Технология термического расширения — это новый процесс «формовки стальных труб воздухом», который подразумевает установку стальной трубы в пресс-форму и прохождение следующего процесса: «электрический нагрев — нагнетание воздуха под высоким давлением → формовка → закалка» и получение детали – фланца.
На автомобильной производственной линии технология термического расширения представляет собой комбинацию технологии внутренней формовки под высоким давлением и горячей штамповки. Детали труб перемещаются в нагревательную печь, где происходит нагрев до заданной температуры. После этого они перемещаются в соответствующую форму для расширения. После расширения газом под высоким давлением и закалки в данной форме, выполняется штамповка и формовка листа из высокопрочной стали. Затем готовая продукция перемещается с производственной линии с помощью робота сортировщика.
После нагрева, детали размягчаются и приобретают соответствующую форму, после чего происходит быстрое охлаждение для формирования готового продукта. Автозапчасти, изготовленные с использованием технологии термического расширения воздухом могут отличаться высокой степенью прочности, что позволяет уменьшить толщину трубы. При схожей степени прочности, если заменить стандартный метод производства автозапчастей, общий вес снизится примерно на 30%, что не только позволит снизить вес автомобиля, но также значительно повысить прочность продукции и повысить общие показатели безопасности автомобиля.
В 2020 году в Китае была построена первая в стране производственная линия для формовки сверхвысокопрочных стальных труб с помощью технологии горячего воздуха, что позволило освоить основы технологии расширения трубной арматуры горячим воздухом, решить технические вопросы при формовке узких деталей днища высококачественных автомобилей.
Среди основных элементов производственной линии термического расширения стальных труб следует выделить систему быстрого нагрева, систему термического расширения газа под высоким давлением, систему уплотнения, а также систему быстрого охлаждения.
Необходимо объединить вместе все три процесса, а именно нагрев, формовку и охлаждение. Контроль температуры напрямую влияет на качество и скорость формовки деталей и изделий. Очень важно правильно реализовать удаленное управление автоматической производственной линией, проводить контроль температуры и диагностику неисправностей, а также автоматически формировать статистику и анализ.
Инфракрасная тепловизионная камера, в основе которой заложен бесконтактный метод измерения температуры, анализируя термическую деформацию стали при проведении формовки, а также изменения температурного поля и поля напряжения, позволяет обеспечить необходимую формовку материала.
Изучая такие изменения в микроструктуре, как рекристаллизация и фазовые превращения при проведении формовки, можно настраивать и контролировать свойства материала после формовки.
