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Für alle, die im Rohr- und Profilbiegebereich tätig sind, ist es äußerst ärgerlich – und frustrierend – und zugleich sehr verbreitet, dass sich bei Biegungen mit großem Radius Falten entlang des inneren Radius bilden. Dieses wellenförmige Muster befindet sich meist am inneren Radius bzw. Intrados und stellt einen optischen Makel dar, der nicht nur die strukturelle Integrität, sondern auch die gesamte Oberflächenqualität beeinträchtigen kann. Von der Automobil- und Luftfahrtindustrie bis hin zu medizinischen Geräten und militärischer Ausrüstung – für all diese Bereiche, die eine stetig wachsende Vielfalt an Profilformen erfordern, erweisen sich Biegemaschinen häufig als unzureichend, um den immer anspruchsvolleren Anforderungen gerecht zu werden. Dies könnte sich jedoch ändern, da in den letzten Jahren eine Reihe moderner Walzmaschinen Lösungen bereitstellt.
Ursachenforschung bei Faltenbildung
Falten bei Rohrbiegungen mit großem Radius hängen im Wesentlichen vom Materialfluss und von Druckspannungen ab. Beim Biegen eines Rohrs oder Schlauchs dehnt sich das Material auf der Außenseite der Krümmung (und wird dadurch dünner), während auf der Innenseite Druck ausgeübt wird (was zu einer Verdickung führt). Wie eine Analyse formuliert, „entstehen Wellen durch hohe Druckspannungen an der Innenseite des Rohrs oder Schlauchs mit dünnwandigem Querschnitt“. Wenn die Druckkraft an der Innenwand zu hoch wird, bricht das Material zusammen und es bilden sich Falten. Dies stellt insbesondere bei der Herstellung von Biegungen mit großem Radius eine große Herausforderung dar, da das Material sich über einen weitaus größeren Bereich entlang der Krümmung bewegen und dehnen muss.
Differential-Roll-Technologie: Eine bahnbrechende Innovation
Bei heutigen Walzbiegemaschinen, die sogenanntes Differenzwalzen zur Faltenvermeidung einsetzen, wird das Entstehen von Falten verhindert. Verschiedene Walztechniken werden bei modernen Walzbiegemaschinen angewandt, darunter auch der Einsatz kegel- oder konusförmiger Walzen, um eine Geschwindigkeitsdifferenz über die Breite der Walze zu erzeugen. Diese Technik kompensiert die unterschiedlichen Geschwindigkeiten an verschiedenen Stellen des zu walzenden Werkstücks, indem sie die Dehnung auf einer Seite verringert und gleichzeitig eine Kontraktion auf der gegenüberliegenden Seite ermöglicht – wodurch Faltenbildung im gebogenen Material vermieden wird. Bei konischem Walzen nähern sich die Umfangsgeschwindigkeiten den Vorschubgeschwindigkeiten so stark an, dass Zug- bzw. Druckkräfte minimal bleiben; dies ermöglicht eine präzise Kontrolle der Biegebreite und -dicke.
Integrierte Zugkraftregelungssysteme
Der dritte Vorteil, der bei Walzbiegemaschinenkonstruktionen hinzugekommen ist, ist die Integration eines integrierten Spannungsregelsystems, das unmittelbar nach dem Austritt des Werkstücks aus den primären Biegerollen auf das Teil einwirkt. Gemäß einer Patentanmeldung entfernt die Anwendung von Zugspannung auf das Bandmaterial „nach dem Walzen einen Teil der während des Walzens üblicherweise eingeführten oder verursachten Druckspannung. Diese Zugspannung verhindert tatsächlich das Beulen und damit verbundenes Knittern. Die Zugspannungsregelung nach dem Biegevorgang zieht das Material gerade so weit, dass die verbleibenden Druckkräfte reduziert werden, ohne das Material über seine Formstabilitätsgrenze zu dehnen. In Kombination mit eng sitzenden Einlauf- und Auslaufrollen zur Aufrechterhaltung der Materialstabilität während des gesamten Prozesses erzeugt die zusätzliche Zugspannung ein Endprodukt von überlegener Qualität.
Optimierte Maschinenkonfiguration für Profilstabilität
Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Maschinenkonfiguration selbst, insbesondere bei Arbeiten mit großem Radius. Das Durchmesserverhältnis zur Wandstärke des Materials muss eingehalten werden, da „ein Rohr mit großem Durchmesser und geringer Wandstärke sich nur schlecht biegen lässt und sogar beim Biegen auf große Radien Schwierigkeiten bereiten kann.“ Modernere Walzbiegemaschinen sind so konstruiert, dass sie diese Herausforderungen überwinden: Sie verfügen über eine größere Öffnungsweite sowie über unabhängig motorisierte, geschwindigkeitssynchrone Antriebe, die eine schrittweise, kontrollierte Materialverformung ermöglichen. Indem die Arbeit über eine größere Oberfläche verteilt wird, reduziert dieses Konzept zudem die Spannung an jedem einzelnen Punkt. Mit über 20 Jahren Erfahrung im Rohr- und Profilbiegen hat Baorui diese Technologie tatsächlich in ihre Walzbiegemaschinen integriert – durch robuste Konstruktion und intelligente Steuerungssysteme. Dadurch werden faltenfreie Ergebnisse garantiert – unabhängig vom gewünschten Radius, vom Werkstofftyp oder von der Anwendung.