Stal jest jednym z najtrwalszych materiałów, który jednocześnie doskonale nadaje się do różnego rodzaju obróbki. Należy zaznaczyć, że stal jest bardzo wytrzymała – charakteryzuje się doskonałą nośnością i wytrzymałością. Do tego, elementy wykonane ze stali są odporne na uszkodzenia mechaniczne, a także na negatywne działanie czynników zewnętrznych. Odpowiednio zabezpieczona stal doskonale sprawdzi się nawet w agresywnym środowisku, a nawet przy dużej wilgotności. Jedynym zagrożeniem jest korozja – jednak i na to istnieją odpowiednie preparaty, tworzące skuteczną ochronę. Ze względu na swoje właściwości stal jest jednym z częściej stosowanych materiałów w różnych gałęziach przemysłu, a także w budownictwie różnego typu. Naszym zadaniem jest odpowiednie przygotowanie stalowych elementów dla naszych klientów, do dalszego wykorzystania. W tym celu stosujemy różnego rodzaju metody obróbki metalu. O doborze odpowiedniej metody obróbki decydują specjaliści na podstawie otrzymanych od klienta wytycznych. Dzięki doświadczeniu i wiedzy możemy dobrać najlepszy sposób obróbki i użyć w tym celu adekwatnych maszyn z naszego parku maszynowego. Jednym z popularniejszych i częściej wykonywanych w naszym zakładzie produkcyjnym rodzajów obróbki jest gięcie stalowych blach. W dzisiejszym artykule przybliżymy, na czym polega gięcie blach. Przedstawimy także nowoczesne urządzenia z naszego parku maszynowego, które wykorzystujemy w codziennej pracy – ich możliwości i cechy, które sprawiają, że możemy wykonać usługę gięcia blachy jeszcze bardziej precyzyjnie. Przybliżymy również możliwości zastosowania gięcia blachy w różnych gałęziach przemysłu oraz innych dziedzinach.
Spis treści
Na czym polega gięcie blachy, jakie są rodzaje gięcia?
Wraz z rozwojem technologii dysponujemy coraz większymi możliwościami – zarówno w zakresie produkcji, jak i wykonywanych usług. Urządzenia, jakie nas otaczają i jakimi posługujemy się na co dzień są coraz bardziej zaawanasowane, ale co za tym idzie, także coraz bardziej skomplikowane. Z tego względu, konieczne jest opracowywanie i stosowanie bardziej skomplikowanych i bardziej precyzyjnych narzędzi, które pozwolą uzyskać odpowiedni efekt. Taki rozwój możemy zaobserwować także w dziedzinie obróbki metalu, którą zajmujemy się na co dzień. Bardzo często konieczne jest uzyskanie z blachy stalowej elementu o konkretnym kształcie. W tym celu stosuje się nie tylko cięcie blach laserem, które pozwoli nam z arkusza blachy wyciąć w sposób precyzyjny dany element. Często jednak konieczne jest nadanie metalowemu elementu jakiegoś konkretnego kształtu przestrzennego. W tym celu stosowane jest gięcie blach – przy zastosowaniu tej metody obróbki możliwe jest kształtowanie elementów z blach stalowych i aluminiowych.
Samo gięcie blachy polega na trwałej modyfikacji kształtu obrabianego elementu. Jednocześnie obróbka ta nie powinna zmieniać pierwotnych właściwości fizycznych i chemicznych materiału. Odkształcenie materiału wymaga użycia sił zewnętrznych o odpowiednim natężeniu i przyłożeniu – tak, aby uzyskać pożądany kształt, jednocześnie nie naruszając spójności obrabianego elementu. Formowanie blachy odbywa się pod wpływem tak zwanego „momentu zginającego”. Dzięki obróbce gięcia stali lub aluminium z blach, a także rur i prętów można uzyskać zupełnie nowe elementy, które mogą być wykorzystane na dalszym etapie produkcji. Przebieg gięcia blachy albo innego elementu metalowego uzależniony jest od wielu czynników. Duże znaczenie ma rodzaj materiału, jego grubość czy rodzaj stopu. Oczywiście duże znaczenie, jaki element poddajemy obróbce i jakie efekt chcemy uzyskać.
