Quay kim loại là gì? Các loại quy trình, máy móc và ứng dụng

Được giới thiệu lần đầu tiên tại Bắc Mỹ vào đầu thế kỷ 19, kéo sợi kim loại thủ công đã phát triển thành một quy trình sản xuất tự động và tiên tiến. Những tiến bộ về công nghệ đã cải thiện tốc độ sản xuất, khả năng lặp lại và hiệu quả tổng thể, khiến kéo sợi kim loại trở thành giải pháp đáng tin cậy và tiết kiệm chi phí cho nhiều nhà sản xuất.

1.0 Quay kim loại là gì?

1.1 Giới thiệu

Theo phân loại DIN 8584, quay kim loại là một quá trình tạo hình không phoi trong đó một trục quay và con lăn được sử dụng để biến đổi phôi phẳng hoặc hình ống thành các bộ phận rỗng đối xứng trục. Thường được gọi là tạo hình quay, tiện dòng chảy hoặc đơn giản là quay, quá trình này bao gồm việc quay tốc độ cao của đĩa kim loại hoặc ống để tạo hình thành một thành phần rỗng có mặt cắt ngang hình tròn.

1.2 Quá trình quay kim loại diễn ra như thế nào?

Quay kim loại là một kỹ thuật tạo hình kim loại trong đó phôi kim loại phẳng, ống hoặc phôi hình trụ được lắp trên máy tiện và quay với tốc độ cao. Một con lăn tạo hình tác dụng lực cục bộ lên phôi đang quay, dần dần định hình phôi thành hình dạng đối xứng—thường là hình nón, hình trụ hoặc hình bán cầu—mà không cần hàn hoặc nối.

Quy trình này tương thích với nhiều loại vật liệu, bao gồm nhôm, thép không gỉ và hợp kim chịu nhiệt, có độ bền cao. Tùy thuộc vào nhu cầu sản xuất, việc kéo sợi kim loại có thể được thực hiện thủ công hoặc sử dụng máy móc điều khiển CNC.

Ứng dụng: Quá trình kéo sợi kim loại được sử dụng rộng rãi trong sản xuất linh kiện ô tô và xe máy, bình gas, đồ nấu nướng (như chảo rán) và trong các lĩnh vực như quốc phòng và hàng không vũ trụ, nơi độ chính xác và độ bền là rất quan trọng.

1.3 Ưu điểm của việc quay kim loại

• Sức mạnh cấu trúc vượt trội: Thiết kế liền mạch của các bộ phận kéo sợi cho phép chúng chịu được áp suất bên trong và bên ngoài cao. Làm việc nguội cũng tăng cường độ bền kéo bằng cách tinh chỉnh cấu trúc hạt.
• Hiệu quả vật liệu: Có thể sử dụng kim loại mỏng hơn và nhẹ hơn một cách hiệu quả, giúp giảm trọng lượng và tiết kiệm chi phí.
• Bề mặt hoàn thiện mịn:Các bộ phận thường có bề mặt chất lượng cao, giảm thiểu nhu cầu xử lý thứ cấp.
• Giải pháp thay thế tiết kiệm chi phí:Nó có thể thay thế các quy trình kéo sâu hoặc dập, giảm sự phụ thuộc vào các công cụ đắt tiền.

• Tạo mẫu nhanh:Có thể nhanh chóng điều chỉnh thiết kế mà không phải tốn nhiều chi phí gia công.
• Thiết lập và thay đổi nhanh chóng: Thích hợp cho các đợt sản xuất có khối lượng thấp đến trung bình hoặc khi cần thay đổi thiết kế thường xuyên.
• Thân thiện với môi trường: Tạo ra lượng phế liệu tối thiểu, tối ưu hóa việc sử dụng vật liệu.

1.4 Các bước cơ bản trong quá trình kéo sợi

1. Trục được lắp trên đầu máy tiện quay.
2. Một khối theo dõi được lắp ở phía đuôi máy.
3. Phôi tròn được kẹp giữa trục và bộ phận đẩy bằng lực dọc trục.
4. Một công cụ con lăn, được gắn trên một cánh tay đòn, tạo áp lực bên lên phôi. Một cấu trúc hỗ trợ giống như kéo giúp ổn định cánh tay tạo hình.
5. Con lăn di chuyển theo một đường dẫn được lập trình sẵn, dần dần định hình phôi thành chi tiết cuối cùng.

