DE1808942A1

DE1808942A1 - Explosive forming

Info

Publication number: DE1808942A1
Application number: DE19681808942
Authority: DE
Inventors: Rune Hank
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-11-14
Filing date: 1968-11-14
Publication date: 1970-06-11

Abstract

Forming of sheet metal comprises setting off an explosive on one side of the workpiece. which becomes domed or has a hole formed in it by placing the side opposite to that exposed to the explosion into an elastic support with which it makes good contact, the extent and type of deformation being determined by the disposition and quantity of the explosive applied.

Description

Verfahren zur Explosionsumformung Die erfindung betrifft ein Verfahren zur Explosionsumformung von Metallverkstückn, insbesondere von Blechen, wobei ein Sprengstoff auf einer Seite des erkstjiokes zur Explosion gebracht und das werkstück dadurch ausgebaucht und gegebenenfalls gelocht, vorzugsweise nur ausgebaucht wird. Process for explosion forming The invention relates to a process for the explosive forming of metal chunks, in particular sheet metal, with a Explosives detonated on one side of the Erkstjioke and the workpiece bulged out and optionally perforated, preferably only is bulged out.

Bei diesem Verfahren wurde bisher die Form des Werkstücks durch ein der gewünschten Werkstückform komplementär geformtes Werkzeug bestimmt, in welches das meist aus Blech bestehende Werkstück von Explosionsdruck unter plastischer Verformung hineingetrieben wurde, Das Werkzeug mußte eine hohe Festigkeit haben, da es dem Explosionsdruck standhalten mußte, Es war somit sehr aufwendig.In this process, the shape of the workpiece was previously determined by a the desired workpiece shape complementary shaped tool determines in which the workpiece, which is mostly made of sheet metal, exposed to explosion pressure under plastic deformation was driven into it, the tool had to have a high degree of strength, since it was the Had to withstand explosion pressure, so it was very complex.

Die Erfindung schafft ein Verfahren, welches ohne ein derartiges Werkzeug auskommt. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück mit der konvex zu verformenden Seite im wesentlichen satt anliegend auf eine auf ihrer dem Werkstück abgewandten Seite abgestützte nachgiebige Unterlage aufgebracht wird, und daß die Art und das Maß der Verformung des Werkstücks durch die Anordnung und Menge des Sprengstoffes auf der anderen Seite des Werkstücks bestimmt werden.The invention creates a method which, without such a tool gets by. It is characterized in that the workpiece with the convex to be deformed Side essentially lying close to one on its facing away from the workpiece Side supported resilient pad is applied, and that the type and the Degree of deformation of the workpiece due to the arrangement and amount of the explosive can be determined on the other side of the workpiece.

Dieses Verfahren unterscheidet sich von den bisher bekannten Verfahren also dadurch, daß zwischen das Werkstück das verformt werden soll, und ein Bett eine Unterlage aus einem Werkstoff eingelegt wird, der durch Verformung soviel von der Stoßwellen-Energie aufnehmen kann, daß die Tei1e#des Werkstückes, die verformt werden sollen in Richtung der Stoßwelle unter entsprechender Dehnung ausweichen können. Die gewünschte Form des Endproduktes wird durch die Formgebung und die Auslegung des Sprengstoffes in einer gewinschten Anordnung auf der Oberfläche des Werketückes erreicht. Es ist bekannt, daß man durch die Formgebung des Sprengstoffes sowie durch dessen Wahl in gewissen Grenzen die Größe der, Verformung beeinflussen kann. Erst durch die vorliegende Erfindung, nämlich dadurch daß man einerseits eine nachgiebige Unterlage zwischen das Werkstück und ein für diesen Zweck ausgewähltes Bett einlegt, welche sowohl in bezug auf Festigkeit und Dicke so gewählt ist, dab die angestrebte Form des EJerksttickes erreicht wird und daJ man andererseits den Sprengstoff in bezug auf Zunge und Anoranung entsprechend aufbringt, kann eine wiederholbare Formgebung erreiclit werden.This method differs from the previously known methods so by the fact that between the workpiece that is to be deformed and a bed a base made of a material is inserted, which by deformation so much from the shock wave energy that the parts of the workpiece that are deformed should move in the direction of the shock wave with appropriate stretching can. The desired shape of the end product is determined by the shape and design of the explosives in a desired arrangement on the surface of the workpiece achieved. It is known that one by the shape of the explosive as well as by the choice of which can influence the size of the deformation within certain limits. First by the present invention, namely by the fact that on the one hand a compliant Insert a pad between the workpiece and a bed selected for this purpose, which is chosen in terms of strength and thickness so that the desired Form of the EJerksttick is achieved and that on the other hand, the explosives in with respect to tongue and arrangement, a repeatable shape can be used be reached.

