Co to jest formowanie elektromagnetyczne?

Formowanie elektromagnetyczne to proces, w którym wysokie poziomy energii elektrycznej wytwarzają przeciwstawne pole magnetyczne w metalowym przedmiocie, które jest następnie formowane do kształtu silniejszego pola magnetycznego w generatorze cewki roboczej. Najczęściej stosuje się go do formowania metali o wysokiej przewodności, takich jak miedź i aluminium, ale może być również stosowany do formowania części stalowych lub łączenia materiałów przewodzących i nieprzewodzących, takich jak miedź i ceramika. Ponieważ proces ten ma tak wysokie zapotrzebowanie na energię i podlega efektom bezwładności, które wymagają precyzyjnej kontroli, zwykle stosuje się go tylko do obkurczania lub rozszerzania rur metalowych. Formowanie z dużą prędkością przy użyciu pól magnetycznych ma również zastosowanie w badaniach nad formowaniem blach oraz kompozytów metalowo-ceramicznych stosowanych w nadprzewodnikach i innych komponentach.

Proces formowania elektromagnetycznego lub formowania EM istnieje od wczesnych badań nad nim prowadzonych przez Piotra Kapitzę, rosyjskiego fizyka, który w 1978 roku otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki. Zaczął badania nad procesem, znanym również jako formowanie magnetyczne, w 1924 roku za pomocą akumulatorów kwasowo-ołowiowych do generowania pola magnetycznego o sile do 500,000 0.3 Gaussów przez trzy milisekundy. Gauss jest miarą siły pola magnetycznego, a dla porównania ziemskie pole magnetyczne waha się od 0.6 do 300,000 Gaussa. Badania Piotra nad wytwarzaniem pól magnetycznych o sile przekraczającej XNUMX XNUMX gausów doprowadziły do ​​gwałtownych eksplozji, a późniejsze próby formowania elektromagnetycznego przestawiły się na szybkie rozładowanie baterii kondensatorów wysokiego napięcia.

Pod koniec lat pięćdziesiątych na proces formowania elektromagnetycznego wprowadzono patenty przemysłowe, a na początku lat sześćdziesiątych kształtowano za jego pomocą części rurowe. Przemysł lotniczy dostrzegł zastosowanie tej metody, ponieważ może ona tworzyć niezwykle jednolite rury. Wszystkie główne komercyjne korporacje produkcyjne w branży lotniczej i kosmicznej na całym świecie miały już w latach 1950. swój własny sprzęt do formowania magnetycznego i udoskonalały ten proces do lat 1960. XX wieku.

Rozwój technologii formowania elektromagnetycznego pozostał w dużej mierze tajny, ponieważ ma zastosowanie w badaniach nad syntezą termojądrową. Praktyczny reaktor termojądrowy nie wytwarzałby odpadów nuklearnych, nie miałby szans na stopienie i mógłby działać na paliwie deuterowym wydobywanym z wody morskiej, więc wiele krajów konkuruje o to, by jako pierwsze udoskonalić ten proces. Jednym z najbardziej podstawowych problemów związanych z badaniami nad syntezą jądrową jest to, jak powstrzymać reakcję syntezy jądrowej, a pola magnetyczne badane w formowaniu elektromagnetycznym mogą być rozwiązaniem tego problemu.