2.0 Vật liệu phù hợp cho việc kéo sợi kim loại CNC

Quá trình kéo sợi kim loại tương thích với nhiều loại kim loại dẻo, bao gồm:

• Nhôm
• Thép không gỉ
• Thép cacbon
• Đồng
• Thau
• Hastelloy
• Inconel
• Titan
• Thép cán nguội

3.0 Máy kéo sợi kim loại là gì?

MỘT máy kéo sợi kim loại, còn được gọi là máy tiện quay hoặc máy tạo hình dòng chảy, được sử dụng để tạo hình các bộ phận kim loại tròn, rỗng như hình trụ, hình nón và các hình dạng phức tạp.

Những máy này cung cấp kết quả chính xác, có thể lặp lại và hỗ trợ thiết kế tùy chỉnh. Ngoài việc quay, chúng có thể thực hiện các nhiệm vụ như cắt, khoan CNC và chà nhám. Một trục định hình hình dạng bên trong, trong khi các chuyển động của dụng cụ được phối hợp tạo thành phần cuối cùng với dung sai chặt chẽ.

3.1 Các loại máy kéo sợi kim loại

Kiểu	Sự miêu tả
Máy tiện quay thủ công	Con lăn do người vận hành điều khiển, lý tưởng cho các nguyên mẫu, tác phẩm nghệ thuật và sản xuất số lượng nhỏ.
Máy tiện quay kim loại CNC	Kiểm soát hoàn toàn tự động đường đi của con lăn, áp suất và tốc độ để sản xuất quy mô công nghiệp.
Máy kéo sợi nóng	Được trang bị hệ thống gia nhiệt để làm việc với các hợp kim cứng hoặc có độ bền cao.
Máy kéo sợi cắt	Được thiết kế để có mô-men xoắn và độ cứng cao, thích hợp để làm mỏng chính xác độ dày thành ống.

3.2 Công nghệ quay chìa khóa

CNC (Điều khiển số bằng máy tính) Kéo sợi kim loại

Kéo sợi CNC sử dụng mô hình CAD và đường chạy dao được lập trình để mang lại kết quả có độ chính xác cao và có thể lặp lại. Các tính năng chính bao gồm:

• Thiết lập và chuyển đổi nhanh chóng
• Dung sai chặt chẽ (lên đến ±01 mm)
• Độ lặp lại và tính nhất quán tuyệt vời
• Lý tưởng cho sản xuất khối lượng trung bình đến lớn

PNC (Phát lại Điều khiển số) Quay

Hệ thống PNC ghi lại chuyển động thủ công ban đầu của người vận hành và tự động phát lại để sản xuất trong tương lai. Phương pháp này cung cấp:

• Tính linh hoạt cao cho hình học phức tạp
• Khả năng mở rộng cho sản xuất hàng loạt
• Sự cân bằng giữa kiểm soát thủ công và tự động hóa

Quay kim loại tự động bằng CNC

Quá trình kéo sợi tự động thay thế nỗ lực thủ công bằng độ chính xác được điều khiển bằng máy tính. Công nghệ CNC cho phép tạo hình nhựa chính xác, không có phoi bằng cách dẫn hướng các công cụ theo các đường dẫn được lập trình. So với quá trình kéo sợi thủ công, quá trình kéo sợi CNC cung cấp:

• Độ chính xác và tính nhất quán cao hơn trong suốt quá trình sản xuất
• Giảm thiểu lỗi của con người thông qua tự động hóa và giảm thiểu sự can thiệp thủ công
• Nhu cầu lao động thấp hơn cho các đợt sản xuất quy mô lớn
• Hoạt động liên tục, giảm chi phí vận hành và tăng năng suất

