Obróbka blachy
Lasery do cięcia, prasy krawędziowe, nożyce gilotynowe & więcej
Czym jest „blacha”?
Blachy są wyrobami hutniczymi przemysłu obróbki metalu o grubości do kilkudziesięciu milimetrów. Blacha powstaje ze stali, która jest walcowana i nawijana w zwoje różnej szerokości. Blachy można produkować z niemal każdego metalu. Najbardziej popularna jest blacha stalowa, zaraz po niej aluminiowa i z metali kolorowych, głównie miedzi.
Do przeróbki i obróbki blach służą obrabiarki do blach.
Klasyfikacja procesów obróbki blachy i zastosowanie odpowiednich urządzeń
Każde stanowisko obróbki blachy posiada cały szereg odpowiednich urządzeń do blach.
Produkcja blachy
Maszyny do produkcji blachy to walcarki i zwijarki.
Walcarki do blach
Walcarka to obrabiarka do blachy wykonująca proces walcowania polegający na kształtowaniu kęsiska pomiędzy wałkami, tarczami, rolkami lub płaskimi przemieszczającymi się względem siebie elementami, które wykonują ruch obrotowy. W wyniku tej pracy powstaje płaska powierzchnia. Wałki mogą także nadawać materiałowi odpowiednią grubość. Walcarki trzyrolkowe można stosować do gięcia blach o kształtach cylindrycznych.
Zwijarki
Z walcowanej stali powstają taśmy blachy nawijane w zwoje za pomocą zwijarek. Pozwala to na łatwiejszy transport blachy. Zwój blachy waży ok. 30 ton, a jego przekrój to ok. 2,5 m. W zakładach produkcyjnych blacha rozwijana jest za pomocą zwijarek i odwijarek.
Znani producenci zwijarek i walcarek to ALBA, ARKU, KEMMERICH, KOHLER, SCHMITZ i WALDRICH.
Cięcie wzdłużne
Dalsze obrabianie blachy możliwe jest po wykonaniu odpowiedniego przycięcia, które powinno nastąpić najpóźniej po procesie walcowania. Zarówno końcówki, jak boki blachy walcowanej są nieużyteczne z punktu widzenia dalszego obrabiania blachy, dlatego stosuje się tu całą gamę gilotyn i nożyc, które w prostym mechanicznie procesie cięcia pozwalają usunąć fragmenty, które nie będą przydatne. Cięcie nimi jest czyste, proste i bez zbędnych strat materiału.
Nożyce gilotynowe są produkowane w ogromnym wyborze. Niewielkie maszyny do cięcia blachy przydatne są w małych warsztatach, czy w procesie produkcji karoserii samochodowych i napraw blach spawanych. Na skalę przemysłową stosuje się je przy produkcji blachy trapezowej i warstwowej (typu sandwich), które przygotowywane są do krawędziowania i powlekania powierzchni.
W zależności od jakości maszyn tnących można uzyskiwać wysokie tolerancje cięcia. Cięcie zwojów blach na arkusze odbywa się z pomocą maszyn do cięcia wzdłużnego i poprzecznego. Wykonują one cięcia nawiniętej blachy w każdym kierunku w dowolnej szerokości. Istnieje oprócz tego cała gama maszyn do konfekcjonowania blachy stalowej. Do cięć wzdłużnych stosowane są pilarki taśmowe i tarczowe.
Cięcie kątowe i kształtowe
Cięcia kątowe blachy wykonują wykrawarki laserowe, wypalarki gazowe i plazmowe oraz maszyny do cięcia strumieniem wody. Mogą one wykonywać cięcia blachy o grubości do kilku centymetrów a także innych materiałów ze stali. Różnią się ceną oraz precyzją wykonywania cięć.
Cięcie gazowe (tlenowe) i plazmowe
Najtańszymi urządzeniami do wykonywania dowolnych cięć kątowych blachy są wypalarki. Stoły obsługiwane są dziś numerycznie. Maszyny CNC nadają się szczególnie do grubych blach. Palnik zapewnia równe cięcie, choć na dolnej krawędzi może pozostawiać nieco żużlu. Lekko zaokrąglona górna krawędź jest wynikiem działania płomieni podgrzewających. Łuk plazmowy wymaga wyższej temperatury, a cięcie jest bardzo wąskie. Cięcie plazmowe jest czystsze, ale także znacznie droższe ze względu na konieczność skompletowania sprzętu.
