نظرة عامة على ماكينات التشكيل بالدرفلة على البارد

ماكينات التشكيل بالثني على البارد تُستخدم لثني وتشكيل الصفائح المعدنية في مقاطع جانبية مخصصة من خلال عملية درفلة تدريجية ومستمرة. وهي مثالية لإنتاج كميات كبيرة من الأجزاء مثل ألواح الأسقف، والأوتاد الفولاذية، والمزاريب، وألواح الأبواب، إلخ. تشمل الميزات الرئيسية ما يلي:

• ثني صفائح يصل سمكها إلى 3 مم من مواد مختلفة مثل الفولاذ والألومنيوم والنحاس الأصفر والنحاس وغيرها.
• تشكيل ملامح معقدة ودقيقة من خلال سلسلة من البكرات المرتبة
• عملية مستمرة مع سرعة قابلة للتعديل لإنتاجية عالية
• التحكم بالكمبيوتر للتشكيل الدقيق الأوتوماتيكي
• بصمة مدمجة مناسبة لدمج المصنع
• تكاليف أدوات أقل من مكابس الكبس أو طرق التصنيع الأخرى

أنواع آلات التشكيل بالدرفلة على البارد

هناك عدة أنواع من ماكينات التشكيل على البارد التي توفر مستويات مختلفة من المرونة والأتمتة وقدرات الإنتاج:

الجدول 1: أنواع ماكينات التشكيل على البارد

المكونات الرئيسية لماكينة التشكيل بالدرفلة على البارد

تشمل المكونات الرئيسية لماكينة التشكيل على البارد النموذجية ما يلي:

الجدول 2: مكونات ماكينة التشكيل بالدرفلة على البارد

التصميم ومبدأ العمل

يعمل التشكيل بالدلفنة على البارد عن طريق التغذية المستمرة لشريط مسطح من الصفائح المعدنية من خلال سلسلة من القوالب الأسطوانية لتشكيل المادة تدريجيًا في شكل جانبي مصمم. ومع مرور المادة من خلال كل زوج من الأسطوانات، يتم تشكيلها تدريجياً حتى يتم الوصول إلى الشكل النهائي.

يتم ترتيب البكرات على طول محطات التشكيل التدريجي في تسلسل يسمح بثني المواد دون إجهاد زائد. يتم تصميم الأسطوانة وموضعها هندسيًا خصيصًا للمظهر الجانبي الذي يجب تشكيله. عادةً ما يمكن استخدام حوالي 12-16 زوجًا من البكرات اعتمادًا على مدى تعقيد الجزء.

يتم وضع مواد التشحيم على الصفيحة المعدنية لتقليل الاحتكاك أثناء مرورها عبر البكرات بسرعات عالية. وتساعد مواد التشحيم أيضًا في الحفاظ على نعومة السطح. يمكن استخدام الطلاءات الكيميائية لمقاومة التآكل أو الحماية من الأشعة فوق البنفسجية بعد التشكيل.

التطبيقات والملفات الشخصية المنتجة

يمكن أن ينتج التشكيل بالدلفنة على البارد مجموعة واسعة من المكونات المعدنية المشكلة. وتشمل التطبيقات النموذجية ما يلي:

الجدول 3: تطبيقات التشكيل بالدرفلة على البارد

يمكن تشكيل أي شكل جانبي مفتوح تقريبًا، بدءًا من الأقواس والأضلاع والانحناءات البسيطة إلى الأشكال الهندسية المعقدة ذات الثقوب والنقوش. قد تتطلب المقاطع المغلقة المجوفة بكرات متخصصة. تشمل المقاطع الجانبية الشائعة ما يلي:

• القنوات C
• زدز
• الزوايا
• أقسام القبعات
• أنبوب صندوقي
• أنابيب مشكلة
• أضلاع مخصصة، خرز مخصص، خرز

المواصفات

تتوفر ماكينات التشكيل على البارد في مجموعة واسعة من الأحجام والمواصفات لإنتاج أجزاء صغيرة إلى ألواح كبيرة يصل عرضها إلى 3 أمتار. تشمل المعلمات الرئيسية ما يلي:

الجدول 4: مواصفات ماكينة التشكيل على البارد

تتوفر ماكينات أكبر حجماً وأكثر قوة لخطوط الإنتاج المستمرة ذات الحجم الكبير المتخصصة. يمكن تصميم ماكينات مخصصة لملامح ومواصفات خاصة.

تصميم أدوات الدرفلة وتصنيعها

إن مفتاح نجاح التشكيل بالدلفنة هو الهندسة الدقيقة للقوالب الدوارة. يتم تصميم أدوات الدرفلة بناءً على مواصفات التشكيل الجانبي المطلوبة وخصائص التشوه البلاستيكي للمادة.

