คู่มือการดัดแผ่นโลหะ: กระบวนการ เครื่องมือ และเคล็ดลับการออกแบบ

1.0การดัดแผ่นโลหะคืออะไร?

บทบาทของการดัดงอในการพัฒนาผลิตภัณฑ์

การดัดแผ่นโลหะช่วยให้วิศวกร นักออกแบบผลิตภัณฑ์ และผู้ผลิตมีความยืดหยุ่นอย่างมากในการสร้างรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนจากชิ้นส่วนโลหะชิ้นเดียว โดยมักจะไม่จำเป็นต้องมีการประกอบชิ้นส่วนรอง วิธีการนี้มีข้อดีสำคัญหลายประการ ดังนี้

• ลดความจำเป็นในการเชื่อมและอุปกรณ์ยึดเชิงกล
• เพิ่มความแข็งแรงของโครงสร้างและความสม่ำเสมอของชิ้นส่วน
• ลดต้นทุนการประกอบและแรงงานคน
• ลดความซับซ้อนของการผลิตโดยลดการใช้เครื่องมือที่ซับซ้อนให้เหลือน้อยที่สุด

การดัดมักจะใช้ร่วมกับกระบวนการอื่นๆ เช่น การตัดด้วยเลเซอร์ เพื่อสร้างโซลูชันที่มีประสิทธิภาพสำหรับการผลิตปริมาณน้อยถึงปานกลาง โดยเหมาะเป็นพิเศษสำหรับการใช้งานที่ต้องการการตอบสนองที่รวดเร็วและการออกแบบซ้ำสำหรับผลิตภัณฑ์หลายรุ่น

2.0หลักพื้นฐานของการดัดโลหะ

การดัดโลหะเป็นกระบวนการขึ้นรูปที่ใช้แรงตามแนวแกนตรงเพื่อเปลี่ยนรูปร่างแผ่นโลหะแบนให้เป็นมุมหรือรูปร่างเฉพาะ เป็นวิธีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตแผ่นโลหะเพื่อผลิตชิ้นส่วนที่มีรูปทรงเรขาคณิตที่กำหนด

คำนิยาม: การดัดโลหะเกี่ยวข้องกับการปรับรูปร่างแผ่นโลหะให้แบนตามแนวโค้งเพื่อให้ได้มุมหรือรูปร่างที่ต้องการ ในระหว่างกระบวนการนี้ วัสดุจะได้รับแรงกดที่ด้านในและแรงดึงที่ด้านนอก

การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเมล็ดพืช: โครงสร้างเกรนภายในของโลหะจะเรียงตัวใหม่ระหว่างการดัด การเรียงตัวใหม่นี้สามารถส่งผลต่อคุณสมบัติเชิงกล ซึ่งอาจนำไปสู่การแข็งตัวจากการทำงานเฉพาะที่หรือความเหนียวลดลง

ทิศทางของเมล็ดพืชมีความสำคัญ: เช่นเดียวกับไม้ โลหะก็มีทิศทางของลายไม้ตามกระบวนการผลิต

• การดัดงอ ขนาน กับลายไม้ทำให้เสี่ยงต่อการแตกร้าวได้
• การดัดงอ ตั้งฉากกัน ตามลายไม้ทำให้มีความยืดหยุ่นและแข็งแรงมากขึ้น
• การเลือกทิศทางการดัดที่ถูกต้องถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อรักษาความสมบูรณ์และประสิทธิภาพของชิ้นส่วน

ข้อควรพิจารณาเกี่ยวกับรัศมีการโค้งงอ:

• รัศมีการโค้งงอที่เล็กเกินไปอาจทำให้เกิดการแตกร้าวหรือวัสดุเสียหายอย่างถาวรได้
• รัศมีที่มากเกินไปอาจทำให้ไม่สามารถบรรลุมุมหรือขนาดชิ้นส่วนที่ต้องการได้
• รัศมีโค้งงอขั้นต่ำที่เหมาะสมที่สุดขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น ความหนาของวัสดุ ความแข็ง และการใช้งาน

3.0ข้อควรพิจารณาในการออกแบบหลักสำหรับการดัดแผ่นโลหะ

เมื่อออกแบบชิ้นส่วนแผ่นโลหะสำหรับกระบวนการผลิต เช่น การตัดด้วยเลเซอร์และการดัดด้วย CNC สิ่งสำคัญคือต้องคำนึงถึงลักษณะเฉพาะและข้อจำกัดของการดัดตั้งแต่ขั้นตอนเริ่มต้น ด้านล่างนี้คือปัจจัยที่สำคัญที่สุดบางส่วนที่มีผลต่อคุณภาพ ความสามารถในการผลิต และประสิทธิภาพของการดัดแผ่นโลหะ สำหรับคำแนะนำโดยละเอียดเพิ่มเติม โปรดดูที่ คู่มือการออกแบบแผ่นโลหะ.