3.3 Các thành phần cốt lõi của máy kéo sợi kim loại

• Mandrel: Khuôn trung tâm xác định hình dạng bên trong của bộ phận. Được làm từ thép cứng hoặc hợp kim nhôm để có độ bền và chắc chắn.
• Con lăn: Công cụ tạo hình tạo áp lực dọc theo mặt cắt của trục để định hình kim loại. Thường được trang bị ổ bi để vận hành trơn tru.
• Ổ trục: Cung cấp vị trí định vị trục và hỗ trợ cho phôi trong quá trình tạo hình.
• Bộ phận theo dõi (Khối theo dõi): Được lắp trên ụ sau để kẹp chặt phôi kim loại, đảm bảo độ chính xác và ổn định.
• Trục chính: Trục quay truyền động cho phôi, quyết định tốc độ quay và mô-men xoắn.
• Đầu máy: Chứa động cơ và hệ thống truyền động, điều khiển công suất và độ ổn định của trục chính.
• Giường: Nền tảng của máy, cung cấp độ cứng về mặt cấu trúc, căn chỉnh chính xác và khả năng chống rung

4.0 Nhà sản xuất máy kéo sợi kim loại được đề xuất

Leifeld Metal Spinning AG
Được biết đến với độ chính xác, khả năng tự động hóa và đường kính lớn. Lý tưởng cho các ngành hàng không vũ trụ và ô tô cần các bộ phận quay liền mạch.

Công ty TNHH Kỹ thuật và Công nghệ MJC
Được công nhận về khả năng kéo sợi nặng và kiểm soát chất lượng thời gian thực, phục vụ các ngành công nghiệp như công nghệ y tế và năng lượng tái tạo.

Công ty TNHH ALEKVS
Cung cấp đầy đủ các loại máy kéo sợi từ nhỏ đến lớn. Nổi tiếng toàn cầu về tỷ lệ chi phí-hiệu suất vượt trội.

Công ty TNHH Công nghiệp Baileigh
Cung cấp máy kéo sợi thủ công phù hợp cho các cửa hàng nhỏ và công việc tạo mẫu. Giá cả phải chăng và thân thiện với người dùng.

Kỹ thuật PNC
Chuyên về trục chính mô-men xoắn cao và hệ thống con lăn có thể lập trình. Được thiết kế riêng cho sản xuất tự động trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau.

5.0 Làm thế nào để chọn đúng máy kéo sợi kim loại?

Các yếu tố chính cần xem xét:

• Khối lượng sản xuất: Máy thủ công lý tưởng cho các sản phẩm đơn lẻ hoặc tùy chỉnh; hệ thống CNC và PNC phù hợp hơn cho sản xuất hàng loạt.
• Loại vật liệu: Hợp kim bền hơn đòi hỏi trục chính có mô-men xoắn cao và khung máy cứng.
• Kích thước và độ phức tạp của bộ phận: Đường kính lớn hoặc hình dạng phức tạp đòi hỏi khả năng tạo hình và độ chính xác cao hơn.
• Hệ thống điều khiển: Lập trình CNC cho phép thực hiện các hoạt động phức tạp, nhiều bước với độ chính xác cao.
• Tự động hóa: Đối với việc xếp dỡ và kiểm tra trong quá trình sản xuất, hãy cân nhắc sử dụng máy có tích hợp tự động hóa.
• Hỗ trợ nhà cung cấp: Chọn nhà cung cấp cung cấp đào tạo kỹ thuật, phụ tùng thay thế và dịch vụ bảo trì.

6.0 Khi nào sử dụng quay kim loại

Quay kim loại lý tưởng để sản xuất các bộ phận rỗng, tròn có hình dạng như hình nón, mái vòm, mặt bích, hình bán cầu, hình elip hoặc hình kèn. Không giống như gia công truyền thống, nó tạo thành các bộ phận mà không loại bỏ vật liệu. Thay vào đó, người vận hành định hình một phôi kim loại quay—gọi là phôi phôi—trên một trục để tạo thành bộ phận cuối cùng.