Wypalarki gazowe produkują między innymi PEDDINGHAUS, TRUMPF i WIEGER.
Znani producenci wypalarek plazmowych to MESSER GRIESHEIM, SATRONIK i VICTOR.
Cięcie laserowe
Technologia cięcia laserem dotyczy głównie cienkich blach, a urządzenia do cięcia laserowego należą do najdroższych spośród urządzeń tego typu. Wycinarki laserowe mogą pracować z zadziwiającą precyzją.
Maszyny do blach tego typu produkowane są między innymi przez firmy AMADA, BYSTRONIC, PRIMA INDUSTRIE, TRUMPF.
Cięcie strumieniem wody
Jeśli wymagana jest bardzo wysoka precyzja cięcia, najczęściej wybieramy cięcie strumieniem wody. Maszyna do obróbki blachy tnąca strumieniem wody w procesie na zimno pozwala uzyskać niemal każdy żądany kształt, a obrabiany materiał chroniony jest przed wpływem ciepła. Jest to technologia cenowo porównywalna do cięcia laserem i stosunkowo droga, jeśli chodzi o konserwację.
Urządzenia do cięcia strumieniem wody produkują ESPE, FLOW, MITSUBISHI, PERNDORFER, OMAX i TECHNI.
Wielu producentów oferuje rozwiązania łączące atrakcyjne cenowo urządzenia tnące z zaawansowaną technologią CNC. Elementy zostają wycięte wypalarką, wykrawarką, a następnie skrawane frezem na automacie frezarskim CNC. W rezultacie niewielkim kosztem powstają niezwykle precyzyjne produkty, bo maszyny do obróbki skrawaniem dostępne są w niemal każdym zakładzie.
Obróbka skrawaniem
Obróbka skrawaniem obejmuje nie tylko toczenie profili i frezowanie pełnych elementów. Jest to najlepsza technologia, kiedy wymagane jest uzyskanie indywidualnych rezultatów, a nie cięcie wzdłużne. Najczęściej używaną obrabiarką do blachy, z wyłączeniem spawanych rur, jest frezarka CNC.
Znani producenci ręcznie obsługiwanych maszyn do blachy i automatów CNC to DECKEL, HERMLE, MIKRON, HAAS.
Gięcie
Używana giętarka do blachy
Przy odpowiednim stosunku szerokości i grubości blachę poddaje się procesowi gięcia. Znaczenie ma jedynie wielkość obrabiarki do blachy. Jeśli produkt i materiał tego wymagają, giętarki mogą mieć bardzo duże wymiary.
Zasada w tego typu maszynie do obróbki blachy, zarówno w giętarkach wykonujących cięcia wzdłużne, jak i kątowych, jest taka sama – blacha prowadzona jest pomiędzy trzema rolkami, które są ułożone względem siebie pod odpowiednim kątem, przez co uzyskuje się żądany kąt i głębokość cięcia.
Do procesu produkcji rur spawanych wzdłużnie giętarki muszą być odpowiednio długie, by zapewnić produkcję rury maksymalnej długości. Inaczej odbywa się to w przypadku rur spawanych spiralnie bez szwu - teoretycznie mogą być produkowane o dowolnym przekroju i długości, gdyż materiał pobierany jest bezpośrednio ze zwoju.
Obrabiarki do blachy tego typu stosuje się przy budowie karoserii samochodowych, kotłów czy zbiorników, a ich działanie odbywa się na tej samej zasadzie trzech rolek. Ich wymiary mogą być jednak znacznie mniejsze. Najprostsze giętarki można nawet obsługiwać ręcznie.
Do najbardziej znanych producentów giętarek do blach należą FASTI, KNUTH, HESSE i TOS.
Krawędziowanie
Jeśli blacha zamiast procesowi gięcia poddana ma być krawędziowaniu, używa się do tego maszyn do krawędziowania, czyli krawędziarek. Są to urządzenia do blach, które należą do podstawowego wyposażenia zakładów z branży obróbki stali. Krawędziarki są w stanie zagiąć blachę tylko wzdłużnie w jednym kierunku.
Zaginarki
Szczególną popularnością cieszą się zaginarki do blachy, które wykonują nie tylko gięcie cienkich blach, ale także krawędziowanie.