Proces gięcia jest dość złożony i podzielić można go na kilka etapów. W przypadku gięcia blach najczęściej wyodrębnia się trzy etapy. Do najdelikatniejszego rodzaju obróbki możemy zaliczyć gięcie sprężyste. Ma ono miejsce w przypadku, gdy blacha wraca do swojej pierwotnej postaci, w momencie ustania nacisku, na nią wywieranego. Wynika to z tego, że przyłożenie momentu gnącego występuje poniżej granicy sprężystości, zatem materiał ulega wyłącznie odkształceniom sprężystym. Jeżeli zależ nam na bardziej wyrazistym efekcie lub materiał poddany obróbce nie poddał się pod naciskiem, wówczas należy przejść do następnego etapu, jakim jest gięcie plastyczne. Stosując gięcie plastyczne, możliwe jest uzyskanie pełnego odkształcenia materiału na trwałe, które pozostaje również po zwolnieniu nacisku wywieranego przez narzędzia. Żeby uzyskać bardzo trwałe odkształcenie, należy przeprowadzić kolejny etap gięcia blachy, zwany dotłaczaniem. W ramach dotłaczania arkusz blachy jest dociskany z dużą siłą, w specjalny sposób, tak, aby uzyskać określony kształt. Przeprowadzając proces dotłaczania, możemy mieć pewność, że element poddany obróbce nie wróci już do swojego kształtu.
Podczas obróbki plastycznej blachy istotną rolę odgrywa także temperatura. Pod względem stosowanej temperatury, możemy wyróżnić następujące metody: na zimno, półgorąco, na gorąco. Każda z tych metod ma swoje zalety, ale i słabe strony. Gdy chcemy uzyskać największą precyzję obróbki, a także uniknąć rekrystalizacji metalu, wówczas warto zdecydować się na obróbkę plastyczną na zimno.
Jakie są zagrożenia i ryzyka związane z obróbką metali przy pomocy gięcia?
Gięcie blachy stalowej i aluminiowej wymaga doświadczenia i wiedzy, aby wykonać to w sposób prawidłowy. Należy mieć na uwadze, że każdy materiał posada swoją granicę sprężystości. Odkształcenie prowadzi się w oparciu o analizę właściwości danego materiału do określonej dla niego wartości naprężenia. Granica sprężystości określana jest często na podstawie praktycznego doświadczenia. Istnieją też specjalistyczne tabele, które pozwalają na obliczenie granicy sprężystości – tę metodę stosuje się przede wszystkim w przypadku obróbki precyzyjnej. Dane w takich tabelach podawane są w jednostce N/mm2. Kolejną metodą na sprawdzenie granicy sprężystości i odporności na obróbkę danego materiału jest analiza wykresu krzywej obciążenia. Dane w tych wykresach są określane na podstawie prób rozciągania i również stanowią doskonałe źródło informacji na ten temat.
Dlaczego wiedza na temat granicy sprężystości jest taka ważna? Poddanie obrabianego materiału zbyt dużemu naciskowi może skutkować nieodwracalnymi zmianami, a także uszkodzeniem materiału. Jeżeli wywołamy zbyt duży nacisk, może dojść do pęknięcia materiału i jego podzielenia. Właśnie z tego powodu proces gięcia blachy przeprowadzany jest etapami, w ramach których stopniuje się siłę obróbki i zwiększa nacisk z każdym kolejnym krokiem. Początkowo gięcie blachy przeprowadza się z niewielką siłą, aby zakończyć je zwiększoną siłą nacisku – jest to konieczne, aby uzyskać trwałe odkształcenie blachy.
Zalety gięcia blach – dlaczego warto wybrać tę metodę obróbki?
