Polopolohování vs. plné automatické řízení: Která metoda zabrání vrásnění tenkostěnných nerezových trubek?

Tenkostěnné trubky z nerezové oceli se používají v mnoha průmyslových odvětvích, včetně automobilového průmyslu, zdravotnického vybavení a kuchyňského příslušenství. Přestože mají řadu výhod, jako je například nízká hmotnost a odolnost proti korozi, jsou při ohýbání velmi náchylné ke svraštění, což negativně ovlivňuje jejich průtokovou rychlost uvnitř trubky, vnější vzhled i pevnost. To je přímo spojeno s typem použitého ohýbacího stroje: poloautomatického nebo plně automatického. Po mnoha letech výroby CNC hydraulických ohýbacích strojů a zařízení pro zpracování trubek pozorovala společnost Baorui, jak styl řízení jednotlivých strojů ovlivňuje vznik svraštění na trubkách. Porovnali jsme tyto dva typy, aby jste mohli rozhodnout, která metoda je nejlépe vhodná pro ohýbání tenkostěnných trubek z nerezové oceli.

Proč jsou tenkostěnné trubky ze slitiny nerezové oceli náchylné ke svraštění

Tenkostěnné trubky a potrubí ze nerezové oceli mají nízký poměr tloušťky stěny k průměru, což způsobuje velmi malý odpor vůči tlakovým napětím vznikajícím na vnitřním poloměru ohybu. Pokud je tlak při ohýbání vyšší než schopnost trubky absorbovat a rovnoměrně rozvést tento tlak, dojde k vyboulení materiálu ve formě malých vln nebo vrás. Tento jev se zvyšuje při zmenšení poloměru ohybu, snížení tloušťky stěny a zvýšení tvrdosti materiálu. K zabránění vzniku vrás v ohnuté části je nutné řídit tři klíčové parametry, což závisí na úrovni automatizace. Jedná se o polohu mandrelu, tlakovou sílu podporovacího zařízení a rychlost ohýbání, které jsou na jednotlivých typech strojů řízeny s různou přesností.

Poliautomatické ohýbání: kontrola vzniku vrás závislá na operátorovi

Na poloautomatických ohýbacích strojích operátor provádí každý ohyb ručně. Operátor nastaví mandrel pro každý ohyb a poté uzavře upínací kleště. Jakmile jsou kleště uzavřeny, operátor spustí pohyb pro ohýbání a případně použije určité množství pomocného posuvu. U tenkostěnných nerezových trubek to způsobuje nekonzistenci mezi jednotlivými ohyby. Každý operátor do kleští při každém uzavření vyvine jinou sílu. Při umísťování mandrelu a podporovacích prvků se mu může ruka klouznout. Může také nepoužít pomocný tlakový posuv ve správné poloze nebo s odpovídajícím tlakem během cyklu ohýbání. Je možné na poloautomatickém stroji dosáhnout součástí vysoké kvality, avšak to závisí na úrovni dovedností a pozornosti operátora. Krátké výrobní šarže a prototypové součásti neospravedlní náklady na plně automatické zařízení a jsou proto nejlépe vhodné pro poloautomatický režim; pro výrobu součástí vyžadujících vysokou kvalitu však chybějící automatizovaná regulace představuje nevýhodu.