Für die Explosionsumformung gemäß Erfindung kann der Prinzip nach jeder Sprengstoff zur Anwendung gelangen. Die Wahl hängt in der Hauptsache von cer Zielse#zung ab. Bevorzugt werden hochbrisante Sprengstoffe insbesondere solche mit hoher Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Detonation und mit hoher Empfindlichkeit, wobei die Formgebur.g des teigförmigen Sprengstoffes von Hand erfolgen kann.For the explosion forming according to the invention, the principle can be according to any explosives are used. The choice depends mainly on cer Purpose from. Highly explosive explosives, especially those with explosives, are preferred high speed of detonation and high sensitivity, whereby the shaping of the dough-like explosive can be done by hand.

Für die industrielle, serienmäßige Reproduzierbarkeit ist es günstiger, wenn der Sprengstoff entweder in Pulverform vorliegt, wobei dann die Formgebung durch Pressen geschieht oder in flüssigem oder halbflussigem verfestigbarem Zustand, wobei die Formgebung durch Giessen erfolgt.For industrial, serial reproducibility, it is cheaper to if the explosive is either in powder form, then the shaping happens by pressing or in a liquid or semi-liquid solidifiable state, the shaping takes place by casting.

Die Zündung des auf dem Werkstück ausgelegten Sprengstoffes kann mittels bekannter Verfahren erfolgen. Die Auswahl hängt von der Wahl des Sprengstoffes, insbesondere von der Empfindlichkeit desselben ab. Arbeitet man beispielsweise mit Pentrinit, so genügt die elektrische Zündung über eine Initialsprengstoffpille.The explosive laid out on the workpiece can be ignited by means of known procedures. The choice depends on the choice of explosives, especially on the sensitivity of the same. For example, do you work with Pentrinite, electrical ignition via an initial explosive pill is sufficient.

Der Sprengstoff wird auf die Oberfläche des Werkstückes z.B. eines Bleches, an den Stellen aufgelegt, die verformt werden sollen, und zwar so, daß die Sprengstoffmenge pro Flächeneinheit um so größer ist, je tiefer die Verformung sein soll, Dabei kann man zur Steigerung der Wirkung als Verdämmung z.B. Sand oder ein anderes Material auf den Sprengstoff auflegen und damit die Wirkung der Detonationswelle in Richtung auf das Blech verstärken.The explosive is applied to the surface of the workpiece e.g. a Sheet metal, placed at the points that are to be deformed, in such a way that The deeper the deformation, the greater the amount of explosives per unit area to increase the effect as a damming e.g. sand or Put another material on top of the explosive and with it the effect of the detonation wave reinforce towards the sheet metal.

Man kann auch anderes Material z.B. Sand außerhalb des Sprengteiges auflegen, um ein Aufrauhen und damit eine Veränderung der Oberfläche des Werkstückes erreichen.You can also use other material, e.g. sand, outside of the dough to roughen and thus a change in the surface of the workpiece reach.

Dies gilt insbesondere bei der Verformung von rostfreiem Stahlblech, bei #der man dem Werkstück solche Farbeffekte verleihen kann, daß der Eindruck von beispielsweise altem Silber erweckt wird.This applies in particular to the deformation of stainless steel sheet, where you can give the workpiece such color effects that the impression of for example old silver is awakened.

