فرآيند شكل دهي غلتكي به عنوان يك روش توليدي براي توليد لوله‌هاي مدور، است. در اين فرآيند ورق، با عبور از بين چندين غلتك در مراحل متوالي به شكل لوله در مي آيد. هر جفت غلتك روي يك ايستگاه شكل‌دهي نصب مي‌شود. براي تنظيم كردن غلتكهاي شكل دهي زمان نسبتاً طولاني صرف مي شود كه اين كار به مهارت و تجربه كاربر دستگاه بستگي دارد. علاوه بر اين، متناسب كردن سرعت حركت غلتك‌ها با حركت طولي ورق عبوري از آنها، از مشكلات ديگر استفاده از غلتك هاي متوالي در فرآيند رول‌فرمينگ ورق مي باشد. در صورت متناسب نبودن سرعت غلتك و ورق يا تنظيم نبودن آن‌ها معمولاً عيوبي نظير لبه موج يا تغيير شكل‌هاي نادرست و اعوجاج در لوله به وجود مي‌آيد. هدف از اختراع حاضر، حذف يك يا چند غلتك و جايگزيني با قيف مخروطي است كه موجب كاهش تنظيمات مشكل و وقتگير غلتك ها و همچنين رفع عيوب فوق الذكر مي گردد. علاوه بر اين، با توجه به هزينه پايين تر ساخت قيف مخروطي، جايگزيني غلتك با آن باعث كاهش هزينه هاي توليد مي گردد. اساس راه حل ارائه شده بر اين اصل استوار است كه وسيله ابداع شده مقاطع شكل‌دهي را با ايجاد مقاطع پيوسته به يكديگر نزديك و در نهايت شكل‌نهايي را ايجاد مي‌نمايد و به اين ترتيب كليه عيوب مطرح شده در بالا و هزينه‌‌هاي اوليه و ساير هزينه‌هاي مربوط به اين عيوب با استفاده از اين وسيله حذف مي‌گردد.

در طرح حاضر با استفاده از اعمال كشش محوري به لايه داخلي خم و استفاده از نيروي اتساعي ، قبل و حين خمكاري ، برگشت فنري و چروكيدگي به ميزان قابل قبول و چشمگيري (تقريبا حذف عيب) كاهش يافته است . فرايند خمكاري چرخشي كششي لوله يكي از پركاربردترين فرايند هاي خمكاري لوله است ، همانگونه كه از عنوان فرايند مشخص است اين فرايند به طور كلي به چگونگي خم كردن لوله مي پردازد ؛ در اين فرايند براي لوله هاي جدارنازك با استحكام بالا علاوه بر بالا بودن ميزان برگشت فنري ، پديده چروكيدگي در لايه داخلي خم اتفاق مي افتد. به طور كلي عيوب معمول ايجاد شده در فرايند خمكاري لوله ها الف ) وقوع پارگي در سطح بيروني خم لوله ب) ايجاد چروكيدگي در لايه داخلي خم لوله ج) تغيير شكل سطح مقطع لوله در محل هاي خم د) برگشت فنري در لوله هاي خم شده پس از خمكاري آن مي باشد . رفع عيوب فوق در محوريت پژوهش هاي محققان قرار گرفته است و به مرور زمان با طرح هاي ارائه شده عيوب ياد شده تا حدودي مرتفع شده اند. با وجود انجام تحقيق هاي فراوان در زمينه تحليل رياضي ، عددي ، شبيه سازي ، المان محدود و پيش بيني برگشت فنري در انجام عمليات خمكاري لوله هاي جدارنازك ، روش و يا ايده اي جهت حذف اين عيب ارائه نشده است . در طرح حاضر با استفاده از اعمال كشش محوري به لايه داخلي خم و استفاده از اتساع ، قبل و حين خمكاري ، برگشت فنري و چروكيدگي به ميزان قابل قبول و چشمگيري (تقريبا حذف عيب) كاهش يافته است . در اين طرح از اعمال تنش محوري اتساعي به لايه داخلي خم قبل و حين انجام خمكاري استفاده شده است . بايد از اعمال اين تنش به لايه خارجي خم خودداري كرد زيرا موجب پارگي در لايه خارجي خم خواهد شد. دستگاه حاضر نسبت به دستگاه هاي موجود ، داراي دو گيره مضاعف مي باشد ، اين گيره ها وظيفه مقيد نمودن دو سر لوله را دارد ، محدوده حركت اين گيره به وسيله ريل و فنر به گونه اي تعيين مي شود كه ميزان كشش الاستيك (40% استحكام تسليم ماده لوله) را به لايه داخلي خم لوله اعمال نمايد. اين كشش عامل حذف برگشت فنري و چروكيدگي است. در طرح حاضر با انجام تغييرات اساسي بر روي دستگاه كششي چرخشي و تبديل آن به دستگاه كششي استرچي برگشت فنري و چروكيدگي به وسيله اعمال كشش (اتساع) محوري اوليه به لوله به ميزان قابل قبول و چشمگيري (تقريبا حذف عيب) كاهش يافته است ، در اين طرح از اعمال تنش محوري به لايه داخلي خم قبل و حين انجام خمكاري استفاده شده است . بايد از اعمال اين تنش به لايه خارجي خم خودداري كرد زيرا موجب پارگي در لايه خارجي خم خواهد شد.

