La formación explosiva es una técnica de trabajo de metales en la que se utiliza una carga explosiva en lugar de un punzón o una prensa. Se puede utilizar en materiales para los que la instalación de una prensa sería prohibitivamente grande o requeriría una presión excesivamente alta y, en general, es mucho más económica que construir una prensa lo suficientemente grande y lo suficientemente alta; por otro lado, es inevitablemente un proceso de producción de trabajos individuales , produciendo un producto a la vez y con un largo tiempo de preparación. Hay varios enfoques; uno es colocar una placa de metal sobre un dado, con el espacio intermedio evacuado por una bomba de vacío, coloque todo el conjunto bajo el agua y detone una carga a una distancia adecuada de la placa. Para formas complicadas, se puede usar una matriz segmentada para producir en una sola operación una forma que requeriría muchos pasos de fabricación, o para ser fabricada en partes y soldadas juntas con la consiguiente pérdida de resistencia en las soldaduras. A menudo existe cierto grado de endurecimiento por trabajo debido al proceso de formación de explosivos, particularmente en el acero dulce .
Estampación
Las herramientas pueden estar hechas de fibra de vidrio para aplicaciones de tiradas cortas, de hormigón para piezas grandes a presiones medias o de hierro dúctil para trabajos de alta presión; idealmente, la herramienta debería tener un límite elástico más alto que el material que se está formando, lo cual es un problema ya que la técnica generalmente solo se considera para material que en sí mismo es muy difícil de trabajar.
Historia
La primera aplicación industrial comercial de la formación de explosivos en los Estados Unidos comenzó en 1950 y fue utilizada en la década de 1970 por The Moore Company en Marceline, Missouri. El propósito era formar cilindros metálicos de forma patentada para usar como estructura central de ventiladores industriales de paletas axiales. Esto se detalla en una publicación de la NASA de 1967 "High-Velocity Metalworking - a survey" en las páginas 73, 82 y 83. Este artículo declara erróneamente el nombre del fundador de la empresa, Robert David Moore Sr., como "ER Moore". Moore finalmente tuvo algunas patentes para los procesos involucrados. [1]
La formación explosiva se usó en la década de 1960 para aplicaciones aeroespaciales, como las placas de lomo del avión de reconocimiento SR-71 y varias partes de cohetes soviéticos; continuó desarrollándose en Rusia, y los comités organizadores de eventos como EPNM tienden a contener muchos miembros de la ex Unión Soviética. Resultó particularmente útil para fabricar piezas corrugadas de alta resistencia que de otro modo tendrían que fresarse en lingotes mucho más grandes que el producto terminado. Un ejemplo sería un constructor de yates que producía cascos de barcos haciendo una "piscina" de hormigón en la que se colocaba una hoja de metal, y cuando se llenaba de agua y se disparaba explosivamente, producía una forma de casco completa. [2]
Otros usos de los explosivos para la fabricación aprovechan el efecto de carga conformada , poniendo el explosivo directamente en contacto con el metal a trabajar; esto se utilizó para el grabado de planchas de hierro gruesas ya en la década de 1890. Véase también proyectiles formados explosivamente para una variedad de aplicaciones militares del mismo tipo de tecnología.
Formación explosiva de materiales del ánodo (placa) del tubo de vacío
A finales de la década de 1950, la empresa General Electric desarrolló una aplicación para compuestos de láminas metálicas de cinco capas que se habían creado mediante el proceso de formación explosiva. Los ingenieros de GE utilizaron este innovador material compuesto para producir ánodos de tubo de vacío multicapa (también conocidos como "placas") con características superiores de transferencia de calor. Esta característica permitió a GE construir tubos de vacío de potencia significativamente mayor a partir de diseños existentes sin costosos cambios de ingeniería, diseño y herramientas, proporcionando una ventaja competitiva sustancial a GE en el floreciente mercado de amplificadores de alta fidelidad.