Das Verfahren kann zOB. für Dekorationszwecke auch mit dem Sprengschweißverfahren komplettiert werden. Man kann hierzu zwischen dem Werkstück und dem Sprengteig andere metallische Elemente in Solien-, Draht- oder Pulverform einlegen; aber auch Kristalle verschiedener Färbung beispielsweise Emailpulverfritte oder chemische Verbindungen, die mit dem Blech reagieren können, wobei dünne Schichten anderer Färbung entstehen, können zur Anwendung gelangen. Das Einlegen der oben genannten Werkstoffe zwischen Sprengteig und ilerkstück kann natürlich kombiniert werden mit dem Auslegen derselben Werkstoffe oder anderer an der Seite des Sprengteiges.The procedure can be zOB. for decorative purposes also with the explosion welding process be completed. You can do this between the workpiece and the explosive dough other insert metallic elements in solid, wire or powder form; but also crystals different colors for example enamel powder frit or chemical compounds, which can react with the sheet metal, creating thin layers of a different color, can be used. Inserting the above materials between Explosive dough and piece of cake can of course be combined with laying them out Materials or other on the side of the dough.

Gemäß Erfindung kann man natürlich solche Materialien auch nur außerhalb des Sprengteiges auflegen.According to the invention, of course, such materials can only be used outside of the sprinkling dough.

Um Unterschiede im gewünschten Muster oder in der gewünschten Form beispielsweise in der Tiefe oder Breite erreichen zu können, bedient man sich gemäß Erfindung wie gesagt auch der Formgebung des Sprengstoffes. Der Sprengstoff kann mit verschiedenen Querschnittsformen und mit verschiedener Querschnittsfläche aufgelegt werden (oval, vier- oder dreikantig, rund, Bleche und Drähte, Perlschnüren, Rohre usw.).About differences in the desired pattern or in the desired shape For example, to be able to reach in depth or breadth, one uses accordingly Invention, as I said, also of the shaping of the explosives. The explosives can with different cross-sectional shapes and with different cross-sectional areas (oval, square or triangular, round, sheet metal and wires, pearl cords, tubes etc.).

Das Verfahren gemäß Erfindung kann bei jede Material, das plastisch verformbar ist, zur Anwendung gelangen. Insbesondere gilt dies für Metalle und Legierungen verschiedenster Typen, Werkstoffe mit hohem Korrosionswiderstand und hier insbesondere und mit Vorzug für rostfreien Stahl.The method according to the invention can be used with any material that is plastic is deformable, are used. This applies in particular to metals and alloys various types, materials with high corrosion resistance and here in particular and with preference for stainless steel.

Bevorzugt werden blechförmige Werkstücke.Sheet-shaped workpieces are preferred.

Das wesentlichste Kennzeichen für die Erfindung ist wie oben gesagt wurde, die Anwendung einer nachgiebigen Unterlage zwischen dem Bett und dem Blech. Die Unterlage kann z.B. aus Gummituch, Pappe, Gips, Sägespänen, Fiberplatten, Holz, Plastik oder Kork bestehen. Die Unterlage kann in ihrer Gesamtheit aus einem und demselben Material bestehen.The most essential characteristic of the invention is as said above the application of a resilient pad between the bed and the sheet metal. The base can, for example, be made of rubber blanket, cardboard, plaster of paris, sawdust, fiberboard, wood, Made of plastic or cork. The document can consist of one and in its entirety consist of the same material.

Für gewisse Zwecke kann man in einer Unterlage verschiedene Materialien kombinieren, und zwar sowohl horizontal wie auch vertikal. Das schafft zusätzliche Möglichkeiten für die Erzeugung von Unterschieden im Profil des Werkstückes. Besonders ausgeprägt wird die Diskontinität des Werkstoffes in der Unterlage dann gewählt, wo man eine wohl definierte und abgegrenzte Lochbildung erreichen will.Different materials can be used in a document for certain purposes combine, both horizontally and vertically. That creates additional Possibilities for creating differences in the profile of the workpiece. Particularly pronounced the discontinuity of the material in the base is then chosen, where you want to achieve a well-defined and demarcated hole formation.

