Vad är elektromagnetisk formning?

Elektromagnetisk formning är en process där höga nivåer av elektrisk energi genererar ett motsatt magnetfält i ett metallföremål som sedan formas till formen av det starkare magnetfältet i arbetsspolens generator. Det används oftast för att bilda starkt ledande metaller som koppar och aluminium, men kan också användas för att forma ståldelar eller för att sammanfoga ledande och icke-ledande material, såsom koppar och en keramik. Eftersom processen har så höga energikrav och är föremål för tröghetseffekter som kräver exakt kontroll, används den i allmänhet endast för att krympa eller expandera metallrör. Höghastighetsformning med hjälp av magnetfält har också tillämpningar inom forskning om att bilda plåt och metallkeramiska kompositer som används i supraledare och andra komponenter.

Processen för elektromagnetisk formning, eller EM-formning, har funnits sedan tidig forskning om den utfördes av Pyotr Kapitza, en rysk fysiker som vann Nobelpriset i fysik 1978. Han började forska i processen, även känd som magneforming, 1924 genom att använda blybatterier för att generera ett magnetfält på upp till 500,000 0.3 Gauss i styrka under tre millisekunders varaktighet. Gauss är ett mått på styrkan hos ett magnetiskt fält, och som jämförelse sträcker sig jordens magnetfält från 0.6 till 300,000 Gauss. Pyotrs forskning om att producera magnetiska fält över XNUMX XNUMX Gauss i styrka resulterade i våldsamma explosioner, och senare försök till elektromagnetisk formning övergick till snabb urladdning av högspänningskondensatorbanker.

I slutet av 1950-talet hade elektromagnetisk formning industriella patent placerats på processen och rörformiga delar formades av det i början av 1960-talet. Flygindustrin såg en användning för metoden, eftersom den kan bilda rör som är extremt enhetliga. Alla stora kommersiella flygtillverkningsföretag runt om i världen hade sin egen magnetformningsutrustning på 1970-talet och förfinade processen till 1980-talet.

Utvecklingen av elektromagnetisk formningsteknik har förblivit i stort sett hemlig, eftersom den har tillämpningar inom termonukleär fusionsforskning. En praktisk fusionsreaktor skulle inte producera något kärnavfall, inte ha någon chans att smälta ner och skulle kunna drivas på deuteriumbränsle utvunnet ur havsvatten, så många nationer tävlar om att vara de första att fullända processen. Ett av de mest grundläggande problemen med fusionsforskning är hur man kan hålla tillbaka fusionsreaktionen, och de magnetiska fält som forskas i elektromagnetisk formning kan vara lösningen på problemet.