Pelajaran 4.10MendeformasiBab 4 · Pembentukan pelat dan tabung

Laser peen forming

Tembakan laser meregangkan satu sisi sehingga pelat melengkung

Laser peen forming membengkokkan pelat logam tanpa die sama sekali, memakai ribuan gelombang kejut kecil yang digerakkan laser. Setiap tembakan menekan area kecil pada satu permukaan; bersama-sama mereka meregangkan sisi itu, dan pelat perlahan melengkung, seperti halaman yang melengkung ketika satu sisinya lembap. Teknik ini membentuk panel sayap pesawat yang tebal dan meluruskan komponen yang terdistorsi dengan kendali yang baik.

laser peen forming · satu tembakan dari dekat, dan pelat setelah banyak tembakanAngka dalam lingkaran sesuai dengan langkah-langkah di bawah. Tampak kiri memperbesar satu tembakan; tampak kanan menunjukkan seluruh pelat.

Cara kerjanya

Tutupi permukaan dengan air. Pelat dipasang tetap di bawah laser, dan lapisan tipis air mengalir di atas area yang akan diolah.
Tembakkan pulsa laser. Laser berpulsa berenergi tinggi menembakkan pulsa sangat pendek, sekitar 20 nanodetik, melalui air ke titik selebar beberapa milimeter.
Buat letupan plasma. Pulsa mengubah kulit tipis permukaan menjadi plasma (gas berpijar yang bermuatan listrik). Air memerangkapnya, sehingga tekanan melonjak dan mendorong gelombang kejut ke dalam logam.
Tinggalkan lapisan terkompresi. Kejut menekan logam di bawah titik itu, meninggalkan lapisan, sering sedalam 1–2 mm, dengan tegangan sisa tekan (tegangan terkunci di dalam logam yang mendorong ke luar pada tetangganya).
Ulangi dalam suatu pola. Robot menggerakkan titik laser titik demi titik sepanjang pola terhitung. Tegangan terkunci saling menambah dan pelat melengkung; diukur dan dikoreksi dengan tembakan lebih banyak.

Fakta kunci

Material: Paduan aluminium (termasuk aluminium-litium), titanium, baja, paduan nikel
Komponen khas: Panel sayap dan badan pesawat yang melengkung landai atau ganda, panel berpenguat, komponen terdistorsi yang perlu diluruskan
Ukuran komponen: Dari komponen kecil hingga panel sepanjang beberapa meter, dibatasi jangkauan robot
Presisi: Kelengkungan dibangun dalam langkah kecil terkendali; bentuk akhir diukur dan dikoreksi, biasanya dalam kisaran beberapa persepuluh milimeter
Hasil permukaan: Pola tonjolan sedikit cekung dari titik-titik yang tumpang tindih; sering memperbaiki umur lelah (ketahanan terhadap retak di bawah beban berulang)
Ukuran batch yang cocok: Seri kecil komponen besar bernilai tinggi, plus perbaikan dan pelurusan
Biaya perkakas dan mesin: Tanpa die; sel laser berharga jutaan dolar, sehingga pekerjaan ini sering dibeli sebagai jasa
Kecepatan: Beberapa tembakan per detik; satu panel besar bisa butuh berjam-jam

Kekuatan dan batasan

Kekuatan

Tanpa die: bentuk adalah program, mudah diubah
Bekerja pada pelat tebal dan kaku serta panel berpenguat terintegrasi
Meninggalkan lapisan terkompresi pelindung yang tahan retak lelah
Bisa meluruskan komponen terdistorsi dengan presisi

Batasan

Peralatan laser yang sangat mahal
Hanya lengkungan landai, bukan bentuk dalam
Lambat untuk area besar
Butuh pemodelan dan pengukuran yang cermat untuk mencapai bentuk

Di mana dipakai

Pesawat terbangPanel kulit sayap dengan lengkungan majemuk yang landai
AntariksaPanel melengkung untuk wahana peluncur dan tangki
Galangan kapalPembentukan dan pelurusan pelat besar
Perbaikan dan finishingMeluruskan komponen yang terdistorsi akibat pengelasan atau permesinan

Cara mengenalinya

Kisi samar teratur dari titik persegi atau bulat yang tumpang tindih di satu permukaan.
Panel tebal melengkung landai tanpa bekas die atau press.
Sering berupa bercak doff yang sedikit cekung pada permukaan yang selebihnya dimesin.

Bandingkan dengan

Shot peening12.3gagasan tegangan tekan yang sama, tetapi dengan aliran bola kecil; shot peen forming membengkokkan panel dengan cara yang sama.Incremental sheet forming4.6juga tanpa die dan digerakkan komputer, tetapi perkakas secara fisik mendorong lembaran tipis ke bentuk dalam.Pembengkokan pelat logam4.1tikungan tajam dan sederhana di press, bukan lengkungan landai yang dibangun dari ribuan tembakan.

Tonton

Curtiss-Wright Surface Technologies · Animasi satu tembakan: lapisan air, plasma, gelombang kejut, dan tegangan sisa

LSP Technologies · Apa itu prosesnya dan komponen apa yang dibuatnya

LSP Technologies · Pelat melengkung secara langsung saat laser bekerja melintasinya

LSP Technologies · Perkakas yang sama dipakai untuk meluruskan komponen terdistorsi

Lihat foto asli

Wikipedia: Laser peening — prosesnya, sejarahnya, dan satu bagian tentang laser peen forming
Pencarian foto Wikimedia Commons

Ingat

Setiap tembakan laser mengunci tegangan tekan ke area kecil pada satu permukaan.
Ribuan tembakan dalam suatu pola membuat pelat melengkung, tanpa die sama sekali.
Terbaik untuk lengkungan landai pada panel dirgantara yang tebal dan berharga, dan untuk pelurusan.