Quá trình này có thể được thực hiện nóng hoặc lạnh, tùy thuộc vào vật liệu. Kéo sợi kim loại cũng tiết kiệm chi phí, với chi phí dụng cụ thường chỉ bằng 10% so với các phương pháp tạo hình khác. Nó cung cấp thời gian quay vòng nhanh hơn—thường chỉ vài tuần—và rất phù hợp để phát triển các thiết kế sản phẩm nhờ tính linh hoạt và thời gian thiết lập ngắn.

7.0 Các loại quy trình kéo sợi kim loại

• Quay thông thường: Trong phương pháp này, các con lăn dẫn phôi qua trục để tạo thành một bộ phận trong khi vẫn giữ nguyên độ dày ban đầu. Phương pháp này phù hợp để sản xuất các bộ phận có hình dạng sâu, trong đó độ dày vẫn không đổi.

• Kéo sợi cắt: Tại đây, lực dọc được con lăn tác dụng, làm giảm độ dày vật liệu trong khi vẫn giữ nguyên đường kính ban đầu. Quá trình này tăng cường độ bền và độ cứng của chi tiết, lý tưởng cho các thành phần có độ chính xác và độ bền cao.

• Quay nóng: Sử dụng ngọn lửa hoặc gia nhiệt cảm ứng để tăng độ dẻo của vật liệu trong quá trình kéo sợi. Phương pháp này hiệu quả đối với vật liệu dày, kim loại khó định hình hoặc các bộ phận đòi hỏi tỷ lệ biến dạng cao. Tuy nhiên, phương pháp này có chi phí cao hơn và rủi ro oxy hóa lớn hơn.
• Quay lạnh: Được thực hiện ở nhiệt độ phòng, kéo sợi lạnh mang lại hiệu quả cao và khả năng ứng dụng rộng rãi trên nhiều loại vật liệu. Đây là quy trình tiêu chuẩn cho hầu hết các hoạt động kéo sợi thông thường.

• Quay ống: Được thiết kế cho các bộ phận hình trụ rỗng, quy trình này làm giảm độ dày thành và kéo dài bộ phận. Nó có thể ở bên trong hoặc bên ngoài và lý tưởng để điều chỉnh kích thước và cải thiện các đặc tính cơ học của ống kim loại.

7.1 Các nguyên tắc chính và kỹ thuật hỗ trợ trong quay

• Định luật Sin để dự đoán độ dày: Trong quá trình kéo sợi cắt, độ dày cuối cùng ≈ độ dày ban đầu × sin của nửa góc của hình nón. Điều này giúp ước tính sự thay đổi độ dày thành trong các bộ phận hình nón.
• Thắt cổ và mở rộng: Việc thắt cổ chai làm giảm đường kính của một phần, trong khi việc mở rộng sẽ làm tăng đường kính—thích hợp để tạo hình các mặt cắt phức tạp.
• Tinh chỉnh & Quay nhiều lần: Việc điều chỉnh áp lực con lăn, tốc độ trục chính và góc tiến dao cùng với nhiều lần di chuyển sẽ giúp tăng độ chính xác về kích thước và độ hoàn thiện bề mặt.
• Ủi và cắt tỉa: Là ủi giúp làm phẳng nếp nhăn để có bề mặt chất lượng tốt hơn; cắt tỉa để loại bỏ các cạnh thừa để có đường viền cuối cùng sạch sẽ.