3.1รัศมีการโค้งงอ

ในระหว่างการดัด พื้นผิวด้านนอกของวัสดุจะถูกยืดออกในขณะที่พื้นผิวด้านในจะถูกบีบอัด ส่งผลให้เกิดโซนเปลี่ยนผ่านโค้ง รัศมีการดัดหมายถึงรัศมีความโค้งที่ด้านในของการดัด

รัศมีการโค้งงอจะขึ้นอยู่กับประเภทของวัสดุ สภาพการอบ (เช่น อบหรือไม่อบ) และรูปทรงของเครื่องมือ

เคล็ดลับการออกแบบ: ใช้รัศมีการโค้งที่สม่ำเสมอในทุกการโค้งในชิ้นส่วนเพื่อลดความยุ่งยากในการตั้งค่าเครื่องมือ ลดการเปลี่ยนแปลง และลดต้นทุนการผลิต

3.2ความยาวส่วนโค้ง

ความยาวของการดัดนั้นจะถูกกำหนดโดยรูปทรงของชิ้นส่วน แต่ต้องไม่เกินความกว้างในการขึ้นรูปสูงสุดของเบรกกด

ข้อจำกัดทั่วไป: เครื่องดัดแบบ CNC ส่วนใหญ่ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับความยาวการดัดสูงสุด 2 เมตร

เคล็ดลับการออกแบบ: สำหรับชิ้นส่วนที่ยาวกว่า โปรดปรึกษาผู้ผลิตเพื่อยืนยันความเป็นไปได้และความจุ

3.3ระยะห่างการโค้งงอ

ระยะห่างที่แคบระหว่างส่วนโค้งที่อยู่ติดกันอาจทำให้เกิดการรบกวนเครื่องมือ โดยเฉพาะในโปรไฟล์รูปตัว U หรือชิ้นส่วนที่มีขารองรับยาว

แนวทางแก้ไข: ควรพิจารณาใช้เครื่องมือออฟเซ็ตลึกหรือออกแบบชิ้นส่วนใหม่เพื่อรวมชิ้นส่วนที่เชื่อมหรือยึดด้วยสกรูในกรณีที่การดัดแบบครั้งเดียวไม่สามารถทำได้

3.4ระยะห่างระหว่างรูถึงส่วนโค้ง

การดัดทำให้เกิดความเค้นรวมใกล้แนวโค้ง หากวางส่วนต่างๆ เช่น รูหรือร่องไว้ใกล้กับแนวโค้งมากเกินไป อาจทำให้เกิดรอยแตกร้าวหรือเสียรูปได้

กฎหลัก: รักษาระยะห่างระหว่างรูถึงส่วนโค้งให้น้อยที่สุด 2.5 × ความหนาของวัสดุ + รัศมีการโค้งงอ.

3.6ความคลาดเคลื่อนของการดัด

การดำเนินการดัดทั้งหมดเกี่ยวข้องกับค่าความคลาดเคลื่อนของมิติโดยเนื้อแท้ ซึ่งขึ้นอยู่กับความหนาของวัสดุ เกรดความคลาดเคลื่อน และความแม่นยำของเครื่องจักร

พารามิเตอร์	ความคลาดเคลื่อนมาตรฐาน	ความคลาดเคลื่อนของความแม่นยำสูง
มิติเชิงเส้น	±0.1 มม.	±0.05 มม.
มุมโค้งงอ	±1°	±0.5°
ความเบี่ยงเบนของความยาวโค้ง	±0.2 มม. ต่อโค้ง	±0.1 มม. ต่อโค้ง

มุม 90° ที่สมบูรณ์แบบหรือการโค้งงอที่มุมแหลมโดยไม่มีรัศมีโดยทั่วไปไม่สามารถทำได้ในการขึ้นรูปแผ่นโลหะมาตรฐาน

3.7ข้อกำหนดแรงดัด

แรงกดที่ต้องการ (ตัน) ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย:

• รัศมีการโค้งงอ (รัศมีเล็กกว่า → แรงที่มากขึ้น)
• ชนิดของวัสดุและความแข็งแรงแรงดึง
• ความหนาของแผ่น
• ความยาวส่วนโค้ง

หากการดัดบางประเภทจำเป็นต้องใช้แรงขึ้นรูปสูง จำเป็นต้องตรวจสอบความจุน้ำหนักของเบรกกดล่วงหน้า

3.8เขตที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (HAZ)

กระบวนการต่างๆ เช่น การตัดด้วยเลเซอร์หรือพลาสม่าจะสร้างโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนใกล้กับขอบที่ตัด ซึ่งอาจนำไปสู่:

• การดัดโค้งไม่สม่ำเสมอเนื่องจากวัสดุแข็งตัว
• รอยแตกร้าวเล็กๆ ใกล้รูหรือขอบ

เมื่อนำการตัดด้วยเลเซอร์มาใช้ ควรหลีกเลี่ยงการวางส่วนโค้งที่แม่นยำสูงไว้ใกล้กับ HAZ มากเกินไป เพื่อให้แน่ใจว่าคุณภาพการขึ้นรูปจะสม่ำเสมอ

แนวทางระยะห่างขั้นต่ำสำหรับคุณลักษณะใกล้โค้ง

เพื่อหลีกเลี่ยงการเสียรูปหรือข้อบกพร่องระหว่างการดัด ควรวางคุณลักษณะบางอย่างไว้ในระยะห่างขั้นต่ำที่ปลอดภัยจากแนวดัด ตารางด้านล่างนี้แสดงสูตรระยะห่างที่แนะนำโดยอิงตามแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในอุตสาหกรรม:

ประเภทคุณสมบัติ	แนวทางระยะห่างขั้นต่ำ*
ระหว่างการม้วนงอและการโค้งงอภายใน	±6 เท่าของรัศมีการม้วนงอ + ความหนาของวัสดุ
ระหว่างการม้วนงอและการโค้งงอภายนอก	±9 เท่าของรัศมีการม้วนงอ + ความหนาของวัสดุ
ระหว่างชายเสื้อกับส่วนโค้งด้านนอก	±8 เท่าของความหนาของแผ่น
ระหว่างชายเสื้อกับส่วนโค้งด้านใน	±5 เท่าของความหนาของแผ่น
ระหว่างเคาน์เตอร์บอร์และโค้ง	±4 เท่าของความหนาของแผ่น + รัศมีการโค้งงอ
ระหว่างเคาน์เตอร์ซิงก์และโค้ง	±3 เท่าของความหนาของแผ่น
ระหว่างหลุมกับโค้ง	±2.5 เท่าของความยาววัสดุ + รัศมีการโค้งงอ
ระหว่างร่องและส่วนโค้ง	±4 เท่าของความหนาของแผ่น + รัศมีการโค้งงอ
ระหว่างรูที่อัดและส่วนโค้ง	±3 เท่าของความหนาของแผ่น + รัศมีการโค้งงอ
ระหว่างรูเจาะครึ่งซีกกับโค้ง	±3 เท่าของความหนาของแผ่น + รัศมีการโค้งงอ
ระหว่างรอยบากและส่วนโค้งในระนาบตั้งฉาก	±3 เท่าของความหนาของแผ่น + รัศมีการโค้งงอ
ระหว่างรอยบากและส่วนโค้งในระนาบขนาน	±8 เท่าของความหนาของแผ่น + รัศมีการโค้งงอ
ระหว่างรอยบุ๋มกับรอยโค้ง	±2 เท่าของความหนาของแผ่น + รัศมีด้านในของรอยบุ๋ม + รัศมีการโค้งงอ
ระหว่างซี่โครงถึงส่วนโค้งที่ตั้งฉากกับซี่โครง	±2 เท่าของความหนาของแผ่น + รัศมีของซี่โครง + รัศมีการโค้งงอ

4.0ประเภทหลักของการดัดโลหะ

กระบวนการดัดโลหะมีวิธีการ ลักษณะการขึ้นรูป และขอบเขตการใช้งานที่แตกต่างกันไป โดยแต่ละกระบวนการมีข้อดีและข้อเสียที่แตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับรูปทรงของชิ้นส่วน ประเภทของวัสดุ ความแม่นยำ และปริมาณการผลิต

4.4การพับได้

แผ่นจะถูกยึดและพับด้วยคานที่เคลื่อนที่ขึ้นหรือลง

• ข้อดี:เหมาะสำหรับแผงขนาดใหญ่ ที่ต้องการความเสียหายต่อพื้นผิวขั้นต่ำ
• แอปพลิเคชั่น: ตู้หุ้ม ท่อ HVAC ชิ้นส่วนขนาดใหญ่

4.6การจ็อกกิ้งแบบเบนดิง (การจ็อกกิ้ง)

ใช้วิธีทีละขั้นตอนเพื่อสร้างโปรไฟล์รูปตัว Z หรือแบบออฟเซ็ต

• ข้อดี:มีความยืดหยุ่น เหมาะกับชิ้นส่วนยาว หรือ งานเสริมแรง
• ข้อจำกัด: การสึกหรอบนพื้นผิวที่อาจเกิดขึ้น
• แอปพลิเคชั่น: ตัวเชื่อมต่อ, ตัวเสริมความแข็ง, รางนำทาง

5.0คำศัพท์สำคัญและพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตในการดัด

เพื่อให้แน่ใจว่ามีความสอดคล้องกันในการออกแบบ การจำลอง และการผลิต จึงมีคำศัพท์และพารามิเตอร์มาตรฐานหลายรายการที่ใช้กันทั่วไปในการดัดโลหะ ด้านล่างนี้คือคำจำกัดความที่สำคัญ:

ภาคเรียน	คำนิยาม
เส้นโค้ง	เส้นบนรูปแบบแบนซึ่งเกิดการโค้งงอ แยกหน้าแปลนทั้ง 2 ออกจากกัน
แกนโค้ง	แกนตรงที่วัสดุโค้งงอโดยรอบ โดยตั้งฉากกับเส้นโค้ง
แกนกลาง	ชั้นในของวัสดุที่ยังไม่ได้รับแรงเครียดระหว่างการดัดงอ
ค่าเผื่อการโค้งงอ (BA)	ความยาวส่วนโค้งของแกนกลางระหว่างเส้นโค้งทั้งสอง
การหักมุม (BD)	จำนวนเงินที่ลบออกจากความยาวหน้าแปลนทั้งหมดเพื่อให้ได้รูปแบบแบน
ปัจจัย K	อัตราส่วนของระยะห่างจากแกนกลางถึงพื้นผิวด้านในหารด้วยความหนาของวัสดุ
รัศมีภายใน (IR)	รัศมีบนพื้นผิวด้านในของส่วนโค้ง
รัศมีภายนอก (OR)	รัศมีบนพื้นผิวด้านนอกของส่วนโค้ง
ความยาวขา	ความยาวของวัสดุที่ทอดจากส่วนโค้งไปจนถึงขอบหน้าแปลน
หน้าแปลน	ส่วนแบนของชิ้นส่วนที่อยู่บริเวณด้านใดด้านหนึ่งของส่วนโค้ง
มุมโค้งงอ	มุมที่เกิดขึ้นระหว่างหน้าแปลนทั้งสองหลังจากการดัด (โดยทั่วไปเป็นองศา)

6.0เงื่อนไขการดัดที่สำคัญและพารามิเตอร์ทางเรขาคณิต

ภาคเรียน	คำนิยาม
เส้นโค้ง	เส้นกึ่งกลางบนพื้นผิวแผ่นแสดงตำแหน่งที่เกิดการโค้งงอ
สายแม่พิมพ์ภายนอก (OML)	เส้นทฤษฎีที่เกิดขึ้นจากพื้นผิวด้านนอกที่ขยายออกของหน้าแปลนทั้งสอง
ความยาวหน้าแปลน	ระยะห่างเป็นเส้นตรงจากขอบแผ่นถึงเส้นโค้ง
ระยะห่างของเส้นแม่พิมพ์	ระยะห่างจากปลายแผ่นถึง OML ใช้ในการคำนวณรูปแบบแบน
การถอยหลัง	ระยะห่างจากเส้นโค้งถึง OML เท่ากับ MLD ลบความยาวหน้าแปลน
แกนโค้ง	แกนที่แผ่นจะโค้งงอ โดยทั่วไปจะตั้งฉากกับพื้นผิว
ความยาวส่วนโค้ง	ความยาวจริงของวัสดุที่เกี่ยวข้องในการโค้งงอตามแนวแกนโค้ง
รัศมีการโค้งงอ	ระยะห่างจากแกนโค้งถึงพื้นผิวด้านในของโค้ง OR = IR + ความหนา
มุมโค้งงอ	มุมที่เกิดขึ้นระหว่างหน้าแปลนทั้ง 2 หลังจากการดัด
มุมเสริม	มุมเสริมกับมุมโค้ง (เช่น มุมโค้ง 90° → มุมเสริม 90°)

7.0การเปรียบเทียบความเหนียวของโลหะทั่วไปและคำแนะนำในการดัด

วัสดุ	ความเหนียว	คำแนะนำการดัดโค้ง
อะลูมิเนียมอัลลอย 6061	ไม่ดี – มีแนวโน้มที่จะแตกร้าวเมื่อดัดเย็น	แนะนำให้อบก่อนดัดเพื่อเพิ่มความเหนียว
อะลูมิเนียมอัลลอย 5052	ยอดเยี่ยม	หนึ่งในประเภทอลูมิเนียมที่ดีที่สุดสำหรับการดัด ไม่ค่อยแตกร้าว
เหล็กกล้าอัลลอยด์อบอ่อน (เช่น 4140)	ดีแล้วแต่อัลลอย	การอบอ่อนช่วยปรับปรุงความเหนียวได้อย่างมีนัยสำคัญและลดความเสี่ยงในการแตกร้าว
ทองเหลือง	ปานกลาง – ขึ้นอยู่กับปริมาณสังกะสี	ยิ่งสังกะสีสูง ความเหนียวก็จะยิ่งต่ำลง เหมาะกับการดัดแบบง่าย ส่วนการดัดแบบซับซ้อนอาจต้องใช้ความร้อน
บรอนซ์	ยากจน	มีแนวโน้มที่จะแตกได้ง่าย ต้องใช้ความร้อน
ทองแดง	ดีมาก	มีความเหนียวเป็นพิเศษ เหมาะสำหรับการดัดโค้งที่ซับซ้อน
เหล็กกล้ารีดเย็น	ปานกลาง	มีความเหนียวน้อยกว่าการรีดร้อน แต่มีเสถียรภาพในมิติที่ดีกว่า
เหล็กกล้ารีดร้อน	ดี	ขึ้นรูปได้ง่ายกว่าเหล็กกล้ารีดเย็น
เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ	ยอดเยี่ยม	เหมาะสำหรับการดัดแบบเย็นโดยไม่ต้องใช้ความร้อน
เหล็กสปริง	ดีเมื่อผ่านการอบแล้ว	ต้องใช้การอบอ่อนหลังจากการทำให้แข็งเพื่อให้สามารถดัดเพิ่มเติมได้
สแตนเลส (304, 430, 410)	แตกต่างกันไป	304 และ 430 สามารถดัดงอได้ ส่วน 410 เปราะและเกิดการแข็งตัวได้ง่าย
ไทเทเนียม	ยากจน	ความแข็งแรงสูงทำให้ดัดโค้งได้ยาก ควรใช้รัศมีการดัดโค้งที่ใหญ่และชดเชยการดีดตัวกลับ