Bei Durchführung des Verfahrens gemäß Erfindung ist es ebenfalls von Bedeutung, wie das Bett gebildet wird. Laut Erfindung soll das Bett die Unterlage stützen. Es sollte daher aus einem Werkstoff bestehen, der die Bewegung des Bleches und des Kissens abbremsen oder zum Stillstand bringen kann. Solche Betten oder Unterlagen bestehen gemäB Erfindung, beispielsweise aus einem Kiesbett einer Betonplatte, oder einer Stahlplatte. In der Regel soll also dieses Bett aus einem Material mit geringer Kompressibilität bestehen. Unter Umständen kann es aus dem gleichen Material wie die Unterlage bestehen.When carrying out the method according to the invention it is Likewise of importance how the bed is formed. According to the invention, the bed should be the base support. It should therefore consist of a material that allows the movement of the sheet metal and the cushion can slow down or bring to a standstill. Such beds or pads consist according to the invention, for example from a gravel bed of a concrete slab, or a steel plate. As a rule, then, this bed should be made of a material with less Compressibility exist. It may be made of the same material as pass the document.

Im Prinzip verfährt man bei Ausführung der Erfindung auf folgende Weise: Auf einem id der regel ebenen Grund, beispielsweise direkt auf dem Erdboden, wird ein Bett erstellt, beispielsweise aus Kies, Beton oder Metall. Auf dieses Bett legt man die Unterlage aus einem Material gemäß Erfindung, d.h. einem Material, das das Vermögen besitzt, die Energie der Stoßwelle duroh#erformung aufzufangen. Die Formgebung der Unterlage und ihre Zusammensetzung wählt man in Abhängigkeit von der gewünschten Reliefbildung im Werkstück.In principle, one proceeds in the implementation of the invention as follows Way: On a usually flat ground, for example directly on the ground, a bed is created, for example from gravel, concrete or metal. On this bed if the base is made of a material according to the invention, i.e. a material, which has the ability to absorb the energy of the shock wave through deformation. The shape of the base and its composition are chosen depending on the situation of the desired relief formation in the workpiece.

Auf die Unterlage legt man das zu verformende Werkstück, beispielsweise ein Blech. Nun verteilt man den Sprengstoff auf der Oberfläche des Bleches so, daß er den Konturen des zu erzeugenden Musters folgt und'zwar derart, daß man nach der Zündung verschiedene Verformungsgrade im Bleck erhält, die in ihrer Gesamtheit die Form des Endproduktes bestimmein.The workpiece to be deformed, for example, is placed on the base a sheet. Now you distribute the explosives on the surface of the Sheet metal in such a way that it follows the contours of the pattern to be generated and that you get after the ignition different degrees of deformation in the sheet, which in their Entirety determine the shape of the end product.

Der Sprengstoff wird dann gezündet. Bei der Detonation wird das Blech durch die Detonationswelle vom Sprengstoff in Richtung gegen das Bett verdrängt, Die Verformung des Bleches erfolgt partiell verschieden stark, - was unter anderem davon abhängt wie man die Unterlage geformt hat -in der Richtung der Detonationswelle, wobei die Verformung dort am größten sein wird, wo das Blech am stärksten ver drängt wird, d.h. wo der Sprengstoff die kräftigste Wirkung hat und wo die Unterlage die günstigsten Voraussetzungen dafür schafft, daß das Blech in der Richtung der Detonationswelle ausweichen kann.The explosive is then detonated. When detonated, the sheet metal displaced by the explosive in the direction of the bed by the detonation wave, The deformation of the sheet takes place partially differently, - what among other things depends on how the base has been shaped - in the direction of the detonation wave, where the deformation will be greatest where the sheet is most strongly displaced i.e. where the explosive has the most powerful effect and where the base the creates the most favorable conditions for the sheet metal in the direction of the detonation wave can dodge.