7.2 Kỹ thuật quay phổ biến

• Kéo sợi thông thường nhiều lần
  Một phương pháp điển hình là khi con lăn quét dần qua phôi để định hình phôi trên trục. Phương pháp này có thể thực hiện thủ công hoặc bằng máy CNC. Độ dày thành thường không đổi trừ khi thay đổi theo hướng con lăn. Các lần di chuyển về phía trước làm giảm độ dày, trong khi các lần di chuyển ngược lại kiểm soát biến dạng và độ đàn hồi. CNC cho phép điều khiển có thể lập trình để có các mục tiêu thành nhất quán.
• Cắt tạo hình (Kéo sợi cắt)
  Phương pháp một lần tạo hình chi tiết trong khi giảm đáng kể độ dày. Con lăn tạo áp lực ở một góc cắt xác định, tăng cường vật liệu mỏng để phù hợp với các đặc tính của vật liệu dày hơn. Phương pháp này được sử dụng rộng rãi trong ngành hàng không vũ trụ và ô tô, nơi mà việc giảm trọng lượng là rất quan trọng. Góc cắt dưới 8° có xu hướng gây ra nếp nhăn hoặc nứt do lực tiếp tuyến không đủ, vì nó gây ra nếp nhăn hoặc rách. Lý tưởng cho hình nón và hình cong—không phải các bộ phận hình trụ.
• Thắt nút (Quay giảm)
  Còn được gọi là "quay khí", phương pháp này thường bỏ qua một trục. Nó được sử dụng để làm cổ ống và sản xuất các mặt hàng như bình khí.

7.3 Nguyên tắc hình thành và các yếu tố ảnh hưởng

• Cơ chế biến dạng vật liệu: Áp lực cục bộ từ con lăn gây ra biến dạng dẻo và làm nguội. Cấu trúc hạt bị nén và cứng lại, đặc biệt là trong quá trình tạo hình cắt.
• Kiểm soát độ dày thành: Trong kéo sợi nhiều lần, độ dày thành phụ thuộc vào các lần kéo và hướng của con lăn. Trong kéo sợi cắt, độ dày được điều chỉnh bởi khe hở của trục và góc cắt, tuân theo định luật sin. Các thông số chính bao gồm độ dày ban đầu, độ dày mục tiêu và góc tạo hình.
• Phân bố ứng suất: Trong quá trình tạo hình cắt, ứng suất tập trung tại vùng tiếp xúc giữa con lăn và phôi, trong khi phần còn lại của phôi vẫn không bị ứng suất. Không có ứng suất hướng tâm nào được tạo ra; chi tiết duy trì hình dạng vành khuyên ổn định trong suốt quá trình.
• Ứng dụng của kéo sợi kim loại

Trong khi dập kim loại thường tiết kiệm chi phí hơn và nhanh hơn đối với sản xuất số lượng lớn, thì kéo sợi kim loại vẫn là lựa chọn ưu việt cho các bộ phận có hình dạng phức tạp và thiết kế độc đáo.

7.4 Các sản phẩm và ứng dụng phổ biến của kim loại kéo sợi

• Các bộ phận hình bán cầu: Được sử dụng rộng rãi trong các tấm phản quang chiếu sáng, bát trộn, chảo vệ tinh, nắp bể, mái vòm và nắp chụp. Vật liệu bao gồm thép cán nguội, thép không gỉ (cấp 304, 316), nhôm, đồng và đồng thau. Các thanh ốp tường có thể thẳng hoặc cong tùy thuộc vào yêu cầu về chức năng và thẩm mỹ.
• Dạng hình nón: Thích hợp để sản xuất phễu, phễu chứa và đồ gá treo hình nón.
• Ống Venturi: Được sử dụng trong máy thu bụi, quạt, máy thổi và máy lọc không khí để kiểm soát động lực học chất lưu thông qua hiệu ứng Venturi.

• Hình Parabol: Phổ biến trong vỏ chuông, bộ phản xạ ăng-ten vệ tinh, bộ phận chiếu sáng và giá đỡ kết cấu.

• Xi lanh: Được sử dụng cho đường ống, thùng chứa, vỏ ngoài của bồn chứa và nhiều loại bình khí khác nhau.
• Nắp và đế phễu: Thường được làm bằng cách quay thủ công từ nhôm cao cấp hoặc các kim loại khác. Các bộ phận này có thể được cắt, đục lỗ hoặc tạo rãnh sau khi quay để đáp ứng các nhu cầu chức năng tùy chỉnh.
• Đầu bình chứa (Nắp đầu bình chịu áp suất): Quay kim loại được ứng dụng rộng rãi để chế tạo nắp đầu cho bình chịu áp suất, bồn chứa và thiết bị xử lý. Các đầu quay này liền mạch, có cấu trúc chắc chắn và có khả năng phục hồi trong môi trường áp suất cao. Các dạng điển hình bao gồm:
  • Chỉ có mặt bích
  • Chỉ có đĩa
  • Có bích và có đĩa
  • Bán cầu
  • Vương miện cao
  • Bán cầu
  • 2:1 bán elip

8.0 Tại sao nên chọn quay kim loại

Quá trình kéo sợi kim loại mang đến cho các nhà sản xuất sự linh hoạt vô song để điều chỉnh sản xuất theo nhiều quy mô và độ phức tạp khác nhau của thiết kế.