Dobrze wiemy, jak istotna jest jakość wykonywanych elementów ze stali i aluminium. Dzięki nowoczesnym metodom obróbki możliwe jest uzyskanie jeszcze precyzyjniejszego gięcia blach. Jednak jakość i dokładność wykonania gięcia, to nie wszystkie zalety tej metody obróbki. Metoda gięcia blachy umożliwia nadanie bardzo skomplikowanych kształtów, co może być bardzo trudne w przypadku zastosowania innych metod. Stosując metodę gięcia, optymalizujemy zużycie materiału – to przekłada się na oszczędność pieniędzy i zmniejszenie kosztów końcowych produktu. Oszczędność materiału wynika z tego, że podczas gięcia metalowych elementów nie powstają skrawki i odpadki produkcyjne. Dodatkowo automatyzacja procesu gięcia pozwala na zmniejszenie kosztów wykonania obróbki. Wybierając gięcie blachy jako metodę obróbki, zachowujemy właściwości mechaniczne i fizyczne danego elementu. Jest to możliwe, ponieważ w ramach tego rodzaju obróbki nie zostają przerwane włókna obrabianego materiału. Ważną zaletą jest także duża trwałość wykonanych elementów i zminimalizowanie problemu związanego z brakiem trwałości na łączeniach i spawach. Wszystko jest wykonane z jednego elementu blachy, co eliminuje newralgiczne punkty, bardziej niż inne narażone na uszkodzenia mechaniczne i zmniejszoną wytrzymałość.
Czym wykonuje się gięcie blach? Najczęściej stosowane urządzenia.
Istnieją różne metody gięcie blachy, stosowane w zależności od przeznaczenia, liczby wykonywanych elementów, a także stopnia precyzji czy wielkości giętych części. Najczęściej gięcie blach realizuje się następującymi metodami:
- przy pomocy giętarki
- na prasie
- przy pomocy walca.
W warsztatach, a także mniejszych zakładach bardzo często stosuje się do gięcia blach stalowych i aluminiowych ręcznych narzędzi. W przypadku niewielkich firm giętarki wybierane są często ze względu na uniwersalność ich zastosowania, a także niską cenę urządzenia i eksploatacji. Niestety gięcie elementów metalowych przy pomocy giętarki ma wiele wad. Kluczowym minusem jest mała wydajność produkcji, ponieważ części obrabiane są ręcznie. W związku z manualną realizacją metody obróbki należy także liczyć się z niską dokładnością, a także niską powtarzalnością. Te cechy obróbki sprawiają, że giętarki ręczne zupełnie nie sprawdzają się do obróbki seryjnej, wykonywanej na potrzeby zakładów przemysłowych.
Walcowanie często traktowane jest jako jeden z etapów przygotowujących blachę do obróbki przy pomocy gięcia. W procesie walcowania możliwa jest zmiana grubości arkusza, a także jego kształtu. Dzięki takiej obróbce możemy jeszcze lepiej przygotować blachę do procesu gięcia i uzyskać jeszcze lepsze efekty.
Aktualnie najczęściej wybieranym narzędziem do gięcia blach jest prasa krawędziowa. Urządzenie to wykorzystuje technologię CNC, a także nowoczesne metody pomiarowe. To pozwala uzyskać niezwykłą precyzję gięcia i dużą powtarzalność wykonywanej obróbki. Prasy krawędziowe doskonale sprawdzają się do obróbki cienkich i grubych blach ze stali oraz aluminium. Metoda gięcia blach prasą krawędziową nie wymaga dalszej obróbki. Dzięki automatyzacji procesu obróbki możliwe jest ograniczenie kosztów i czasu potrzebnego na gięcie elementów. Te zalety użytkowania pras krawędziowych sprawiają, że prasa krawędziowa CNC wykorzystywana jest przede wszystkim w realizacji zleceń dla przemysłu. W New Cut również używamy nowoczesnych pras krawędziowych, aby zapewnić naszym klientom najwyższą jakość wykonywanych usług.
