Τι είναι ο ηλεκτρομαγνητικός σχηματισμός;

Η ηλεκτρομαγνητική διαμόρφωση είναι μια διαδικασία όπου υψηλά επίπεδα ηλεκτρικής ενέργειας δημιουργούν ένα αντίθετο μαγνητικό πεδίο σε ένα μεταλλικό αντικείμενο που στη συνέχεια διαμορφώνεται στο σχήμα του ισχυρότερου μαγνητικού πεδίου στη γεννήτρια πηνίου εργασίας. Χρησιμοποιείται συχνότερα για το σχηματισμό μετάλλων υψηλής αγωγιμότητας όπως ο χαλκός και το αλουμίνιο, αλλά μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για το σχηματισμό εξαρτημάτων από χάλυβα ή για τη συνένωση αγώγιμων και μη αγώγιμων υλικών, όπως ο χαλκός και το κεραμικό. Εφόσον η διεργασία έχει τόσο υψηλές ενεργειακές απαιτήσεις και υπόκειται σε φαινόμενα αδράνειας που απαιτούν ακριβή έλεγχο, γενικά χρησιμοποιείται μόνο για τη συρρίκνωση ή την επέκταση μεταλλικών σωλήνων. Ο σχηματισμός υψηλής ταχύτητας με χρήση μαγνητικών πεδίων έχει επίσης εφαρμογές στην έρευνα για τη διαμόρφωση λαμαρίνας και σύνθετων μεταλλικών κεραμικών που χρησιμοποιούνται σε υπεραγωγούς και άλλα εξαρτήματα.

Η διαδικασία του ηλεκτρομαγνητικού σχηματισμού, ή του σχηματισμού EM, υπήρχε από τότε που η πρώιμη έρευνα διεξήχθη από τον Pyotr Kapitza, έναν Ρώσο φυσικό που κέρδισε το βραβείο Νόμπελ φυσικής το 1978. Άρχισε να ερευνά τη διαδικασία, επίσης γνωστή ως magneforming, το 1924 χρησιμοποιώντας μπαταρίες μολύβδου οξέος για τη δημιουργία μαγνητικού πεδίου ισχύος έως 500,000 Gauss για τρία χιλιοστά του δευτερολέπτου διάρκειας. Το Gauss είναι ένα μέτρο της ισχύος ενός μαγνητικού πεδίου και, συγκριτικά, το μαγνητικό πεδίο της Γης κυμαίνεται από 0.3 έως 0.6 Gauss. Η έρευνα του Pyotr για την παραγωγή μαγνητικών πεδίων ισχύος άνω των 300,000 Gauss οδήγησε σε βίαιες εκρήξεις και αργότερα οι προσπάθειες ηλεκτρομαγνητικής διαμόρφωσης μεταπήδησαν στην ταχεία εκφόρτιση συστοιχιών πυκνωτών υψηλής τάσης.

Στα τέλη της δεκαετίας του 1950, η ηλεκτρομαγνητική μορφοποίηση είχε βιομηχανικές πατέντες τοποθετημένες στη διαδικασία και σωληνωτά μέρη διαμορφώνονταν από αυτήν στις αρχές της δεκαετίας του 1960. Η αεροδιαστημική βιομηχανία είδε μια χρήση της μεθόδου, καθώς μπορεί να σχηματίσει σωλήνες που είναι εξαιρετικά ομοιόμορφοι. Όλες οι μεγάλες εμπορικές εταιρείες κατασκευής αεροδιαστημικής σε όλο τον κόσμο είχαν τον δικό τους εξοπλισμό μεγεθυντικής διαμόρφωσης μέχρι τη δεκαετία του 1970 και βελτίωναν τη διαδικασία μέχρι τη δεκαετία του 1980.

Η ανάπτυξη της τεχνολογίας ηλεκτρομαγνητικής διαμόρφωσης παρέμεινε σε μεγάλο βαθμό μυστική, καθώς έχει εφαρμογές στην έρευνα για τη θερμοπυρηνική σύντηξη. Ένας πρακτικός αντιδραστήρας σύντηξης δεν θα παρήγαγε πυρηνικά απόβλητα, δεν θα είχε καμία πιθανότητα να λιώσει και θα μπορούσε να λειτουργήσει με καύσιμο δευτερίου που εξάγεται από το θαλασσινό νερό, έτσι πολλά έθνη ανταγωνίζονται για να είναι τα πρώτα που θα τελειοποιήσουν τη διαδικασία. Ένα από τα πιο θεμελιώδη προβλήματα με την έρευνα σύντηξης είναι ο τρόπος περιορισμού της αντίδρασης σύντηξης και τα μαγνητικά πεδία που ερευνώνται στον ηλεκτρομαγνητικό σχηματισμό μπορεί να είναι η λύση στο πρόβλημα.