หมายเหตุ:

• สำหรับโค้งที่ซับซ้อน ให้จัดลำดับความสำคัญ อลูมิเนียม5052, เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ, หรือ ทองแดง.
• สำหรับโลหะผสมแข็ง (เช่น 6061, ทองสัมฤทธิ์, เหล็กสปริง) การอบหรือการอุ่นล่วงหน้า เป็นกุญแจสำคัญในการหลีกเลี่ยงการแตกร้าว
• สำหรับวัสดุเช่น ไทเทเนียม, สแตนเลส, และ ทองเหลืองสังกะสีสูง, ทดลองดัด หรือ การจำลอง FEA ขอแนะนำให้ประเมินความเสี่ยงในการคืนตัวและการแตกร้าว

อ่านแนะนำ: Hot Rolled Coil (HRC) คืออะไร?

8.0ความท้าทายทั่วไปในการดัดโลหะและการแก้ปัญหา

ท้าทาย	คำอธิบาย	โซลูชั่น
สปริงแบ็ค	หลังจากแรงดัดถูกปล่อยออก โลหะจะยืดหยุ่นกลับคืน ทำให้เกิดการเบี่ยงเบนมุม	– ออกแบบให้โค้งงอเกินเพื่อชดเชยการดีดตัว – ใช้ระบบเบรกแบบกด CNC พร้อมระบบตอบสนองแบบมุม – เลือกวัสดุที่มีความแข็งแรงแรงดึงต่ำหรือมีความเหนียวสูง
การแตกร้าว	รอยแตกจะเกิดขึ้นที่ส่วนโค้งด้านนอกเมื่อรัศมีมีขนาดเล็กเกินไปหรือวัสดุเปราะ	– ใช้รัศมีการโค้งงอที่ใหญ่ขึ้นเพื่อลดความเครียด – อบวัสดุล่วงหน้า – เลือกวัสดุที่มีความเหนียว เช่น เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำอบอ่อนหรืออลูมิเนียมอ่อน
การบิดเบี้ยว/บิดเบือน	แรงที่ไม่สม่ำเสมอหรือการออกแบบชิ้นส่วนที่ไม่สมมาตรทำให้เกิดการโก่งหรือการบิดในระหว่างการดัด	– รับรองการจัดตำแหน่งแม่พิมพ์และการกระจายแรงที่แม่นยำ – ออกแบบชิ้นส่วนให้มีความสมมาตร – ตรวจสอบความสม่ำเสมอของวัสดุในแต่ละชุด
ความเสียหายพื้นผิว	รอยขีดข่วน รอยบุบ หรือรอยประทับปรากฏขึ้นเนื่องจากแรงดันสูง แม่พิมพ์สึกหรอ หรือแรงเสียดทาน	– ติดฟิล์มป้องกันหรือแผ่นโพลีเมอร์ – ใช้แม่พิมพ์ที่ไม่ทิ้งรอยหรือขัดเงา – ดำเนินการหลังการประมวลผล เช่น การขัดหรือการลบคม
มุมที่ไม่แม่นยำ	ความเบี่ยงเบนอาจเกิดจากความแม่นยำของอุปกรณ์ที่ไม่ดี การคืนตัว หรือความไม่สม่ำเสมอของแม่พิมพ์	– ใช้ระบบ CNC ตรวจจับมุม – ตรวจสอบและปรับเทียบมุมก่อนการผลิตแบบแบตช์ – กำหนดตารางการชดเชยเฉพาะวัสดุ
ความหนาไม่สม่ำเสมอ	ความหนาของแผ่นที่แตกต่างกันส่งผลต่อคุณภาพการดัดและความสม่ำเสมอ	– ดำเนินการตรวจสอบวัตถุดิบขาเข้าอย่างเข้มงวด – ใช้เซ็นเซอร์ความหนาและอัลกอริทึมการชดเชย – หลีกเลี่ยงวัสดุที่มีความหนาเกินขอบเขต
การสึกหรอของเครื่องมือ	แรงกดที่เกิดซ้ำๆ โดยเฉพาะกับวัสดุแข็ง จะทำให้แม่พิมพ์สึกหรอ ส่งผลให้ความแม่นยำลดลง	– กำหนดการตรวจสอบเครื่องมือและการขัดเป็นประจำ – ใช้วัสดุที่ทนทานต่อการสึกหรอหรือแม่พิมพ์เคลือบ – หมุนแม่พิมพ์ในงานความถี่สูง

