Mis on elektromagnetiline vormimine?

Elektromagnetiline vormimine on protsess, mille käigus kõrge elektrienergia tase tekitab metallesemes vastupidise magnetvälja, mis seejärel moodustatakse tööpooli generaatoris tugevama magnetvälja kujuga. Seda kasutatakse kõige sagedamini kõrge juhtivusega metallide nagu vase ja alumiiniumi moodustamiseks, kuid seda saab kasutada ka terasdetailide moodustamiseks või juhtivate ja mittejuhtivate materjalide, nagu vask ja keraamika, ühendamiseks. Kuna protsessil on nii suur energiavajadus ja inertsi mõju, mis nõuab täpset juhtimist, kasutatakse seda tavaliselt ainult metalltorude kokkutõmbamiseks või laiendamiseks. Magnetväljade abil kiirvormimisel on rakendusi ka lehtmetalli ning ülijuhtides ja muudes komponentides kasutatavate metallkeraamiliste komposiitide moodustamise uurimisel.

Elektromagnetilise vormimise ehk EM-vormimise protsess on olnud kasutusel sellest ajast peale, kui selle varajase uurimise viis läbi 1978. aastal Nobeli füüsikaauhinna pälvinud vene füüsik Pjotr ​​Kapitza. Ta alustas protsessi, mida tuntakse ka kui magnetvormimist, uurimist 1924. aastal. kasutades pliiakusid kuni 500,000 0.3 Gaussi tugevusega magnetvälja tekitamiseks kolme millisekundi jooksul. Gauss on magnetvälja tugevuse mõõt ja võrdluseks Maa magnetväli on vahemikus 0.6–300,000 Gaussi. Pjotri uuringud üle XNUMX XNUMX Gaussi tugevuse magnetvälja tekitamiseks põhjustasid vägivaldseid plahvatusi ja hilisemad katsed elektromagnetiliseks vormimiseks lülitusid kõrgepinge kondensaatoripankade kiirele tühjenemisele.

1950. aastate lõpuks olid elektromagnetilisele vormimisele antud protsessile tööstuslikud patendid ja 1960. aastate alguses kujundati selle abil torukujulisi osi. Lennundustööstus leidis selle meetodi kasutust, kuna see võib moodustada torusid, mis on äärmiselt ühtlased. Kõigil suurematel kommertslennukitega tegelevatel korporatsioonidel üle maailma oli 1970. aastateks oma magnetvormimisseadmed ja nad viimistlesid protsessi 1980. aastatel.

Elektromagnetilise vormimise tehnoloogia areng on jäänud suures osas salajaseks, kuna sellel on rakendusi termotuumasünteesi uuringutes. Praktiline termotuumasünteesireaktor ei tekitaks tuumajäätmeid, sulamisvõimalust ja seda saaks kasutada mereveest eraldatud deuteeriumikütusel, nii et paljud riigid võistlevad selle nimel, et olla esimene, kes protsessi täiustab. Termotuumasünteesiuuringute üks põhiprobleeme on termotuumasünteesi reaktsiooni ohjeldamine ja elektromagnetilises vormimises uuritavad magnetväljad võivad olla probleemi lahendus.