با پیشرفت روزافزون فنآوری و رقابت بازار تجارت، اكثر صنایع مانند صنایع نظامی، فضایی، خودروسازی، پتروشیمی و تاسیساتی به سمت كاهش هزینه و زمان تولید، عرضه محصولاتی سبك‌تر و با كیفیت بالاتر و همچنین سیستم تولید انعطاف‌پذیر روی آوردهاند. به همین دلیل استفاده از مواد جدید و توسعه فرایندهای پیشرفته تولید، امری لازم و ضروری است. از این رو، محققان و صنعتگران به سمت فرایندهای تولید پیشرفته با انعطافپذیری بالا روی آوردهاند. یكی از این فرایند‌ها كه امروزه توجه تولیدكنندگان را به خود جلب كرده است، هیدروفرمینگ[1] میباشد. هیدروفرمینگ فرایندی است كه به دلیل نیاز به تكنولوژی نسبتاً بالا، كاربرد آن تا مدت‌ها محدود به موارد خاص بوده است. با پیشرفت تكنولوژی، ماشین‌آلات تولیدی، سیستم‌های آب‌بندی و فرایندهای كنترل كامپیوتری در دهة اخیر، شكلدهی با فشار سیال، به عنوان یك روش قابل استفاده در صنعت معرفی شده است [1].
در این فصل، ابتدا فرایندهای شکلدهی فلزات معرفی و دستهبندی شده و به جایگاه هیدروفرمینگ در بین آنها اشاره می‌شود. پس از معرفی فرایند هیدروفرمینگ و انواع آن، توضیح مختصری پیرامون منحنیهای حد شكلدهی، كاربردهای آن و روش بدست آوردن آن ارائه خواهد شد. سپس مروری بر پژوهشهای انجام شده توسط محققان دیگر، در ارتباط با این پایاننامه ارائه میگردد. در نهایت اهداف و ویژگی‌های پایاننامه حاضر شرح داده می شود.
2-1- معرفی فرایندهای شکلدهی فلزات
به طور كلی فرایندهای شكلدهی فلزات را می‌توان به دو گروه عمده دستهبندی كرد [1]:
الف- شكلدهی حجمی[1]
ب- شكلدهی ورق[2]
شكلدهی حجمی دارای دو مشخصه متمایز زیر است [1]:
1- شكل یا سطح مقطع قطعهكار، تغییر شكل مومسان دائمی و زیاد پیدا می‌كند.
2- مقدار تغییر شكل مومسان[3] در این فرایند نسبت به تغییر شكل كشسان[4] معمولاً به قدری زیاد است كه از برگشت فنری[5] قطعه بعد از تغییر شكل صرفنظر می‌شود.
فرایندهای حدیدهكاری[6]، آهنگری[7]، نوردكاری[8] و كشش[9] مثالهایی از فرایندهای شكلدهی حجمی فلزات می‌باشند.
مشخصههای فرایندهای شكلدهی ورق چنین است [1]:
1- شكل اولیه قطعهكار به صورت ورق است.
2- این فرایند شكلدهی معمولاً تغییر قابل توجهی در هندسه قطعه به وجود می‌آورد، اما مساحت سطح مقطع جسم، چندان تغییر نمیكند.
3- گاهی تغییر شكلهای مومسان و كشسان از یک مرتبه‌اند. بنابراین نمی‌توان از برگشت فنری چشم‌پوشی كرد.
فرایندهای کشش عمیق[10]، خمکاری[11] و شکلدهی چرخشی[12] نمونههایی از فرایندهای شكلدهی ورق هستند.
3-1- معرفی فرایند هیدروفرمینگ
هیدروفرمینگ یكی از فرایندهای شكلدهی فلزات است كه در آن از یك سیال تحت فشار به منظور ایجاد تغییر شكل پلاستیك در قطعه اولیه كه به شكل ورق یا لوله است، استفاده می‌شود. در هر یك از فرایندهای هیدروفرمینگ، همواره به یک پرس، قالب و یک سیستم تقویتکننده فشار نیاز است [2, 3]. به طور کلی، در فرایند هیدروفرمینگ، بهعلت توزیع فشار یکنواخت سیال بر سطح قطعه، محصولی با خواص مکانیکی مطلوب بهدست می‌آید. از دیگر مزایای هیدروفرمینگ می‌توان به قابلیت تولید قطعات پیچیده، دقت ابعادی بهتر و بهبود شکلدهی موادی که قابلیت شکلدهی کمی دارند، اشاره کرد. از طرف دیگر، این فرایند دارای معایبی است كه از آن جمله می‌توان به چرخه آرام تولید و تجهیزات گران قیمت اشاره كرد [2]. هیدروفرمینگ علاوه بر كاربردهای متعددی كه در صنایع هوافضا دارد، از دهه 1990 به طور گسترده در صنایع خودروسازی مورد استفاده قرار گرفته است. از كاربردهای عمده این فرایند در صنعت خودروسازی می‌توان به ساخت قطعات سیستم اگزوز خودرو، قطعات شاسی، اجزای موتور و قطعات بدنه خودرو اشاره كرد.
1-3-1- تاریخچه فرایند هیدروفرمینگ
تاریخچه استفاده از سیال بهمنظور شكلدهی فلزات به بیش از 100 سال قبل باز میگردد. كاربردهای اولیه این فرایند در ساخت دیگ‌های بخار و ادوات موسیقی بوده است. با این وجود مبانی هیدروفرمینگ در دهه 1940 بنیانگذاری شده است. اولین كاربرد ثبت شده فرایند هیدروفرمینگ توسط میلتون گاروین از شركت شایبل آمریكا در دهه 1950 میلادی بوده است كه در ساخت ظروف آشپزخانه از این فرایند بهره جسته است. ساخت اتصالات T- شكل مسی در صنعت لوله‌كشی تا دهه 1990 میلادی رایج‌‌ترین كاربرد این فرایند بوده است. از دهه 1990، با توجه به پیشرفت‌های صنعتی در كنترل كامپیوتری، سیستم‌های هیدرولیكی و راهبردهای نوین فرایندهای طراحی و ساخت، این فرایند كاربرد ویژه‌ای در صنعت پیدا كرده و جایگزین بسیاری از فرایندهای آهنگری و مهرزنی به ویژه در قطعات وسایل نقلیه شده است [4].
[1] Bulk forming
[2] Sheet forming
[3] Plastic deformation
[4] Elastic deformation
[5] Spring back
[6] Extrusion
[7] Forging
[8] Rolling
[9] Drawing
[10] Deep drawing
[11] Bending
[12] Spinning
[1] Hydroforming