9.0ประเภทของเครื่องดัดแผ่นโลหะ

เครื่องดัดเป็นอุปกรณ์เฉพาะทางสำหรับการดัดแผ่นโลหะอย่างแม่นยำโดยใช้ชุดปั๊มและแม่พิมพ์ แม้ว่าจะใช้งานง่าย แต่การรักษาความแม่นยำของมุม ความสามารถในการทำซ้ำ และความสมบูรณ์ของวัสดุเป็นเรื่องที่ท้าทาย โดยหลักๆ แล้ว เครื่องดัดจะจำแนกตามประเภทของไดรฟ์และการควบคุมดังนี้:

• เครื่องดัดเบรคแบบกลไก:  ใช้ลูกสูบขับเคลื่อนด้วยล้อช่วยแรงและระบบส่งกำลังเชิงกลในการดำเนินการจังหวะดัด
  ข้อดีและคุณสมบัติ:
  ความเร็วสูง เหมาะสำหรับการใช้งานที่มีอัตรารอบสูง ความแข็งแกร่งทางกลที่แข็งแกร่งช่วยให้ทำซ้ำได้ดี ไม่เหมาะสำหรับการดัดด้วยลมหรืองานควบคุมละเอียด ความปลอดภัยและความยืดหยุ่นต่ำกว่าเมื่อเทียบกับเครื่องจักรสมัยใหม่
• เครื่องดัดเบรคแบบลม:ใช้ลมอัดในการขับเคลื่อนลูกสูบเพื่อสร้างแรงกดลง เหมาะสำหรับแผ่นบางและชิ้นส่วนขนาดเล็ก
  ข้อดีและคุณสมบัติ:
  ใช้งานง่ายและคุ้มต้นทุน เหมาะที่สุดสำหรับปริมาณน้อย การผลิตแบบเป็นชุดเล็ก เหมาะสำหรับพื้นที่จำกัดหรือความต้องการพลังงานต่ำ
• เครื่องดัดเบรคไฮดรอลิก:  ใช้ระบบไฮดรอลิกในการขับเคลื่อนกระบอกสูบ ทำให้มีแรงดัดที่สูงขึ้นและเสถียรยิ่งขึ้น
  ข้อดีและคุณสมบัติ:
  แรงดันและจังหวะที่ควบคุมได้อย่างแม่นยำ เหมาะสำหรับโลหะหนาหรือมีความแข็งแรงสูง สามารถบูรณาการกับ CNC สำหรับงานดัดที่ซับซ้อน ใช้กันอย่างแพร่หลายในแอพพลิเคชั่นที่มีความแม่นยำสูง
• เครื่องพับเบรค CNC: เครื่องดัดที่ล้ำหน้าที่สุดซึ่งผสานเทคโนโลยีไฮดรอลิก เซอร์โว ไฟฟ้า และคอมพิวเตอร์
  ข้อดีและคุณสมบัติ:
  อัตโนมัติสูงด้วยลำดับการโค้งหลายจุดที่ควบคุมด้วยโปรแกรม มีคุณลักษณะการชดเชยมุมและการแก้ไขการสปริงกลับเพื่อผลลัพธ์ที่สม่ำเสมอ เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตแบบยืดหยุ่นกับผลิตภัณฑ์หลายประเภทและปริมาณการผลิตจำนวนน้อย

10.0ข้อดีของการดัดแผ่นโลหะด้วยเครื่อง CNC

ในบรรดาเทคนิคการแปรรูปแผ่นโลหะทั้งหมด การดัดด้วยเครื่อง CNC มักถูกประเมินต่ำไป แต่ก็มีข้อดีที่สำคัญหลายประการ:

• ไม่จำเป็นต้องใช้แม่พิมพ์เฉพาะ: ไม่เหมือนกับกระบวนการปั๊ม การดัดด้วย CNC ไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องมือพิเศษ ช่วยลดต้นทุนการพัฒนาแม่พิมพ์และการบำรุงรักษา
• ระยะเวลาดำเนินการสั้น: เหมาะสำหรับการปฏิบัติตามคำสั่งซื้อแบบรวดเร็ว ซึ่งช่วยลดระยะเวลาตั้งแต่การออกแบบจนถึงผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปได้อย่างมาก
• ความสามารถในการทำซ้ำและความแม่นยำสูง: อุปกรณ์ CNC ช่วยให้สามารถควบคุมมุมและขนาดของการดัดได้สม่ำเสมอ เพื่อให้แน่ใจว่ามีคุณภาพสม่ำเสมอในแต่ละชุด
• ความสามารถด้านระบบอัตโนมัติที่แข็งแกร่ง: สามารถบูรณาการได้อย่างง่ายดายกับระบบการโหลด/ขนถ่ายอัตโนมัติและเซลล์ดัดหุ่นยนต์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต

11.0การเปรียบเทียบการดัดแผ่นโลหะกับกระบวนการผลิตอื่นๆ

กระบวนการ	สถานการณ์การใช้งานที่ดีที่สุด	ความแม่นยำโดยทั่วไป (ความคลาดเคลื่อน)	ความหนาของวัสดุที่ใช้ได้ (มม.)	จำเป็นต้องใช้เครื่องมือที่กำหนดเองหรือไม่?	ปริมาณการสั่งซื้อขั้นต่ำ	ระยะเวลาดำเนินการ (CAD ถึงส่วนแรก)
การตัดด้วยเลเซอร์	รูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อน ขนาดชุดเล็กถึงกลาง ทุกขนาด	±0.10 มม.	0.5 – 20.0	เลขที่	1 – 10,000 ชิ้น	ไม่เกิน 1 ชั่วโมง
การดัดด้วยเครื่อง CNC	ชิ้นส่วนที่มีมุมฉากหรือโค้งหลายมุม ขนาดกลางถึงใหญ่	±0.18 มม.	0.5 – 20.0	เลขที่	1 – 10,000 ชิ้น	ไม่เกิน 1 ชั่วโมง
งานเจาะ CNC	ชิ้นส่วนที่มีรูจำนวนมาก การปั้มนูน ชิ้นส่วนขนาดกลางถึงขนาดใหญ่	±0.12 มม.	0.5 – 4.0*	ไม่มี (ยกเว้นแม่พิมพ์พิเศษ)	1 – 10,000 ชิ้น	ไม่เกิน 1 ชั่วโมง
การประทับตรา	รูปทรงมาตรฐาน ความแม่นยำสูง การผลิตแบบเป็นชุดใหญ่	±0.05 – ±0.10 มม.	0.5 – 4.0*	ใช่ (ราคา $250 ถึง >$100,000)	≥ 5,000 ชิ้น	25 – 40 วัน
การเฉือน	รูปทรงเรียบง่าย การตัดแบบเส้นตรง แผ่นโลหะบางที่มีความแม่นยำต่ำ	±0.50 มม.	0.5 – 4.0*	เลขที่	1 – 10,000 ชิ้น	ไม่เกิน 1 ชั่วโมง

*หมายเหตุ: ช่วงความหนาที่มีเครื่องหมาย * อาจแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับประเภทของวัสดุและความสามารถของอุปกรณ์

12.0สถานการณ์การผลิตที่เหมาะสมสำหรับการดัดแผ่นโลหะ

การดัดแผ่นโลหะเป็นกระบวนการขึ้นรูปโลหะที่มีความยืดหยุ่นและมีประสิทธิภาพซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในภาคการผลิตอุตสาหกรรมต่างๆ โดยเหมาะเป็นพิเศษสำหรับการประมวลผลแผ่นโลหะขนาดกลางและขนาดบางอย่างแม่นยำ ด้วยความก้าวหน้าของระบบอัตโนมัติและเทคโนโลยี CNC ทำให้ขอบเขตการใช้งานและความคุ้มทุนของกระบวนการนี้ขยายตัวเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง

วัสดุและความหนาที่ใช้งานได้หลากหลาย

การดัดแผ่นโลหะสามารถใช้ได้กับโลหะหลายชนิด รวมถึง:

โลหะทั่วไป: เหล็กกล้าคาร์บอน, สแตนเลส, อลูมิเนียม

โลหะพิเศษ: ทองแดง ทองเหลือง ไททาเนียม โลหะผสมนิกเกิล ฯลฯ

แม้ว่าคำว่า "แผ่นโลหะ" มักจะหมายถึงแผ่นโลหะที่มีความหนาไม่เกิน 3 มม. แต่เครื่องดัดสมัยใหม่สามารถแปรรูปวัสดุที่มีความหนาได้ถึง 20 มม. โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับชิ้นส่วนอุตสาหกรรมที่ต้องการรัศมีขนาดใหญ่และความแข็งแรงของโครงสร้างสูง

