特殊金属板材成型技术与设备

一、板材液压成型
板材液压成型是在母模(液压室)中充以一定压力的液体，致使公模(冲头)在压下时，使得母模中的液体产生一个对向压力使得胚料紧贴在公模上，从而提高工件的精度，并提升效率，以减少传统板材制作时所产生的缺陷。一般常见的是将液压室置于下方，然后，利用冲头与液压室内压力成形。
板材液压成形技术在某些特别产品应用上占有一席之地，其主要的优势在于仅需制作单一母模，而且利用液体压力为基础，因而能保有板片表面之光滑度，减少皱摺产生；另外，难成型性的材料如高强度钢、铝合金、镁合金、钛合金等，均可利用压力的控制达到成型的目的；尤其是在下列特性要求之制品中：1.快速板材成形开发；2.制品表面品质要求高；3.多种少量之制品；4.原型件之开发之试作；5.低成本模具制造。
就产品应用而立，汽车、航太、家电、轨道车、3C、民生等产业均有量产之相关生产线，产品包括引擎盖、副支架、车门板、相机外壳、灯罩外壳、卫星行线等。
板材液压成型设备，主要构成单元为油机本体，以及油机元件与电控系统等，其中，与一般之油压机不同处在于设备台面上置入液压完，对于成形过程之液压室压力控制就变得很重要，现代化的设备系统采用比例或伺服控制，可作数值化参数输入，与数值化或图形介面之显示监控；国内已有厂商能生产此类型设备，在日本以Amino公司的设备可说是占有最大市场，而在德国方面，相关设备厂商包括Schuler及Schnupp等厂商。
二、电磁成形
电磁成形(EMF, Electromagnetic Forming)技术于工业上之应用至今已超过30年，过去主要用于轴对称管件的压缩／扩张成形与异质材料之结合。近年来有愈来愈多之研发单位，投入电磁成形技术应用于金属板材的研究。
电磁脉冲原理(Magnetic Pulse Principle)，电磁脉冲制程系利用一瞬间高脉冲电流通过工作线圈，而产生一均匀的强大脉冲磁场，因感应磁场之作用，使其工件亦产生一与线圈相斥之磁场，当所产生之强大脉冲磁力，超过工件本身所能承受之降伏强度时，而使工件产生永久变形。因此，便可应用于具导电性材料之管件焊接、结合与板材成形等制程。
电磁脉冲能产生近均压(Quasi-hydrostatic)之成形力，对于防止制品皱折产生及回弹问题的改善有极大的帮助；而电磁成形在10usec~100usec间即完成，使得材料本身产生超塑性(Hyperplasticity)的现象，大幅提升材料的延展性，此外其非接触式之成形方式，减少甚至不需使用润滑油。
产品应用方面，各种同质或异质之管材焊接或管材之缩管、扩管之变形，为目最为普遍之应用；而板材成形应用方面，汽车板件以及3C产品如手机、MP3及数位相机等之精致表面壳件的制造为具有潜力之研发。
电磁脉冲系统，运作时于系统通入一交流电，经变压器及整流器后转变为高压直流电，并使其系统之电容器充电，而当电容器储能达到设定值后，导通高电流开关并进行放电，使其高脉冲电流于通过工作线圈时瞬间释放，因而产生一强大的脉冲磁力，对于却进行该制程之工作物产生材料之永久变形，目前此种设备系统主要为国外进口，国产化之设备则尚处于研发阶段。
电磁脉冲系统之主要单元构成如下：
1.高电压箱、高电压变压器、点火系统、控制回路；
2.储能电容；
3.操作面板；
4.工作台(Work station)、线圈(Coil)、高压电缆线。