En enero de 1960 se informó en la literatura técnica contemporánea de GE [3] que este material de cinco capas fue el gran avance en el diseño que hizo posible el nuevo 6L6 GC. El 6L6GC era una variante del 6L6 capaz de disipar un 26% más de potencia en comparación con el 6L6GB de construcción idéntica. Según el ingeniero de General Electric RE Moe, entonces Gerente de Ingeniería en las instalaciones de GE en Owensboro Kentucky, [4] estos aumentos fueron posibles gracias a la aplicación del material mejorado de placas multicapa.
GE obtuvo este material de una empresa con sede en Texas (Texas Instruments [5] ) que, según se informa, es la fuente de la materia prima de cinco capas forjada de forma explosiva especificada por los ingenieros de General Electric. Este fabricante utilizó procesos explosivos de forja de chapa metálica desarrollados previamente para otro cliente (¿posiblemente la Marina de los EE. UU.?) Los materiales diferentes formados explosivamente habían mejorado sustancialmente la uniformidad de la transferencia de calor gracias a la capa central de cobre.
Los ingenieros de GE vieron rápidamente el potencial para mejorar las características de transferencia de calor en varios diseños de tubos de vacío de pentodo y tetrodo de haz ya populares, incluido el 6L6GB, el 7189 y, finalmente, el 6550. La aplicación de cinco capas (Al-Fe-Cu-Fe -Al) la fabricación de material para el ánodo resolvió el problema de la acumulación de calor irregular a altos niveles de potencia en las placas del ánodo de los pentodos de potencia, tetrodos y triodos. Esta acumulación de calor irregular conduce a la distorsión física de la placa del tubo. Si se permite que continúe, este sobrecalentamiento del punto eventualmente da como resultado una deformación que permite el contacto físico y los subsiguientes cortocircuitos entre la placa, las rejillas y los formadores de vigas en el tubo. Tales cortos de contacto destruyen el tubo.
La aplicación novedosa de General Electric de este compuesto innovador llevó a la creación de la variante 7189A, lanzada a fines de 1959, junto con el 6L6GC y otras variantes. En 1969, la variante 6550A también se había desarrollado para aprovechar los compuestos forjados explosivamente. La aplicación de GE permitió mejorar los niveles de potencia en varios diseños de válvulas ya populares, una innovación que ayudó a allanar el camino para amplificadores de instrumentos musicales y estéreo de válvulas de vacío de potencia sustancialmente mayor en los años sesenta y principios de los setenta.
Referencias
- ^ Mo.), Midwest Research Institute (Kansas City; Noland, Michael C. (1967). Metalurgia de alta velocidad: una encuesta . Https://books.google.com/books?id=PbAgAAAAIAAJ&pg=PA73&lpg=PA73&dq=The + Moore + Company + usos + explosivos + a + formulario + metal y fuente = BL & ots = VaXgakcA0G y sig = ACfU3U06ibCFLU_U5ha7B4ZVRkL85lOpYQ & hl = es & sa = X & ved = 2ahUKEwju19WfkIHpAhVYGs0KHc0oDjQQ6AEwAnoECAgQAQ # v = OnePage y q = El% 20Moore% 20Company% 20develops% 20own & f = false : Tecnología División de Utilización, Nacional de Aeronáutica y Administración del espacio. Págs. 73, 82, 83.CS1 maint: ubicación ( enlace ) CS1 maint: fecha y año ( enlace )
- ^ "Formación explosiva de barcos - ABC Beyond 2000 - YouTube" . www.youtube.com . Consultado el 25 de diciembre de 2020 .
- ^ http://n4trb.com/AmateurRadio/GE_HamNews/issues/GE%20Ham%20News%20Vol%2015%20No%201.pdf
- ^ http://n4trb.com/AmateurRadio/GE_HamNews/issues/GE%20Ham%20News%20Vol%2015%20No%201.pdf
- ^ http://www.audioasylum.com/cgi/vt.mpl?f=tubes&m=252498
GE Ham News, vol. 15, núm. 1, enero-febrero de 1960, págs. 1, págs. 7, PE Hatfield, RE Moe