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仕組み
やまこー
@koseki_yamaki
均等に圧が掛かるから綺麗になるって訳かな twitter.com/anrisan2020/st…
2023-12-19 19:35:14
勝木杏吏 Anri Katsuki
@anrisan2020
意味がわからないと思いますが、 金属を溶接して膨らませると球体になります。 pic.twitter.com/u6Xw3oUUbY
2023-12-19 13:26:27
神見タカヤ/ガイウス
@TAKAYA_kaku
材料工学的には円球形の圧縮強度は普通の平面の組み合わせの何十倍ですね。 逆に言うと右の方は一回爆発受けたんですけど、左の方そのまま使うと破損の可能性は右の方より大きい。 そして水入れ爆発で形を整うもしっかり液体は圧縮できないの特性を利用してストレスが平均に拡散し、想像より安全です。 twitter.com/anrisan2020/st…
2023-12-19 21:50:15
Tsunaki@中村健康科学研究所
@TsunakiNakamura
内部から圧力をかけた時に「金属の可変性と相まって圧力に対し最も強い形態＝球に最適化される」ということです! 自然界は合理性み満たすように収束していくのが良いですね(*^^*) 人間の感情が混じってくると途端にとんでもないことになるのが悲しい twitter.com/anrisan2020/st…
2023-12-19 21:34:23これは、“Hydroforming（液圧成形）”または“HERF (High Energy Rate Forming)”と呼ばれる手法。
上記の動画では液圧を用いて製作している。
“hydro”の名を冠する通り、水や油の液圧を用いることが多いがときには空圧を用いる場合もある。
金属は一般的にはアルミニウムやステンレスが使用される。
爆発を伴うものは“Explosive Hydroforming（爆発成形）”とも。
ドクターストーンでは爆発物を直接金属に接触させず、媒体として水を使用しているので、stand-off法。
contact法では金属に非常に高い圧力（最大30,000MPa）がかかるので、一般的な金属加工には向いていない。
水を用いるメリットとしては、エネルギーの伝達効率の良さ、消音効果等。
中心部で爆発物（TNT, RDX, ダイナマイト等）が爆発すると、その力が流体を介して外部に均一に伝わり、金属は圧力に最も強い形態である「球形」になるというわけである（パスカルの原理）。
利点としては
・コストパフォーマンス
・タイムパフォーマンス（工程が少なく済む）
・高剛性（残留応力も除去しやすい）
・高精度（厳しい公差内で部品を製造できる）
・溶接不備（強度不足）の箇所がすぐ分かる
・圧力のかけ方によってはあらゆる形状に対応可能な点
等
自動車部品等の成形には“Tube Hydroforming”が用いられることが多い。
日本ではHydroformingといえば、こちらのイメージが強い。
溶接構造と比較すると、曲げ剛性＋40％、曲げ応力－30％、ねじり剛性＋７％、ねじり応力－20％ 向上するとの研究結果も。
金型の摩耗も通常のプレス加工より少ない。
Low-pressure(LPH), High-pressure(HPH), Pressure-sequence(PSH)等が用途に応じて使い分けられる。
以下参考文献
Rajagiri School of Engineering & Technology. HIGH ENERGY RATE FORMING PROCESSES.
https://www.rajagiritech.ac.in/home/mech/Course_Content/Semester VI/ME 306 Advanced Manufacturing Technology/Module 5.pdf
山本水圧工業所「チューブハイドロフォーム （T・H・F）とは - 」
https://www.hyprex.co.jp/technology/images/posted/posted_2019_hydraulic_pneumatic_technology.pdf