แอปพลิเคชันข้ามหลายอุตสาหกรรม

การดัดแผ่นโลหะมีบทบาทสำคัญในภาคส่วนต่อไปนี้:

• ยานยนต์และการขนส่ง: แผงตัวถัง, ขายึดแชสซี, แผงหน้าปัด;
• เครื่องใช้ในบ้าน: ตู้เย็น, เครื่องซักผ้า, กล่องเครื่องปรับอากาศ;
• อุปกรณ์สำนักงานและบ้าน: ตู้เอกสาร โต๊ะทำงานและเก้าอี้เหล็ก ขายึดไฟ;
• อุปกรณ์อุตสาหกรรม: กล่องควบคุมไฟฟ้า,ตู้,โครงสายพานลำเลียง;
• การก่อสร้าง: ระบบท่อ ราวบันได รั้วเหล็ก

การลดต้นทุนและการปรับปรุงประสิทธิภาพ

ทันสมัย เครื่องพับเบรค CNC สามารถทำงานร่วมกับเครื่องตัดเลเซอร์เพื่อผลิตรูปทรงที่ซับซ้อนได้โดยการตัดและดัดแผ่นโลหะเพียงแผ่นเดียว โดยมักจะไม่ต้องใช้ตัวยึดเพิ่มเติมหรือการเชื่อม:

• ลดการสูญเสียวัสดุ;
• ลดความซับซ้อนของกระบวนการประกอบ
• ย่นระยะเวลาในการจัดส่ง
• ลดต้นทุนแรงงาน

13.0คำถามที่พบบ่อย (FAQ)

กฎพื้นฐานในการดัดแผ่นโลหะมีอะไรบ้าง?

ความคลาดเคลื่อนของมุมดัดควรได้รับการควบคุมภายใน ±1°

รักษาระยะห่างที่ปลอดภัยระหว่างรูหรือช่องเกลียวและแนวโค้ง (โดยทั่วไปไม่น้อยกว่า 2.5 เท่าของความหนาของแผ่นบวกกับรัศมีโค้ง)

ใช้รัศมีการดัดที่สม่ำเสมอสำหรับการดัดทั้งหมดเมื่อใดก็ตามที่เป็นไปได้

แนะนำให้มีความยาวหน้าแปลนอย่างน้อย 4 เท่าของความหนาของแผ่นเพื่อเพิ่มความแข็งแกร่งของโครงสร้าง

จะดัดแผ่นโลหะน้ำหนักเบาได้อย่างไร?

• การดัดด้วยมือ: ใช้เครื่องมือธรรมดา เช่น คีมหรือค้อน เพื่อดัดแผ่นโลหะบางเป็นมุมเล็ก ซึ่งเหมาะสำหรับต้นแบบหรือการผลิตจำนวนน้อย
• การดัดแคลมป์: ยึดโลหะไว้ในช่องจับและใช้แรงกลอย่างช้าๆ เพื่อดัดโลหะ
• การดัดอย่างแม่นยำ: ใช้เครื่องมือดัด เช่น เครื่องดัดหรือเครื่องรีด เพื่อควบคุมมุมดัดอย่างแม่นยำ

ลำดับมาตรฐานในการดัดแผ่นโลหะคืออะไร?
โดยทั่วไปขอแนะนำให้ดัดขอบสั้นก่อน จากนั้นจึงดัดขอบยาว โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับชิ้นส่วนสี่ด้านที่ปิดสนิทหรือชิ้นส่วนที่จะเชื่อมในภายหลัง วิธีนี้ช่วยลดการรบกวนและปรับปรุงประสิทธิภาพการประกอบ

วัสดุโลหะชนิดใดที่เหมาะสำหรับการดัด?

• เหล็กกล้าอ่อน (เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ): ส่วนใหญ่ทำได้ง่าย ขึ้นรูปง่าย ต้นทุนต่ำ
• เหล็กกล้ารีดเย็น (CRS) : พื้นผิวเรียบ เหมาะกับชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำ
• เหล็กกล้ารีดร้อน (HRS) : เหมาะกับแผ่นหนา คุ้มค่า
• เหล็กอัลลอยด์อบอ่อน: ความเหนียวดี เหมาะกับการดัดโค้งที่มีความซับซ้อนปานกลาง
• โลหะผสมอะลูมิเนียม (เช่น 5052, 6061): น้ำหนักเบาแต่ต้องคำนึงถึงความเสี่ยงต่อการคืนตัวและการแตกร้าว

14.0คู่มือกระบวนการดัดแผ่นโลหะ PDF

รายละเอียดกระบวนการแผ่นโลหะ.pdf

 

อ้างอิง：

fractory.com/แผ่นโลหะดัด/

salamanderfabs.com/ข่าวล่าสุด/อะไรคือ-การดัดแผ่นโลหะ/

www.komaspec.com/about-us/blog/guide-to-sheet-metal-bending/