Về cơ bản, quá trình kéo sợi kim loại rất đơn giản:
Một phôi tròn (phẳng hoặc được tạo hình sẵn) được kẹp vào một máy tiện quay. Khi phôi quay, một con lăn tạo hình sẽ tạo áp lực—thường là chống lại một trục—buộc vật liệu chảy và tuân theo hình dạng mong muốn thông qua biến dạng dẻo. Kết quả là một bộ phận liền mạch với bề mặt nhẵn, thường loại bỏ nhu cầu gia công thứ cấp.

Quá trình này xóa tan hai quan niệm sai lầm phổ biến:

Nghề kéo sợi kim loại không chỉ giới hạn ở lao động thủ công lành nghề.

Nó không chỉ phù hợp với sản xuất số lượng ít.

Trong khi kéo sợi thủ công vẫn được sử dụng cho các nguyên mẫu và lô nhỏ, thì kéo sợi kim loại CNC hiện đại hỗ trợ sản xuất quy mô lớn. Ví dụ, các dây chuyền kéo sợi tự động là tiêu chuẩn trong sản xuất bánh xe ô tô. Các hoạt động kéo sợi khối lượng lớn có thể được tự động hóa hoàn toàn với hệ thống tải/dỡ hàng bằng rô-bốt, cho phép sản xuất không cần đèn giúp cải thiện hiệu quả và giảm đầu vào lao động.

8.1 Ưu điểm của việc quay kim loại

• Độ tin cậy của linh kiện vượt trội: Quay kim loại tạo ra các bộ phận liền mạch có thể chịu được áp suất bên trong và bên ngoài cao. Không giống như phương pháp hàn hoặc chế tạo trong đó các đường nối là điểm hỏng tiềm ẩn, quay loại bỏ điểm yếu này bằng cách tạo thành các bộ phận từ một mảnh vật liệu duy nhất.
• Tính chất cơ học được cải thiện: Quá trình kéo sợi tinh chỉnh cấu trúc hạt của kim loại, cải thiện độ bền kéo, độ dẻo dai và độ cứng. Điều này cho phép các vật liệu nhẹ hơn có thể chịu được cùng tải trọng, khiến quá trình kéo sợi trở nên lý tưởng cho các ứng dụng nhẹ nhưng có độ bền cao.
• Chi phí gia công và bảo trì thấp: So với dập, đúc, rèn hoặc tạo hình thủy lực, kéo sợi đòi hỏi dụng cụ đơn giản hơn và tiết kiệm chi phí hơn. Đối với sản xuất khối lượng thấp hoặc sản xuất một lần, thậm chí có thể sử dụng các trục mềm và rẻ tiền. Đối với sản xuất hàng loạt, dụng cụ cứng hơn đảm bảo chất lượng đồng đều với độ mài mòn tối thiểu.
• Khả năng thích ứng thay đổi thiết kế nhanh chóng: Những thay đổi nhỏ về thiết kế—đặc biệt là việc giảm kích thước—có thể được thực hiện nhanh chóng bằng cách điều chỉnh công cụ tạo hình hoặc trục, mà không cần phải tạo ra khuôn hoàn toàn mới. Điều này làm cho việc quay kim loại trở nên lý tưởng cho quá trình phát triển sản phẩm nhanh hoặc thiết kế lặp đi lặp lại.
• Giảm thiểu chất thải vật liệu:Quá trình này tạo ra tỷ lệ phế liệu thấp, giúp giảm lượng nguyên liệu thô sử dụng và cải thiện hiệu quả sử dụng vật liệu.
• Hiệu quả về chi phí và tính linh hoạt: Quay kim loại là một quá trình cực kỳ kinh tế, kết hợp giữa chất thải vật liệu thấp với tốc độ tạo hình nhanh và dụng cụ rẻ tiền. Nó thường là một giải pháp thay thế cạnh tranh cho việc kéo sâu hoặc dập cho nhiều loại bộ phận.
• Khả năng làm việc cứng cao: Quá trình kéo sợi có thể tăng cường đáng kể vật liệu được tạo thành, cho phép sử dụng kim loại cơ bản có chi phí thấp hơn trong khi vẫn đạt được các bộ phận hiệu suất cao. Các thành phần cuối cùng thể hiện các đặc tính cơ học vượt trội.
• Hỗ trợ cho hình học phức tạp: Con lăn định hình (công cụ quay) phải đối mặt với những hạn chế hình học tối thiểu. Với các điều chỉnh lập trình CNC đơn giản, hình dạng của bộ phận có thể được thay đổi dọc theo chiều dài của nó, mang lại tính linh hoạt cao để tạo thành các thiết kế đối xứng trục phức tạp.
• Thân thiện với môi trường: Kéo sợi kim loại tiêu thụ ít năng lượng hơn và tạo ra ít chất thải hơn nhiều phương pháp tạo hình kim loại khác. Nó hỗ trợ tái chế vật liệu và góp phần vào các hoạt động sản xuất bền vững.

