Жидкостная матрица — это прецизионный инструмент, который использует давление жидкости или гидравлическое давление для формирования металла. Процесс с использованием гидравлического давления и жидкостной головки называется гидроформингом. Этот процесс позволяет придавать металлу сложные формы, которые одновременно являются прочными и легкими. Металлические компоненты, изготовленные с помощью жидкостной штамповки и гидравлического давления, часто используются в производстве автомобилей, велосипедов и других изделий, требующих сложных структурных компонентов.
При формовке металлов штамп настраивается для конечного изготавливаемого продукта. Некоторые из них могут иметь вставки или дополнения, которые можно использовать для создания вариаций основного конечного продукта. Штампы могут изготавливаться различных размеров: от небольших, используемых в ювелирном деле, до штампов размером с автомобиль, используемых для создания рамы автомобиля. Матрица обычно удерживается в башмаке для повышения точности производственного процесса. Сборка штампов и башмаков называется набором штампов.
Простые штампы использовались при обработке металлов давлением на протяжении тысячелетий. На самых ранних этапах обработки металла листы мягкого металла забивали в каменные или деревянные формы, что позволяло мастеру создавать несколько почти идентичных деталей точных размеров и форм. Эти грубые простые штампы в конечном итоге были заменены металлическими штампами, которые были более прочными и долговечными. В середине 1800-х годов производители начали использовать парные штампы, также называемые штыревыми и женскими конформными штампами, для более точной формы металла. В этом процессе два штампа прижимаются друг к другу вокруг листового металла, также называемого заготовкой, под давлением.
Парные соответствующие штампы могут образовывать только ограниченные формы, потому что штампы должны иметь возможность подгонки друг к другу и разделения. Хотя парные штампы могут образовывать сложные детализированные формы, такие как лицевые стороны монет, их нельзя использовать для формирования сложных труб или других замкнутых форм без нескольких этапов и сложных штампов. Вот почему производители разработали метод использования жидкостной головки для гидроформинга.
В процессе гидроформинга металлическая заготовка запечатывается между несколькими жидкостными фильерами. Заготовка находится под внутренним давлением жидкости, расширяя заготовку по контурам, образованным штампами. Заготовка герметична, поэтому жидкость выдавливает заготовку, что также называется выпячиванием, и формирует ее, чтобы она соответствовала штампам. Жидкостную головку можно использовать для создания простой формы, такой как Т-образная соединительная труба, из одной трубы, или ее можно использовать для формирования сложных форм, необходимых для цельной автомобильной рамы.
