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(fù)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(dāng)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(dǎo)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(dǎo)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(fù)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(fēng)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(fù)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。
