英國羅茲集團開發(fā)出一種突破性的新工藝，可確保大型單殼體組件能夠在冷卻過程中更加準確地保持形狀，非常適合應(yīng)用于薄壁件的超塑成形（SPF）。
超塑成形是一種精確成形方法，可將單個或多個金屬片材精確地成形更復雜、堅固、輕質(zhì)的結(jié)構(gòu)，從而提高組件的完整性。超塑成形需要將片材加熱到特定的精確溫度，然后通過控制氣壓使片材在模具中成形。
單殼體組件的超塑成形需要在特定位置擴散連接多層片材，然后充入氬氣對其進行超塑成形，使片材膨脹形成空心模具的形狀。這一過程對溫度和壓力非常敏感，當外界的氬氣被充入高溫組件時，會由于氣體的膨脹而增加體積，如果控制不充分將導致壓力升高。
壓力循環(huán)期間最關(guān)鍵的步驟之一是在充氣膨脹成形后，需要在冷卻之后將成形的組件從壓力機中取出。并且期間要用低壓氬氣吹掃組件以確保內(nèi)表面在高溫條件下不產(chǎn)生氧化。吹掃的壓力過高，組件會過度膨脹變形。吹掃壓力過低，大氣壓力會使組件向內(nèi)部坍塌。
冷卻過程中由于充入的氣體溫度降低、體積縮小，組件內(nèi)部氣體壓力減小，因此平衡氣壓變得十分困難。盡管可以根據(jù)經(jīng)驗進行微調(diào)補償，但各種外界因素則更加難以控制。其中一個重要的外界因素是大氣壓力，外界氣壓的波動將會對組件的最終形狀產(chǎn)生顯著影響并導致公差偏離，從而使大尺寸薄壁件的成形更加困難。
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這項重大的工藝改進可為復雜薄壁組件的成形提供獨特而高效的解決方案。無論材料多么薄、大氣條件多么不穩(wěn)定，都能夠確保大型組件的成形及形狀的保持。
新的工藝運用了氣壓計原理：采用垂直、開放的通風管平衡氣壓，這確保了低壓氣體的恒定，使其能夠自動補償氣壓的變化，從而使材料在模具中成型后保持形狀恒定。
這種新型氣壓控制方法可以更加精確地成形復雜結(jié)構(gòu)，并更好地控制多層擴散連接。自20世紀70年代中期以來，羅茲集團一直處于超塑成形設(shè)備的最前沿，羅茲集團是唯一一家能夠開發(fā)商用自動超塑成形設(shè)備的英國公司，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。
羅茲集團的該項創(chuàng)新為航空航天和汽車行業(yè)的應(yīng)用提供了機會，目前正在申請專利。