Prasy krawędziowe CNC do gięcia blach w parku maszynowym New Cut
W New Cut priorytetem dla nas jest satysfakcja klienta. Dlatego do realizacji oferowanych przez nas usług przygotowaliśmy zaawansowany, doskonale wyposażony park maszynowy. Znalazły się w nim prasy krawędziowe, pozwalające na niezwykle precyzyjną obróbkę – niezależnie od grubości blachy. Nasze maszyny umożliwiają gięcie blach w różnych kierunkach, z dużą powtarzalnością, a także możliwością zrealizowania precyzyjnych cykli. Nasze usługi możemy zaoferować nawet najbardziej wymagającym odbiorcom z branż przemysłu samochodowego, kolejowego, maszynowego, budowlanego, lotniczego i wielu innych. Gięcie blach stalowych i aluminiowych realizujemy przy użyciu nowoczesnych i zaawansowanych urządzeń, które pozwolą nam na uzyskanie najlepszych efektów i optymalizację czasu produkcji. Oto sprzęt, którym dysponujemy w naszym parku maszynowym:
- AMADA HFE-M2 2203L
- AMADA HFE 3i 5020
- TRUMPH TRU BEND 3120
- AMADA HFE M2 1003
Każda z pras krawędziowych używanych w New Cut umożliwia zastosowanie jej do nieco innych materiałów, a co za tym idzie, uzyskanie innego efektu. Prasa krawędziowa Amada HFE-M2 2203L ma nacisk 220 ton i umożliwia gięcie na długości 3100 mm. Urządzenie wyposażone jest w specjalną konstrukcję dolnej belki, a także w oprzyrządowanie pozwalające na uzyskanie zaawansowanych i skomplikowanych kształtów. Wykorzystywana przez nas prasa ma hydrauliczny napęd i cztery sterowane osie. Prasa krawędziowa Amada HFE-M2 2203L sterowana jest poprzez ekran dotykowy, co w dużej mierze ułatwia jego obsługę.
Do obróbki blach, z których chcemy uzyskać bardzo złożone kształty stosujemy prasę krawędziową Amada HFE 3i 5020. Prasa ta posiada hydrauliczny napęd i cztery osie, pozwalające na gięcie elementów w różnych płaszczyznach i uzyskanie nawet najbardziej skomplikowanych kształtów. Ten model prasy krawędziowej ma nacisk 100 ton, a maksymalna długość detalu to 3000 mm – nawet dla blach o grubości około 10 mm. Prasa Amada HFE 3i 5020 współpracuje z zewnętrznym oprogramowaniem do gięcia 3D (współpraca z programami min, Solidworks, Catia), co pozwala na zaprojektowanie określonego elementu i zaplanowanie serii produkcyjnej.
Kolejnym urządzeniem wykorzystywanym w naszej firmie do gięcia blach, jest nowoczesna i niezwykle wydajna prasa krawędziowa Trumpf Tru Bend 3120. Prasa umożliwia nacisk 120 ton i wykonanie gięcia o długości do 3 metrów bieżących. Zaletą tego urządzenia jest szeroki zakres grubości blachy, jaką możemy poddać obróbce – od 0,5 mm do 8 mm (jeżeli długość jest mniejsza, możliwe jest gięcie blach o grubości nawet do 12 mm). Warto zauważyć, że prasa ta wyposażona jest w automatyczny system kompensacji ugięcia dolnej belki. To pozwala uniknąć zjawiska odkształcenia stołu i zminimalizować różnice kąta zagięcia między środkiem a skrajnymi częściami blachy. Specjalistyczne oprogramowanie umożliwia precyzyjne zaprogramowanie obróbki, a także wcześniejsze sprawdzenie możliwości gięcia danego detalu.
Jakie jest zastosowanie gięcia blach?
Blachy poddane obróbce gięcia są popularnie stosowane w przemyśle produkcyjnym, a także w procesie konstruowania budynków. Elementów kształtowanych poprzez gięcie używa się do wykonania konstrukcji maszyn, a także stalowych, specjalistycznych konstrukcji. Ze względu na precyzję obróbki oraz częściej gięte blachy znajdują zastosowanie w robotyce, automatyce przemysłowej, a także przemyśle motoryzacyjnym, kolejowym i lotniczym.