Технологични новости при техническите пружини

Благодарение на индустриалната революция, пружините влизат в масово производство в началото на 19 в., а възможностите на тогавашната промишленост позволяват бърз и иновативен напредък в областта. Технологичните подобрения в производството на стомана намаляват себестойността на изходния материал и правят все по-масово използването на пружини в различни технически приложения.

Иновациите в CAD/CAM технологиите
в наши дни позволяват проектирането и изработването на изключително богата гама от пружини с различни свойства и приложна област, включително и изделия със специален дизайн, предназначени за различни комплексни и нестандартни машини и механични системи. Пазарът на технически пружини постоянно се разраства с оптимизирането на процесите по производството им, които стават все по-високотехнологични, автоматизирани, енергийно и ресурсно ефективни.

С развитието на възможностите на CAD софтуера
днес могат да бъдат проектирани както гигантски пружини, достатъчно големи и издръжливи, че да поддържат цели сгради по време на земетресение, така и миниатюрни пружини с размери само няколко микрона за иновативни медицински изделия и приложения. Благодарение на CAD софтуера се произвеждат огромно разнообразие от технически пружини с различни размери и конструктивна форма и изработени от широка гама високотехнологични материали с висока якост и еластичност.
Пружините намират приложение в различни индустриални сектори, като машиностроене, уредостроене, транспортна и ж. п. техника, военна индустрия и др., за производството на затягащи устройства, клапанни механизми, задвижващи системи, пружинни двигатели, часовникови механизми, ресори, демпфери, измервателни средства и т. н.

Автоматизираните производствени процеси
в областта на пружините се подчиняват на сложни математически модели, които са базирани на закона на Хук. Той се отнася за еластичността на пружини и гласи, че съотношението между силата на еластичност и отклонението (деформацията) на тялото от равновесното му положение е директно пропорционално. Познаването на това съотношение позволява изработването на специални пружини за нестандартни приложения, както и подобряване на механичните им свойства.

Фазата на проектиране
на технически пружини е значително опростена в сравнение с практиките от преди десетилетия. Сега не е необходимо изделията да се тестват чак след изработването им, компютърно-асистираният дизайн помага предварителното им изпитване и отстраняването на евентуални проблеми, както и внасянето на промени в дизайна преди фактическото производство на пружината. Благодарение на CAD софтуера различни променливи при проектирането на технически пружини могат да бъдат изчислявани автоматично – състав на изходния материал, диаметър на напречното сечение, като и необходима външна сила за постигане дадена степен на деформация.

Технологични иновации
като термичната обработка на някои черни метали и сплави с цел заякчаването им след навиване, позволяват технически пружини да се използват в много нови сектори на индустрията. Съвременни разработки в областта на технологичните стомани правят възможно производството на пружини с подобрена пластичност и устойчивост на водород и различни вредни фактори на средата. Подобренията при леярския чугун пък създават условия за изработването на изделия с ниска склонност към изкривяване и високоповторяем пространствен отговор.

Бъдещето на техническите пружини
Следващото поколение технологии в областта на техническите пружини най-вероятно ще включва 4D принтиране и двуизмерни материали, които вече са обект на разработки и могат да направят възможно производството на пружини, които се самоасемблират или се трансформират с времето.
С изобретяването на материали с дебелина само един или няколко атома, както и на 2D материали, се разработват и иновативни методи за производство на различни изделия от тях. Въпрос на време е много от тези технологии да навлязат широко в масовото производство на технически изделия, включително и пружини.

Революционният въглероден материал графен
например е стотици пъти по-здрав от повечето стомани и се отличава с голяма разтегливост до 480% при стабилен коефициент на еластичност при до 100 хил. разтягания. В допълнение, в условия на електростатичност, разтегливостта на графена е обратима. Разработките с графен в областта на техническите пружините все още са в сферата на научните приложения, но високотехнологичният материал обещава интересни иновации.