Precyzyjna i sprawna obróbka jest kluczowa w procesie produkcji przemysłowej. Dlatego nieustannie poszukuje się nowych rozwiązań, których celem jest zarówno poprawa jakości obróbki metalu, jak i optymalizacja czasu przygotowania komponentów. Jednym z podstawowych rodzajów obróbki, niezbędnym przy wytwarzaniu wielu elementów metalowych jest gięcie. Zwykle proces gięcia stosowany jest w przypadku kształtowania blach i wykonywania z nich określonych komponentów.
Do gięcia blach mogą być wykorzystywane różnego rodzaju narzędzia i technologie. Ważne, żeby obróbka była wykonana precyzyjnie, co minimalizuje konieczność wprowadzania poprawek i dalszej obróbki. Bardzo istotna jest także optymalizacja kosztów produkcji – umożliwiają ją metody obróbki wykorzystujące automatyzację. Dzięki temu można jeszcze wydajniej zaplanować zużycie materiału, a także skrócić czas procesu obróbki. W tym artykule przeanalizujemy, która z dostępnych metod gięcia blachy jest najskuteczniejsza i najlepiej sprawdzi się w przemyśle.
Na czym polega gięcie blach?
Proces gięcia blach to technika kształtowania płaskich arkuszy metalu, której celem jest nadanie im określonego kształtu, zwykle w formie zagięć, krawędzi lub innych krzywizn. Jest to ważny proces w przemyśle metalowym, wykorzystywany w produkcji różnych wyrobów, od elementów konstrukcyjnych, profili stalowych, komponentów, po elementy dekoracyjne. Przy pomocy gięcia blachy wykonuje się elementy metalowe dla różnych branż i sektorów przemysłu.
Proces gięcia blach zwykle odbywa się na prasach krawędziowych, które wykorzystują siłę mechaniczną lub hydrauliczną do zginania metalu. Arkusz blachy jest umieszczany na specjalnym stożku lub oprawie, a następnie dociskany przez górną część prasy, która wykonuje ruch w dół. W ten sposób blacha jest formowana w wybrany kształt, a odpowiednia matryca lub narzędzie kontroluje kształt i głębokość zgięcia. Gięcie blachy powinno dawać stały efekt zmiany kształtu materiału, ale w procesie tym nie powinno dojść do naruszenia spójności materiału.
Jakie są etapy gięcia blachy?
Obróbka blachy metalowej za pomocą gięcia dzieli się na kilka etapów, różniących się od siebie pod względem intensywności docisku i uzyskanego efektu. Prawidłowe wykonanie każdej części procesu gięcia zapewnia uzyskanie oczekiwanej formy. Do faz gięcia zaliczamy:
- gięcie sprężyste
- gięcie plastyczne
- dotłaczanie
Najdelikatniejszym w swoim działaniu rodzajem gięcia blachy jest gięcie sprężyste. W tym przypadku siła docisku jest mniejsza niż granica sprężystości danego materiału. Dlatego w chwili, gdy siła zewnętrzna przestaje działać na blachę, wraca ona do swojego pierwotnego kształtu. Gięcie sprężyste stosuje się zwykle w przypadku delikatnych materiałów lub jako etap wstępny gięcia. W celu uzyskania trwałego odkształcenia stosuje się gięcie plastyczne. Dzięki doborowi odpowiedniej siły docisku również po jego zwolnieniu materiał pozostaje w odkształconej formie. Dla nadania określonego kształtu materiałom silnie odpornym na obróbkę mechaniczną stosuje się dotłaczanie. W ramach tej metody gięcia blacha poddawana jest bardzo dużym siłom docisku. Dodatkowo materiał blachy może być wcześniej podgrzewany, aby ułatwić proces gięcia, szczególnie w przypadku grubych lub trudnych do gięcia materiałów.
Ryzyka związane z gięciem metali i błędy, jakich należy unikać
Gięcie blachy wymaga precyzji i umiejętności, aby uzyskać pożądany kształt bez uszkodzenia materiału. Wybór odpowiedniego narzędzia, odpowiednie ustawienie maszyny oraz odpowiednie parametry procesu (takie jak siła docisku i kąt gięcia) są kluczowe dla uzyskania pożądanego efektu. W przeciwnym razie może dojść do sytuacji, gdy nie tylko nie wykonamy odpowiedniego zgięcia materiału, ale po prostu go uszkodzimy, co w konsekwencji oznacza straty materiałowe i wzrost kosztów produkcji. W tym celu stosuje się niezbędne obliczenia, umożliwiające dostosowanie siły, jaką działamy do właściwości obrabianej blachy.
Blacha aluminiowa i stalowa będą miały różne parametry granicy sprężystości. Ich obróbka będzie wymagać doboru innych metod i użycia innej siły. Do doboru odpowiedniego sposobu kształtowania danej blachy wykorzystuje się specjalne tabele, w których określona jest dopuszczalna siła nacisku w N/mm2. Często stosuje się także analizę wykresu krzywej obciążenia, w których znajdują się dane zebrane na podstawie prób rozciągania, co daje wiele informacji na temat plastyczności danego materiału.
Metody gięcia blach metalowych – jakich maszyn używa się najczęściej?
W zależności od efektu, jaki chcemy uzyskać, rodzaju blachy, a także ilości elementów do gięcia blachy stosuje się różne narzędzia. Do pojedynczych prac i niewielkich elementów często używa się giętarki ręcznej. Jej zaletą jest niski koszt początkowy i tania eksploatacja. Do minusów zaliczyć możemy niską wydajność i powtarzalność. Giętarki ręczne nie sprawdzą się w przypadku produkcji seryjnej – to rozwiązanie wybierane jest zwykle w niewielkich warsztatach.
W nowoczesnym przemyśle do gięcia blach wykorzystuje się najczęściej prasy krawędziowe CNC. Urządzenia te wykorzystują precyzyjne systemy pomiarowe i sterowane są komputerowo. Współpraca ze specjalistycznym oprogramowaniem umożliwia wykonanie dowolnej ilości elementów o tych samych parametrach, co sprawdza się w przypadku produkcji seryjnej. Zaletą gięcia blach CNC jest nie tylko powtarzalność, ale również precyzja. Można dokładnie zaprojektować kąt zgięcia i wszystkie niezbędne parametry.
Proces gięcia blach ma szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach przemysłu, od produkcji elementów samochodowych i maszynowych po produkcję elementów architektonicznych i dekoracyjnych. Dzięki możliwości kształtowania blachy w różnorodne formy, ten proces umożliwia tworzenie złożonych i precyzyjnych konstrukcji metalowych.