Prasy krawędziowe wykonują formujące obrabianie blachy wzdłuż krawędzi tworzonych przez stempel i matrycę. Posiadają one dwa równoległe tłoki, które poruszają narzędzie z regulowaną prędkością do określnej pozycji. Pozwala to na zaginanie elementów pod ściśle określonym kątem, w zależności od rodzaju i gabarytów obrabianego materiału. Im głębiej zostanie wykonany nacisk tym większy kąt krawędzi zostanie uzyskany.
Polecani producenci to AMADA, CIDAN, GEKA lub SCHECHTL.
Wytłaczanie i głębokie tłoczenie blach
Jeśli zachodzi potrzeba obróbki kształtowej, a nie wzdłużnej, stosuje się przede wszystkim prasy różnego rodzaju prasy. Najczęściej stosowane są prasy mimośrodowe, korbowe czy śrubowe, które wykonują tłoczenie blachy, formując żądane kształty jedynie w zakresie kilku milimetrów. Dlatego nie zawsze są wystarczającym urządzeniem. Często wtedy używa się pras głębokiego tłoczenia, które dzięki bardzo wysokiemu ciśnieniu mogą nadawać dowolny kształt.
Prasy te mogą kształtować blachę tylko w zakresie narzędzia, jakim dysponują. Kiedy chcemy zmienić kształt elementu, musimy wymienić także narzędzie prasy. Prasy służą głównie do produkcji wielkoseryjnej i są niezastąpionym urządzeniem w wielu branżach przemysłu na całym świecie.
Znani producenci urządzeń do obrabiania blachy tego typu to DIEFENBACHER, LAUFFER, SMG i SCHULER.
Kształtowanie blachy w maszynach „beznarzędziowych”
Maszyny tłocznikowe (wyoblarki)
Aby uzyskać dowolne kształty nie zawsze trzeba korzystać z maszyn dysponujących odpowiednim narzędziem. Ważnym urządzeniem w procesie produkcji prototypów i w dobrze wyposażonych warsztatach są urządzenia posiadające różnego rodzaju tłoczniki. Rezultatem ich pracy jest dowolny kształt obrabianej blachy.
Wyoblanie to odkształcenie plastyczne blachy bez przerwania jej ciągłości, wykorzystujące ruch obrotowy krążka blachy, którego krawędzie dociskane są przez rolki i stopniowo odchylane od początkowego położenia, aż do utworzenia symetrycznie i gładko wywiniętych krawędzi. Tłoczniki znakomicie radzą sobie z produkcją błotników do eleganckich oldtimerów. Na skalę przemysłową wykorzystuje się je do produkcji kształtowej najróżniejszych elementów, które poddawane są działaniu trzech walców. Tłoczniki są już dziś wyposażone w możliwość sterowania CNC, które zapewnia niezwykle wysoką precyzję wykonania.
Znani producenci tłoczników to GROB, LEIFELD i AWAB.
Kiedy z blachy ma powstać element o kształcie cylindrycznym, najczęściej wystarczające jest użycie prostej giętarki do produkcji elementów cylindrycznych. Jej praca polega, jak w innych tego typu maszynach, na wykorzystaniu trzech wałków. Najprostsze maszyny można obsługiwać ręcznie i często spotyka się je w warsztatach. Na skalę przemysłową giętarki stosuje się do produkcji rur, kotłów i elementów specjalnego przeznaczenia.
Producenci maszyn do obróbki blachy tego typu to między innymi HÄUSLER, FOMP, SCHÄFER, PIESOK i STÖLTING.
Prostowanie
Prostowarki
Prostowarki to urządzenia, które mają za zadanie prostowanie blachy, kiedy w procesach gięcia czy swobodnego kształtowania plastycznego nie można osiągnąć wymaganych tolerancji. Układ małych wałków i stempli pozwala na uzyskanie każdego zaprogramowanego rezultatu. Są to maszyny najbardziej kompleksowe, dlatego cena używanych maszyn do obróbki blach tego typu jest odpowiednio wysoka.
Wykrawanie blach
Wykrawarki również należą do najbardziej popularnych maszyn stosowanych w obróbce blachy. Nie powodują odkształcenia elementu, lecz jedynie odcinają żądany element z cienkiej blachy. Są w działaniu bardzo podobne do pras i czasem przejmują w produkcji ich funkcje.
Wykrawarki
Wykrawarki są, podobnie jak prasy, maszynami narzędziowymi, które aby odpowiednio wyciąć dany element wymagają użycia odpowiedniego narzędzia.
