Što je elektromagnetno oblikovanje?

Elektromagnetno oblikovanje je proces u kojem visoke razine električne energije stvaraju suprotno magnetsko polje u metalnom objektu koje se zatim formira u obliku jačeg magnetskog polja u generatoru radne zavojnice. Najčešće se koristi za formiranje visoko vodljivih metala kao što su bakar i aluminij, ali se također može koristiti za oblikovanje čeličnih dijelova ili za spajanje vodljivih i nevodljivih materijala, kao što su bakar i keramika. Budući da proces ima tako velike zahtjeve za energijom i podložan je učincima inercije koji zahtijevaju preciznu kontrolu, općenito se koristi samo za skupljanje ili širenje metalnih cijevi. Formiranje velikom brzinom pomoću magnetskih polja također ima primjenu u istraživanju oblikovanja lima i metal-keramičkih kompozita koji se koriste u supravodičima i drugim komponentama.

Proces elektromagnetskog oblikovanja, ili EM oblikovanja, postoji otkako ga je rana istraživanja proveo Pyotr Kapitza, ruski fizičar koji je dobio Nobelovu nagradu za fiziku 1978. Počeo je istraživati ​​proces, također poznat kao magneformiranje, 1924. korištenjem olovnih baterija za stvaranje magnetskog polja jačine do 500,000 Gausa u trajanju od tri milisekundi. Gauss je mjera jačine magnetskog polja, a za usporedbu, Zemljino magnetsko polje kreće se od 0.3 do 0.6 Gausa. Pyotrovo istraživanje stvaranja magnetskih polja jačine preko 300,000 Gausa rezultiralo je silovitim eksplozijama, a kasniji pokušaji elektromagnetskog oblikovanja prešli su na brzo pražnjenje visokonaponskih kondenzatorskih baterija.

Do kasnih 1950-ih, elektromagnetsko oblikovanje je imalo industrijske patente postavljene na proces, a cijevni dijelovi su se njime oblikovali početkom 1960-ih. Zrakoplovna industrija našla je primjenu za ovu metodu, jer može oblikovati cijevi koje su iznimno ujednačene. Sve glavne komercijalne korporacije za proizvodnju zrakoplovnog svemira diljem svijeta imale su vlastitu opremu za magnetiziranje do 1970-ih i usavršavale su proces u 1980-ima.

Razvoj tehnologije elektromagnetskog oblikovanja ostao je uglavnom tajna, jer ima primjenu u istraživanju termonuklearne fuzije. Praktični fuzijski reaktor ne bi proizvodio nuklearni otpad, nema šanse da se otopi i mogao bi raditi na deuterijskom gorivu izvađenom iz morske vode, pa se mnoge nacije natječu tko će prvi usavršiti proces. Jedan od najosnovnijih problema s istraživanjem fuzije je kako zadržati reakciju fuzije, a magnetska polja koja se istražuju u elektromagnetskom oblikovanju mogu biti rješenje problema.