8.2 Nhược điểm của việc quay kim loại

• Thời gian xử lý lâu hơn: So với đúc và các quy trình sản xuất hàng loạt khác, kéo sợi kim loại thường mất nhiều thời gian hơn cho mỗi bộ phận, đặc biệt là với khối lượng lớn. Nó phù hợp nhất cho các đợt sản xuất từ nhỏ đến trung bình.
• Tính nhất quán phụ thuộc vào kỹ năng của người vận hành: Trong quá trình kéo sợi thủ công, tính đồng nhất và chất lượng của các bộ phận phụ thuộc rất nhiều vào kinh nghiệm và trình độ kỹ năng của người vận hành. Điều này có thể dẫn đến sự thay đổi về kích thước bộ phận và độ hoàn thiện bề mặt.
• Giới hạn hình học: Quay kim loại lý tưởng để tạo thành các bộ phận có trục đối xứng như hình nón, hình bán cầu và hình parabol. Tuy nhiên, nó không phù hợp với hình học không có trục đối xứng hoặc có hình dạng không đều.
• Khả năng chịu lỗi thấp: Quá trình này không có nhiều chỗ cho sai sót. Bất kỳ khiếm khuyết nào như vết nứt, vết lõm hoặc biến dạng thường dẫn đến các bộ phận bị loại bỏ, vì việc sửa chữa rất khó hoặc không thực tế. Điều này đòi hỏi phải kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt.
• Mối quan ngại về an toàn: Trong quá trình quay thủ công, các bộ phận quay với tốc độ cao, gây ra rủi ro về an toàn. Nếu phôi không được kẹp chặt giữa đuôi trục và trục chính, phôi có thể bị bung ra. Người vận hành phải luôn cảnh giác và tuân thủ các giao thức an toàn nghiêm ngặt.
• Kết luận: Tại sao phương pháp kéo sợi kim loại vẫn là phương pháp tạo hình cạnh tranh

Kéo sợi kim loại nổi bật là một quy trình linh hoạt, tiết kiệm chi phí và có lợi thế về mặt cơ học để sản xuất các bộ phận kim loại đối xứng trục, hiệu suất cao. Cho dù bạn đang phát triển nguyên mẫu, xử lý các đợt sản xuất nhỏ hay tự động hóa các dây chuyền khối lượng lớn, kéo sợi kim loại cung cấp:

• Các bộ phận liền mạch với độ bền vượt trội
• Giảm thiểu lãng phí vật liệu và chi phí dụng cụ
• Khả năng thích ứng nhanh với những thay đổi trong thiết kế
• Hỗ trợ mạnh mẽ cho hình học đối xứng, phức tạp

Mặc dù có một số hạn chế về thời gian xử lý và hình dạng bộ phận, những tiến bộ trong tự động hóa CNC và kiểm soát tạo hình đã mở rộng đáng kể tính liên quan của nó trong công nghiệp, đặc biệt là trong hàng không vũ trụ, chiếu sáng, bình chịu áp suất và Hệ thống HVAC ngành công nghiệp. Đối với các nhà sản xuất tìm kiếm sự cân bằng giữa hiệu suất, tính linh hoạt và chi phí, kéo sợi kim loại là một quy trình đáng cân nhắc.