اجزاء سيستم طراحي شده: 1- سه نظام دستگاه تراش، 2- قالب نگهدارنده، 3- قطعه كار، 4- نازل، 5- سوپورت دستگاه تراش، 6- پمپ پيستوني، 7- شيلنگ قالب نگهدارنده از دو قسمت تشكيل شده است، قالب نگهدارنده بالايي و قالب نگهدارنده پاييني. قطر داخلي قالب 120 ميلي متر و قطر خارجي آن 200 ميلي متر مي باشد. ورق بين اين دو قسمت توسط پيچ و مهره هاي ثابت شده و در سه نظام دستگاه محكم مي شود. ابعاد قالب نگهدارنده به همراه نحوه قرار گيري قطعه كار در قالب نگهدارنده در شكل زير قابل مشاهده است. در فرآيند شكل‌دهي چرخشي با جت آب، واحد توليد فشار كه خود از دو جزء اصلي پمپ و مخزن آب تشكيل شده آب را با فشاري بالا (بستگي به نوع عمليات شكل دهي) به داخل نازل هدايت نموده و نازل با كاهش فشار آب و افزايش سرعت آب باعث ايجاد شرايط لازم براي شكل دهي مي شود. قطر دهانه خروجي نازل و دبي آب بسته به نوع عمليات بين 1 الي 2 ميليمتر و 15 الي 50 ليتر در دقيقه متغير مي‌باشد همچنين نازل در قسمت سوپورت دستگاه ثابت مي شود. براي انجام آزمايش، شيرتنظيم فشار را بر روي فشار مناسب براي شكل دهي تنظيم نموده و شير تنظيم دبي را كاملا باز نگه داشته مي شود. فاصله خروجي نازل تا سطح قطعه كار را در اندازه ي مشخصي از سطح ورق ( اين فاصله در شكل دهي ثاثير دارد) در نظر گرفته و نازل در موقعيت مناسبي از مركز ورق (فاصله از مركز ورق قطر مخروط را تعيين مي كند ) قرار داده مي شود. هم زمان با روشن كردن پمپ، قطعه كار با سرعت زاويه اي از پيش تنظيم شده (با سرعت هاي بالا قادر به انجام مي باشد ) شروع به چرخش مي كند، به ازاي هر دور چرخش ورق توسط سه نظام، سوپورت دستگاه تراش به مقدار مشخصي در راستاي عمود بر مسير جت آب به قطعه كار حركت داده مي شود. اين عمليات تا رسيدن به مركز ورق ادامه پيدا مي كند. از آنجايي كه سه نظام دستگاه حركت چرخشي و سوپورت حركت انتقالي را انجام مي دهد اين فرآيند با سرعت بالا قابل انجام مي باشد. ). با اين روش قطعاتي با اشكال مخروط، نيم كره، لوله، استوانه يا تركيبي از اينها كه تو خالي هم مي باشند در تنوعي گسترده از جهت اندازه و اشكال ساخته مي شوند. اگر چه ساخت قطعاتي با اشكال بيضوي هم با اين فرآيند امكان پذير است ولي به آساني شكل دهي قطعات استوانه اي نيست. استفاده از دستكاه تراش علاوه بر اينكه هزينه تجهيزات را كاهش مي دهد، سرعت شكل دهي را افزايش و صافي سطح را بهبود مي دهد.

