przedmiotowi obrabianemu w procesie kształtowania elektromagnetycznego (ang. electromagnetic forming, EMF) mogą poprawić odkształcalność stopów aluminium. Proces EMF, polegający na wykorzystaniu sił wytwarzanych przez pole magnetyczne do nadawania pożądanych kształtów przewodzącym elektryczność blachom, stał się technicznie możliwym i skutecznym środkiem rozszerzania i ściskania walców (rur). Zespół badawczy w firmie DaimlerChrysler AG, mając na uwadze nakreślenie wytycznych optymalnego wyboru surowców i parametrów procesu EMF, pracował nad rozpoznaniem ograniczeń w kształtowaniu interesujących stopów aluminium. Ponadto badano związki między cechami podukładu elektrycznego a reakcjami odkształceniowymi wybranych stopów. Stwierdzono, że początkowa geometria rury (średnica i grubość ściany) i odkształcalność materiału stanowią najważniejsze czynniki, które należy wziąć pod uwagę w kształtowaniu wstępnym rur. Oprócz właściwości materiału istotną rolę w pomyślnym przebiegu procesu wytwórczego odgrywają siły indukowane, które zależą bezpośrednio od impulsów prądu elektrycznego, a także szybkość kształtowania. Aby uniknąć defektów, takich jak zmarszczki na skutek przyłożenia nadmiernej siły stycznej lub pęknięcia spowodowane nadmiernym naciskiem, wytwórcy musieli wybrać odpowiednie ustawienia dla urządzenia EMF. Okazało się przy tym, że w określaniu odpowiednich ustawień, które obejmują profil ciśnienia i osiowy posuw materiału w funkcji czasu, niezastąpione są wspomagane komputerowo metody prób i błędów.
