धडा 4.8विकृत करणेप्रकरण 4 · शीट आणि ट्यूब फॉर्मिंग

इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फॉर्मिंग

चुंबकीय स्पंद स्पर्शाशिवाय धातू फिटिंगवर फेकतो

इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फॉर्मिंग (EMF) स्पर्श करणाऱ्या साधनाऐवजी चुंबकत्वाच्या स्पंदाने धातूला आकार देते. सेकंदाच्या अंशात विद्युत प्रवाहाचा झोत दिलेली कॉइल अॅल्युमिनियम किंवा तांब्याच्या भागाला इतक्या जोराने दूर ढकलते की नळी फिटिंगवर चेपली जाते. याच भौतिकशास्त्रामुळे छंदप्रेमी नाणे लहान करू शकतात, आणि कार उत्पादक वेल्डिंगशिवाय अॅल्युमिनियम नळ्या स्टीलच्या भागांना जोडू शकतात.

फोटो: Bert Hickman, Stoneridge Engineering, CC BY-SA 3.0, स्रोत: Wikimedia Commons

इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक क्रिम्पिंग · स्पंद सर्किट आणि कॉइल, नळी व फिटिंगचा छेदवर्तुळातील क्रमांक खालील पायऱ्यांशी जुळतात. छेदचित्र स्पंदानंतर लगेच गोल कॉइल, नळी आणि फिटिंगचा फक्त वरचा अर्धा भाग दाखवते.

हे कसे चालते

कॅपॅसिटर चार्ज करा. कॅपॅसिटर बँक (विद्युत भाराचा झटपट सोडला जाणारा साठा) अनेक किलोव्होल्टपर्यंत चार्ज केली जाते, सहसा काही ते दहा किलोज्यूल साठवते.
स्विच दाबा. जलद स्विच (स्पार्क गॅप किंवा उच्च-शक्तीचा थायरिस्टर) बँकेला वर्क कॉइलशी जोडतो, जी जाड, उत्तम इन्सुलेटेड तांब्याची काही वेटोळी असते.
विद्युत स्पंद पाठवा. सुमारे 10–100 मायक्रोसेकंद कॉइलमधून दहा ते शेकडो हजार अँपिअर धावतात. अचानक निर्माण झालेले चुंबकीय क्षेत्र नळीत उलट दिशेने वाहणारे एडी प्रवाह (वाहकात निर्माण होणारे भोवऱ्यासारखे प्रवाह) प्रवर्तित करते.
ढकलण्याला काम करू द्या. उलट प्रवाह एकमेकांना दूर ढकलतात, त्यामुळे मजबूत चुंबकीय दाब नळीची भिंत कॉइलपासून साधारण 100–300 m/s वेगाने दूर फेकतो. कॉइल भागाला कधीच स्पर्श करत नाही.
आघात आणि लॉक. भिंत फिटिंगवर आणि त्याच्या खाचांमध्ये आदळते, आणि मायक्रोसेकंदांत घट्ट जोड बनतो. पुरेसा वेग असल्यास दोन्ही धातू वेल्डही होऊ शकतात (मॅग्नेटिक पल्स वेल्डिंग).

मुख्य तथ्ये

साहित्य: चांगले विद्युतवाहक: अॅल्युमिनियम, तांबे, पितळ; स्टील आणि कमी वाहकांसाठी बदल किंवा वाहक “ड्रायव्हर” शीट लागते
सामान्य भाग: फिटिंगवर क्रिम्प केलेल्या नळ्या, केबल लग, टोकाच्या फिटिंगसह ड्राइव्ह शाफ्ट, एकतर्फी डायमध्ये दाबलेले शीटचे तपशील
भागाचा आकार: बहुतेक नळ्या आणि काही शे मिलिमीटरपर्यंतचे शीट भाग, कॉइल आणि साठवलेल्या ऊर्जेने ठरते
अचूकता: अतिशय पुनरावृत्तीक्षम; आकार फिटिंग किंवा डायने ठरतो, क्रिम्प व्यासांवर अनेकदा सुमारे ±0.1 mm च्या आत
पृष्ठभागाची फिनिश: कॉइलच्या साधनाच्या खुणा नाहीत; तयार झालेला पृष्ठभाग फिटिंग किंवा डायची नक्कल करतो
कोणत्या बॅच आकारासाठी योग्य: कॉइल आणि सेटिंग्ज ट्यून केल्यावर मध्यम ते मोठी मालिका
टूलिंग आणि मशीनचा खर्च: स्पंद यंत्रांची किंमत सहसा शेकडो हजार डॉलर; कॉइल झिजतात आणि बदलली जातात
वेग: आकार देणे मायक्रोसेकंदांत होते; लोडिंगसह एक चक्र काही सेकंदांचे