اين سيستم جهت اعمال فشار نوساني هوا به منظور بهينه‌سازي فرآيند شكل‌دهي داغ لوله به وسيله گاز يا هواي فشرده براي شكل‌دهي لوله‌ها با اندازه‌ها و جنس‌هاي مختلف مورد استفاده قرار مي‌گيرد. امروزه آلياژهاي آلومينيوم-منيزيم با توجه به ويژگي‌هايي نظير وزن سبك و در عين حال استحكام بالا از جايگاه ويژه‌اي در صنايع برخوردارند. اين آلياژها در دماي محيط شكل‌پذيري پاييني دارند كه به منظور رفع اين محدوديت بايستي دماي شكل‌دهي آن‌ها افزايش يابد و از روش‌هايي نظير شكل‌دهي داغ لوله‌ها استفاده گردد. دستگاه‌ها و روش‌هاي موجود براي شكل‌دهي داغ لوله‌ها به وسيله گاز و يا هوا از فشار اعمالي به صورت ثابت و يكنواخت استفاده مي‌نمايند. مشكل اصلي در اين فرآيند با توجه به ماهيت داغ شكل‌دهي گازي، استفاده از فشار ثابت است كه باعث كاهش سريع ضخامت در قطعه نهايي مي‌گردد كه اين امر منجر به پارگي و نازك شدگي لوله مي‌شود. در اين اختراع، فشار نوساني هوا جايگزين فشار ثابت گرديده و اعمال فشار نوساني هوا از طريق سيستم الكتروپنوماتيكي طراحي شده ممكن گرديده است، نوسانات فشار باعث بهبود و جبران قابل توجه كاهش ضخامت در قطعه نهايي مي‌گردد و از عيوبي نظير نازك شدگي و پارگي لوله جلوگيري مي‌شود.

فرآيند شكل دهي داغ لوله با گاز، مي‌تواند در صنايع اتومبيل سازي و هوافضا مورد استفاده قرار گيرد. بهبود خواص نهايي در توليد قطعه، افزايش سرعت توليد محصول نهايي، قابليت شكل دهي مواد با چقرمگي پايين، كاهش فشار و نيروي مورد نياز از مزاياي اين فرآيند مي‌باشد. همچنين هزينه ابزار آلات و تجهيزات مورد نياز براي ساخت قطعه در فرآيند شكل دهي داغ لوله با گاز در مقايسه با روش‌هاي قبلي شكل دهي با سيال نظير هيدروفرمينگ گرم مطلوب‌تر مي‌باشد. در اين اختراع دستگاهي براي شكل‌دهي داغ گازي به وسيله دستگاه تراش و شعله طراحي شده است.