Hierbei liefert die Formgebung des Sprengstoffes laut Erfindung ein Relef etwa in der Form, in der vorher der Sprengstoff angeordnet war, Jedoch abhängig vom Aufbau der Unterlage. Mit anderen orten, das Musterbild des Sprengstoffes wird auf das Blech als Relief iiberfiihrt, Nachfolgend ist an Hand der Zeichnungen ein praktisches Beispiel der Durchführung der Erfindung besctlrieben.Here, the shape of the explosive provides a according to the invention Relef roughly in the form in which the explosives were previously arranged, but dependent the structure of the document. In other places, the model image of the explosives will be transferred to the sheet metal as a relief. The following is based on the drawings practical Example of the implementation of the invention described.

Fig. 1 zeigt eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Erfindung in Aufsicht gezeigt.Fig. 1 shows an arrangement for performing the method according to Invention shown in plan view.

Fig, 2 zeigt den Schnitt A-A aus Fig. 1.FIG. 2 shows section A-A from FIG. 1.

Auf dem Boden 1 liegt das Kiesbett 2, auf welchem die Unterlage 3 liegt. Diese besteht aus einer porösen Holzfaserplatte mit einer Dicke von 20 mm. Auf der Platte 3 befindet sich ein rostfreies Blech 4, das gemäß Erwindung mit dem Muster 5 versehen werden 5011o Das Muster ist aus Sprengstoffteig 6 in Strangform gebildet.On the floor 1 lies the gravel bed 2, on which the base 3 lies. This consists of a porous wood fiber board with a thickness of 20 mm. On the plate 3 there is a stainless sheet 4, which according to the invention with the Pattern 5 to be provided 5011o The pattern is made of explosive dough 6 in strand form educated.

Die Zündeinrichtung 7 ist mit dem Sprengstoff 6, welcher das Muster bildet, durch einen Sprengstoffstrang 8 verbunden. Der Strang 8 endet vorzugsweise in einer Sprengstoff-Kugel, welche wiederum vom Sprengstoff, das das Muster bildet, durch eine 2 - 3 mm dicke Schaumgummischeibe 9 getrennt ist, um den Zü dstoß abzüschwächen. Aus diese Grunde wird auch der Sprengstoffstrang an den Sprengmittelteig, der das Muster bildet, tangential herangeführt0 Das Verfahren gemäß Erfindung bringt gegenüber den klassischen Verformungsmethoden eine ganze Reihe von Vorteilen: Das Verfahren verlangt weder die zur Durchführung der klassischen Verformungsmethoden notwendigen Anlagen und Maschinen noch die bei anderen Explosionsverformungsverfahren notwendigen Sicherheitsmaßnahmen wie z.B. Bunker.The ignition device 7 is with the explosive 6, which the pattern forms, connected by an explosive cord 8. The strand 8 preferably ends in an explosive ball, which in turn is made of the explosive that forms the pattern, is separated by a 2 - 3 mm thick foam rubber disk 9 in order to weaken the Zü dschlag. For this reason, the explosives strand is attached to the explosive dough that the Pattern forms, tangentially introduced0 The method according to the invention brings about the classic Deformation methods have a number of advantages: The process does not require the classical deformation methods to be carried out necessary systems and machines nor those for other explosion deformation processes necessary security measures such as bunkers.

Es ist außerdem sehr schnell durchführbar.It can also be done very quickly.