ताकद आणि मर्यादा

बलस्थाने

स्पर्श नाही: साधनाच्या खुणा नाहीत आणि वंगण नाही
अत्यंत जलद आणि अतिशय पुनरावृत्तीक्षम
अॅल्युमिनियम ते स्टीलसारखे वेगवेगळे साहित्य उष्णतेशिवाय जोडते
जास्त वेगामुळे धातू अधिक ताणला जातो, स्प्रिंगबॅक कमी

मर्यादा

अॅल्युमिनियम आणि तांब्यासारख्या चांगल्या वाहकांवर सर्वोत्तम चालते
उच्च व्होल्टेजमुळे कडक विद्युत सुरक्षा आवश्यक
कॉइलवर प्रचंड बल येते आणि त्या झिजतात
तुलनेने पातळ भिंती आणि मध्यम आकाराच्या भागांपुरते मर्यादित

कुठे वापरली जाते

ऑटोमोबाईलड्राइव्ह शाफ्ट, फ्रेमचे जोड, एअर-कंडिशनिंग लाइन
एरोस्पेसटोकाच्या फिटिंगना जोडलेल्या टॉर्क ट्यूब आणि कंट्रोल रॉड
विद्युतक्रिम्प केलेले केबल लग आणि कनेक्टर
तापन आणि शीतनतांबे-ते-अॅल्युमिनियम रेफ्रिजरंट नळीचे जोड

ओळखायची कशी

फिटिंगच्या खाचांमध्ये चारही बाजूंनी गुळगुळीत आणि एकसमान आकुंचन पावलेली नळी.
क्रिम्पच्या जागी साधनाच्या खुणा, खड्डे किंवा जबड्यांचे ठसे नाहीत.
अनेकदा वेल्ड बीड किंवा चिकटवल्याशिवाय स्टील किंवा प्लास्टिकला जोडलेले अॅल्युमिनियम किंवा तांबे.

यांच्याशी तुलना

एक्स्प्लोसिव्ह फॉर्मिंग4.9तेही उच्च-वेगाचे फॉर्मिंग, पण ऊर्जा पाण्याखालील रासायनिक चार्जमधून येते, खूप मोठ्या भागांसाठी.हायड्रोफॉर्मिंग4.5द्रव दाबाने धातू ढकलते, हळू आणि सीलसह; EMF चुंबकीय स्पंद वापरते आणि स्पर्श नसतो.एक्स्प्लोजन वेल्डिंग7.8तीच “वेगवान टक्कर धातू जोडते” ही कल्पना, स्फोटकांनी चालवलेली.

पाहा

Physics Girl · नाणे स्पंदित कॉइलने आकुंचित होतानाच्या स्लो-मोशन चित्रणासह स्पष्ट स्पष्टीकरण

Physics Girl · चुंबकीय धक्का किती प्रचंड असतो, स्लो मोशनमध्ये पाहिलेला

Chaotic Good · हार्डवेअर: स्पंद यंत्राचे कॅपॅसिटर, स्विच आणि कॉइल

Greg Benoit · सुरुवातीचा एरोस्पेस उपयोग: EMF ने टोकाच्या फिटिंगना जोडलेल्या नळ्या

खरी छायाचित्रे पाहा

Wikipedia: Electromagnetic forming — तत्त्व, साहित्य, क्रिम्पिंग आणि वेल्डिंग; जवळजवळ फोटो नाहीत
Wikimedia Commons फोटो शोध

लक्षात ठेवा

कॉइलमधील विद्युत स्पंद जवळच्या वाहकाला दूर ढकलतो: कोणतेही साधन भागाला कधीच स्पर्श करत नाही.
संपूर्ण आकार देणे मायक्रोसेकंदांत, शेकडो मीटर प्रति सेकंद वेगाने होते.
फिटिंगवर क्रिम्प केलेल्या अॅल्युमिनियम आणि तांब्याच्या नळ्यांसाठी सर्वोत्तम, फिटिंग वेगळ्या धातूचे असले तरी.