دستگاه تردميل مكانيكي نردباني براي آمادگي جسماني و تناسب اندام افراد به كار مي‌رود. اين دستگاه با توجه به مكانيزم طراحي شده و استفاده از دمپرهاي هيدروليكي و پنوماتيكي (بادي) موجب حذف موتور الكتريكي و ساير سيستم‌هاي كنترلي دستگاه‌هاي تردميل مشابه و معمولي مي‌گردند و هزينه‌هاي اين گونه سيستم‌ها را به صورت چشمگيري كاهش مي‌دهد. همچنين اين دستگاه اندام‌هاي مهم بدن نظير پاها و دست‌ها را به صورت همزمان درگير نموده و با حركت فرد بر روي سطحي شيبدار و نردباني باعث ايجاد تحرك بيشتر مي‌شود. اين دستگاه ضمن كاهش هزينه‌هاي ناشي از موتور الكتريكي، مدارهاي كنترلي، برنامه‌نويسي مربوطه و ساير هزينه‌هاي جانبي در اين زمينه، با توجه به نوع مكانيزم طراحي شده باعث تناسب اندام‌هاي مختلف نظير دست‌ها، پاها، كشاله ران و ستون فقرات فرد شده و باعث افزايش گردش خون افراد و چربيسوزي قابل ملاحظه در افراد استفاده كننده از دستگاه مي‌شود.

امروزه صنايع مختلف در راستاي افزايش دقت و كاربرد فرآيندهاي توليدي فرآيند نوين شكل‌دهي فلزات را جايگزين روش‌هاي سنتي نموده و همچنين بهينه‌سازي فرآيندهاي نوين را به منظور دستيابي به اهدافي چون توليد قطعاتي با وزن سبك و پر استحكام، كاهش هزينه، توليد قطعات با كيفيت سطح و دقت ابعادي بالا و همچنين اشكال هندسي پيچيده مورد توجه قرار داده‌اند. شكل‌دهي برخي از قطعات صنعتي و كاربردي بدليل شكل هندسي پيچيده محصول، لزوم استفاده از قالب و پايين بودن كيفيت توليدي با روش‌هايي نظير شكل‌دهي كشش عميق هيدرومكانيكي و شكل‌دهي افزايشي ورق با محدوديت مواجه است. در اين اختراع با به كارگيري قالب و استفاده از قالب‌هاي توليد شده به روش چاپ سه بعدي در فرآيند شكل‌دهي سريع افزايشي ورق و از طرفي با حركت دادن نازل آب با استفاده از سيستم كنترلي مخصوص توليد قطعات با اشكال هندسي پيچيده، داراي منحني‌هاي سهموي و اشكال هندسي متقارن و نامتقارن امكان‌پذير شده است و همچنين از عيوبي نظير نازك‌شدگي، چروگيدگي و پارگي قطعات جلوگيري شده است.

‏ يكي از فرايندهاي شكل دهي ورقها فرايند شكل دهي كششي يا شكل دهي اتساعي مي باشد . در اين فرايند ورق ‏توسط كششي كه توسط سنبه و قالب به ان داده مي شود فرم خاصي به خود مي گيرد. براي كنترل ورق در فك هاي ‏ورق گير در هنگام فرم دهي ان از نيروي زيادي استفاده مي شود كه معمولا از نيروي اصطحكاك كمك كرفته مي شود. ‏اختراع حاضر نوع جديدي از گيره خمكاري و شكل دهي كششي را ارائه مي نمايد كه بودن نيازبه فك دندانه اي و گاز ‏گرفتن ورق ، ورق را محكم و بدون هيچ لغزشي نگاه مي دارد. جهت بررسي صحت عملكرد مكانيزم مذكور، مدل تجربي ‏ان ساخته شده و با موفقيت مرحله نمونه سازي و آزمايش را طي كرد. ملاحظه شد گيره طراحي شده بدون نياز به نيروهاي هيدروليك براي نگهداري ورق، ورق را كاملا بدون لغزش در جاي خود نگاه مي دارد در حالي كه در گيره هاي ‏موجود قبلي براي ورقها با ضخامت كم اين كار حتي با نيروههاي هيدروليك بالا غير ممكن و براي ورقها با ضخامت بالا ‏به نيروههاي هيدروليكي بسيار بالايي براي له كردن ورق ,,, گيره ها نياز است. اين نوع ورقگير توانايي مفقد نمودن ورق را تا حد كششي تنش معادل تسليم ورق دارند و به خوبي جهت كاربردهاي مختلفي از قبيل قالب سازي و ماشين سازي و ساخت ربات ها قابل استفاده مي باشد.