Plně automatické ohýbání: Přesnost naprogramovaná pro prevenci vrásek

Plně automatické CNC ohýbače používají programované hodnoty pro každý aspekt ohýbacího procesu. Automaticky se nastavují z jedné součásti na další a jsou vybaveny integrovaným zpětnovazebním řízením, které umožňuje přesné duplikování. Každý parametr je spouštěn jako programovaný cyklus, čímž se eliminuje lidská chyba, která může vzniknout u poliautomatických strojů. Plně automatické ohýbání předchází vzniku vrásek díky třem dodatečným funkcím, které nejsou k dispozici u poliautomatických strojů. Za prvé, existuje automatické zasunování a vysunování mandrelu, které zajišťuje, že mandrel podporuje trubku v ideálním bodě během každého ohybu. Za druhé, síla pomocného náhonu a operace tlačení/tažení jsou řízeny servopohony, takže se přesně synchronizují s úhlem ohybu a materiál je vždy přesně umístěn v místě ohybu bez hromadění. Za třetí, rychlost ohybu je profilována v různých úhlech, aby byl zachován konzistentní tok materiálu. U tenkostěnné nerezové oceli je extrémně důležité, aby stroj neměl žádné zpoždění při vysunování pomocného náhonu během cyklu ohybu. Jak uvidíte v části „Skutečné výsledky“, toto výrazně snižuje vznik vrásek.

Porovnání skutečných výsledků u tenkostěnných trubek

U standardní výroby ocelové trubky z nerezové oceli o průměru 25 mm a tloušťce stěny 1,0 mm ohnuté o 90 stupňů s poloměrem ohybu 1,5D jsme pozorovali, že zkušení obsluhovatelé provozující dobře udržovaný poloautomatický ohraňovač dosahují průměrně 90–95 % přijatelných dílů. Nepřijatelné díly mají drobné vrásky na vnitřním povrchu, které jsou nepřijatelné kvůli vzhledu povrchu a/nebo omezení toku. Plně automatické CNC ohraňovače zpracovávající stejný díl za srovnatelných podmínek a s řádně navrženým nástrojovým vybavením vyrobí více než 99,5 % přijatelných dílů bez nutnosti úpravy operátorem. Tento rozdíl vyplývá z toho, že plně automatické stroje uzavírají zpětnou vazbu. Tyto stroje snímají jak polohu, tak sílu ohybu a okamžitě upravují tlak posilovače, pokud zjistí, že se stěna na vnitřním poloměru chystá prohnutí.

Kdy může stále dávat smysl použití poloautomatického stroje

Poliautomatické ohýbací stroje nejsou zcela zastaralé. Pokud ohýbáte tlustší trubky (nad 2,0 mm), může být vrásčení problémem nepatrným nebo vůbec nevznikat. Poliautomatické stroje obvykle vyžadují nižší počáteční investici a nižší náklady na nástroje, přičemž tyto náklady lze amortizovat již při nižším objemu vyráběných dílů ve srovnání s plně automatickými stroji. U tenkostěnných nerezových ocelí (SS) však ztráty z odpadu, zamítnutí dílů, přepracování a ztráty výrobního času rychle převýší cenový rozdíl mezi poliautomatickými a plně automatickými stroji. Mnoho výrobců zakoupí poliautomatické stroje pro výrobu malých množství dílů z nerezové oceli, avšak s růstem výroby se nakonec rozhodne pro nákup plně automatických ohýbačů kvůli vysokým nákladům spojeným s vrásčitými díly. U dílů se složitými ohyby a tenkými stěnami se plně automatické ohýbání stává nezbytným.

Závěr

Pro tenkostěnné nerezové trubky výrobní kvality nabízejí plně automatické ohýbací stroje značně vyšší úroveň řízení a konzistence ve srovnání s poloautomatickým provozem. Automatické řízení polohy mandrelu, tlakové síly a rychlosti ohýbání je nezbytné pro zabránění vzniku vrás na vnitřním poloměru. Ačkoli poloautomatické ohýbače mohou při obsluze vysoce kvalifikovanými pracovníky dosahovat přijatelných výsledků, plně automatické stroje poskytují opakovatelnost nutnou k tomu, aby každá součást splňovala kritické požadavky na kvalitu v citlivých odvětvích, jako je výroba lékařských zařízení a automobilové aplikace. Společnost Baorui pomohla bezpočtu výrobců s tímto přechodem a víme, že u kritických tenkostěnných nerezových součástí není plně automatické ohýbání jen možností – je to řešení.