Zur Herstellung von kleineren Serien beispielsweise künstlerischer Produkte, wie Reliefs, für architektonische Zwecke wird der Sprengteig von Hand geformt und auch von Hand im gewünschten Muster ausgelegt, Bei der Herstellung großer Serien z.B. von technischen Produkten, benützt man vorteilhaft Matrizen, in welche das Muster eingeschnitten ist, und zwar mit hoher Präzision. Das Material solcher Matrizen kann Holz, Plastik oder leicht bearbeitbares Metall mit geringer Wärme ausdehnung zur Erhaltung der Genauigkeit sein. Das Sprengmttelmuster wird dann einfach durch Ausfüllen der in der Matrize befindlichen Vertiefungen erhalten, wobei das Sprengmittel in Pulverform, in Teigform oder im flüssigen Zustand (mit Erstarrungsvermögen) vorliegen kann. Das Muster wird dann auf das Blech aufgebracht. Diese einfache, reproduzierbare Herstellung auch vonsehr genauen industriellen Produkten gibt dem Verfahren gemäß Erfindung eine große Beweglichkeit bezüglioh der Wahl des Musters.For the production of smaller series, for example artistic ones Products, such as reliefs, for architectural purposes are made by hand shaped and also laid out by hand in the desired pattern, when making large ones Series e.g. of technical products, it is advantageous to use matrices in which the pattern is incised with great precision. The material such Matrices can be wood, plastic, or easily machinable low-heat metal expansion to maintain accuracy. The demolition pattern then becomes simple obtained by filling in the depressions in the die, the Disintegrants in powder form, in dough form or in liquid state (with solidifying ability) may exist. The pattern is then applied to the sheet metal. This simple, reproducible production of even very precise industrial products gives this The method according to the invention has a high degree of mobility the Choice of pattern.

Ein anderer sehr wesentlicher Vorteil des Verfahrens gemäß Erfindung ist, daß diese. die Herstellung von mit Muster versehenen Blechen in praktisch jeder Größe zuläßt, was bei den konventionellen Methoden nicht möglich ist, wo die Größe der Pressen die Dimensionen des Produktes begrenzt.Another very important advantage of the method according to the invention is that this. the manufacture of patterned sheet metal in virtually everyone Size allows what is not possible with conventional methods, where size the press limits the dimensions of the product.

Dies gilt nicht nur bezüglich der Breite und der Länge der Bleche sondern auch in gewisser Hinsicht bezüglich der Dicke, da die Preßkräfte des Sprengmittels bedeutend größer sind als die der konventionellen Pressen.This does not only apply to the width and length of the sheets but also to a certain extent with regard to the thickness, since the compressive forces of the explosive are significantly larger than those of conventional presses.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist der Fortfall von das Blech formenden Stahlmatrizen.Another important advantage is the elimination of the sheet metal forming Steel dies.

Das Verfahren gemäß Erfindung kann überall dort angewendet werden, wo Blech verformt werden soll. Das Verfahren eignet sich nicht nur für die künstlerische Ausschr,ückung von Aussenseiten und Innenräumen in der Architektur, sondern auch für das Tiefziehen von Industrieerzeugnissen in sehr großen Mengen. Es kann ferner beispielsweise zur Herstellung von Gießformen, für Plastik und dergl. angewandt werden.The method according to the invention can be used anywhere where sheet metal is to be deformed. The process is not only suitable for the artistic Exclusion of exterior and interior spaces in architecture, but also for deep drawing of industrial products in very large quantities. It can also for example for the production of casting molds, for plastics and the like. Applied will.

PatentansprücheClaims

Claims

Claims 1. Method for explosive forming of metal workpieces, especially of sheet metal, with an explosive on one side of the workpiece Brought to an explosion and the workpiece bulges out and, if necessary, perforated, but is preferably only bulged9 characterized in that the workpiece with the side to be convexly deformed essentially lying close to one another Applied to their side facing away from the workpiece supported resilient base is, and that the type and degree of deformation of the workpiece by the # order and amount of explosives on the other side of the workpiece can be determined.

2. The method according to claim 1, characterized in that a plastic Explosives being used.

3. The method according to claim 1 or 2, for repeated similar Processing of several workpieces, characterized in that the explosives by means of a mold is formed and applied.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that that the resilient base is solidified in desired places or deposits high rer strength.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that that a plastic, resilient pad is used.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that that the resilient pad is supported by a solid bed.

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