Znani producenci wykrawarek to ZERHOCH, AMT, ALBA i SCHLEICHER
Wykrawarki do naroży to urządzenia, na których możliwe jest odcinanie elementów o określonym przekroju z dowolnego rodzaju blachy.
Znane marki to KAMA, MUHR & BENDER czy PEDDINGHAUS.
Na co zwracać uwagę przy zakupie maszyny do obróbki blach?
Zanim w naszym parku maszynowym znajdzie się nowa lub używana obrabiarka do blachy, musimy wiedzieć, jakiego rodzaju urządzenia potrzebujemy. Ze wszystkich maszyn przemysłowych to właśnie obrabiarka do blachy jest najbardziej intensywnie użytkowana, dlatego przed zakupem trzeba ją poddać bardzo wnikliwej inspekcji.
Giętarki i krawędziarki
Gięcie cienkich blach nie naraża maszyny na zużycie w takim stopniu jak to się dzieje w przypadku niektórych innych urządzeń do blach. Siła nacisku jest wprawdzie duża aby uzyskać odpowiednią precyzję, ale nie prowadzi to do znacznego zużycia. Także krawędziarki i nożyce gilotynowe do cienkich blach są urządzeniami bardzo trwałymi i przez to służącymi wiele lat, o ile są użytkowane zgodnie z przeznaczeniem. Co kilka lat należy wymienić łożyska. W maszynach hydraulicznych co jakiś czas trzeba wymieniać przewody, wężyki, uszczelki itp. Używane maszyny do obróbki blach „beznarzędziowe” z reguły pozwalają na długoletnią eksploatację.
Prasy i wykrawarki
Prasy i wykrawarki produkowane są w bardzo dobrej jakości, ale trzeba wziąć pod uwagę intensywność obróbki blach i ogromne siły nacisku działające systematycznie na całą konstrukcję urządzenia. Czasem niewłaściwa obróbka blachy, czyli niezgodne z przeznaczeniem użytkowanie mogą sprawić, że konstrukcja z biegiem czasu może ulec deformacji. Dotyczy to głównie pras kolumnowych o konstrukcji typu „C”. Są to maszyny z bardzo dobrym dostępem roboczym, ale z powodu konstrukcji trzeba się liczyć ze stopniową utratą precyzji wykonania.
W przypadku używanych pras i wykrawarek często się zdarza, że samo narzędzie obróbkowe jest droższe od maszyny, na której pracuje. Dlatego przed zakupem używanej maszyny do blachy tego typu warto zainwestować w droższe urządzenia niż kupić to, co jest aktualnie najtańsze na rynku i nie ryzykować uszkodzenia drogiego narzędzia przez lichej jakości mechanizm taniej prasy.
Maszyny tnące – wypalarki, wykrawarki
Także elementy wewnętrzne urządzeń tnących ulegają zużyciu, któremu zapobiegać może jedynie intensywna konserwacja. I dotyczy to zarówno tanich wypalarek, jak i tych bardzo drogich typu aquajet. Narzędzie tnące ma wpływ na konstrukcję maszyny i może ją uszkodzić. Obrabianie blachy na takich urządzeniach wymaga też dość dużo miejsca. Dlatego przed zakupem należy sprawdzić, czy dana maszyna zmieści się w miejscu przeznaczenia.
Maszyny, które nie wymagają użycia narzędzi, jak giętarki, krawędziówki czy gilotyny, łatwo sprawdzić po wykonaniu próbnej obróbki. Daje to pewność właściwego zakupu i gwarantuje zakup atrakcyjnej cenowo używanej obrabiarki do blach, która posłuży jeszcze wiele lat.
Nie należy się obawiać zakupu używanej maszyny do obróbki blachy. Maszyny używane często zmieniają właściciela ze względu na dość dużą presję w zakresie innowacyjności, z którą musi się konfrontować cała branża. Wymagana precyzja wykonania jest coraz wyższa, a tę osiągają innowacyjne i technologicznie zaawansowane urządzenia do blach. Producenci, którzy chcą spełniać najbardziej wyśrubowane wymagania klientów sprzedają urządzenia na długo zanim zaczną się starzeć i rozpoczynają produkcję na najnowszych typach maszyn, co wywołuje efekt domina na całym rynku maszyn używanych. Korzystają na tym użytkownicy, którzy w ten sposób mogą nabyć dobre maszyny do blachy w atrakcyjnej cenie.