9.0 Những câu hỏi thường gặp (FAQ) về Quay kim loại

Câu 1: Những vật liệu nào thường được sử dụng trong kéo sợi kim loại?

MỘT: Vật liệu phổ biến bao gồm hợp kim nhôm (ví dụ: 1100, 6061), thép không gỉ (ví dụ: 304, 316), thép cacbon, đồng, đồng thau và titan. Việc lựa chọn vật liệu phụ thuộc vào khả năng tạo hình, yêu cầu về độ bền và điều kiện sử dụng cuối cùng.

Câu 2: Có thể tạo ra những hình dạng nào khi quay kim loại?

MỘT: Các hình dạng điển hình bao gồm hình nón, hình bán cầu, hình trụ, hình parabol, ống Venturi, đầu bể và các hình dạng đối xứng trục khác. Có thể đạt được các đường cong phức tạp thông qua quá trình quay CNC nhiều lần.

Câu hỏi 3: Sự khác biệt giữa kéo sợi cắt và kéo sợi thông thường là gì?

MỘT: Kéo sợi thông thường duy trì độ dày vật liệu trong khi định hình, trong khi kéo sợi cắt giảm độ dày khi con lăn tác dụng lực dọc. Kéo sợi cắt tăng cường độ vật liệu nhưng đòi hỏi kiểm soát chặt chẽ hơn.

Câu hỏi 4: Liệu kéo sợi kim loại bằng CNC có phù hợp với sản xuất số lượng lớn không?

MỘT: Có. Quay kim loại CNC cho phép tạo hình nhất quán, lặp lại với đầu vào tối thiểu của người vận hành. Các ô hoàn toàn tự động với chức năng nạp/dỡ bằng rô-bốt phổ biến trong các ngành công nghiệp như sản xuất ô tô và đồ nấu nướng.

Câu hỏi 5: So sánh giữa kéo sợi kim loại với kéo sâu hoặc dập kim loại?

MỘT: Quay kim loại linh hoạt hơn và tiết kiệm hơn cho các lần chạy khối lượng thấp đến trung bình và các hình dạng tùy chỉnh. Dập tốt hơn cho các bộ phận phẳng hoặc nông với khối lượng rất lớn. Quay đòi hỏi ít đầu tư vào dụng cụ hơn và cho phép thay đổi thiết kế nhanh hơn.

Câu hỏi 6: Tôi có thể sử dụng phương pháp kéo sợi kim loại để chế tạo các bộ phận của bình chịu áp suất không?

MỘT: Hoàn toàn đúng. Quá trình kéo sợi kim loại được sử dụng rộng rãi để sản xuất đầu bồn và nắp cuối liền mạch có tính toàn vẹn về mặt cấu trúc cao, chẳng hạn như đầu hình bán cầu hoặc hình elip cho bình chứa và bình xử lý.

Câu 7: Quá trình kéo sợi kim loại có thân thiện với môi trường không?

MỘT: Có. Phương pháp này tạo ra ít phế liệu nhất, tiêu thụ ít năng lượng hơn so với phương pháp rèn hoặc đúc và hỗ trợ các hoạt động bền vững bằng cách cải thiện năng suất vật liệu và cho phép sử dụng hợp kim có thể tái chế.

 

Tài liệu tham khảo：

https://www.iqsdirectory.com/articles/metal-spinning.html

https://www.open.edu/openlearn/science-maths-technology/engineering-technology/manupedia/metal-spinning/flow-turning

https://en.wikipedia.org/wiki/Metal_spinning