يجب أن يأخذ تصميم أدوات الدرفلة في الاعتبار معلمات مثل سُمك المعدن والعرض وقوة الخضوع ونصف قطر الانحناء والرجوع إلى الخلف وما إلى ذلك لحساب الوضع الأمثل للبكرة والأشكال الهندسية. تُستخدم أدوات التصميم بمساعدة الحاسوب ثلاثية الأبعاد والتصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) وأدوات محاكاة المحاسبة الآلية لمحاكاة تدفق المواد والضغوط للتحقق من صحة مسارات الأدوات.

يتم تشكيل قوالب البكرات باستخدام الحاسب الآلي من سبائك الصلب. تُستخدم البكرات ذات القطعة الواحدة للأشكال الشائعة مثل الأقواس والأضلاع. تسمح البكرات المنقسمة متعددة الأجزاء بتشكيل أشكال جانبية أكثر تعقيدًا. تتيح أنظمة التبديل السريع باستخدام الفواصل والحشوات المرونة في التشكيلات المختلفة.

اعتبارات تصميم العملية

بعض عوامل العملية الرئيسية التي يجب مراعاتها أثناء التشكيل بالدرفلة على البارد:

الجدول 5: اعتبارات عملية التشكيل بالدرفلة على البارد

من الضروري إجراء تصميم وتجارب دقيقة لضبط المعلمات المتفاعلة من أجل عملية قوية. يمكن أن تحدث عيوب مثل الالتواء والتجعد والتجعيد والتجعيد والتمزق إذا لم يتم التحكم فيها بشكل صحيح.

المصنعون والموردون

تشمل بعض الشركات المصنعة الرئيسية الموردة لمعدات التشكيل على البارد ما يلي:

الجدول 6: الشركات المصنعة لمعدات التشكيل على البارد

وبالإضافة إلى الموردين الدوليين الكبار، يقدم العديد من المصنعين الإقليميين أيضًا ماكينات التشكيل على البارد. عند اختيار أحد الموردين، يجب تقييم عوامل مثل جودة التصنيع، والدعم الهندسي، والتكلفة، والمهلة الزمنية، وخدمات الصيانة.

اعتبارات التكلفة

تمثل معدات التشكيل على البارد استثمارًا رأسماليًا كبيرًا، ولكنها يمكن أن تسدد من خلال الكفاءات التشغيلية وتقليل العمالة في أحجام الإنتاج العالية. عوامل التكلفة الرئيسية:

الجدول 7: عوامل تكلفة ماكينات التشكيل على البارد

يمكن أن تكلف خطوط الإنتاج الأكبر حجمًا المزودة بآلات فك اللفائف والقطع وأجهزة التمليس وما إلى ذلك أكثر من مليون دولار. وتشمل تكاليف التشغيل الصيانة وقطع الغيار والمواد الاستهلاكية مثل مواد التشحيم والطلاء واستهلاك الكهرباء.

اختيار المورد المناسب

العوامل الرئيسية عند اختيار مورد ماكينات التشكيل على البارد:

الجدول 8: اختيار مورد ماكينات التشكيل على البارد

يجب أن يكون المصنعون ذوو السمعة الطيبة على استعداد لتقديم إحالات للمشترين السابقين. ويوصى بشدة القيام بزيارات ميدانية للمنشآت القائمة أثناء التأهيل.

التركيب والتشغيل

إجراءات التركيب والتشغيل المناسبة ضرورية للتشكيل بالدلفنة الآمن والفعال والجيد:

الجدول 9: تركيب ماكينة التشكيل بالدرفلة على البارد وتشغيلها

يجب ألا يقوم بتشغيل الماكينة إلا الأفراد المدربين تدريبًا مناسبًا بعد وضع إجراءات السلامة الكاملة. الصيانة السليمة أمر بالغ الأهمية لمنع الأعطال والعيوب غير المخطط لها.

مزايا التشكيل بالدرفلة على البارد

الفوائد الرئيسية لماكينات التشكيل بالثني على البارد:

• عملية مستمرة عالية الإنتاجية للإنتاج بكميات كبيرة
• جودة الأجزاء المتسقة والقابلة للتكرار
• القدرة على تشكيل ملفات تعريف مخصصة معقدة
• انخفاض تكاليف الأدوات مقارنة بطرق التصنيع الأخرى
• الإنتاج القابل للتطوير عن طريق إضافة عمليات مدمجة
• معلمات قابلة للتعديل من خلال التحكم باستخدام الحاسب الآلي الرقمي
• الحد الأدنى من العمليات الثانوية المطلوبة بعد التشكيل
• مناسب لمجموعة متنوعة من المواد بدءًا من المقاييس الرقيقة وحتى المعادن السميكة
• القوة والجاذبية الجمالية للأجزاء المشكلة بالدلفنة
• تشغيل أكثر أماناً مقارنةً بتقنيات ثني المعادن يدوياً

حدود وتحديات التشكيل بالدرفلة على البارد

تتضمن بعض العوائق والصعوبات ما يلي:

• ارتفاع التكلفة الرأسمالية الأولية للمعدات والأدوات
• مهلة زمنية طويلة لتصميم وتصنيع قوالب القوالب الدوارة
• غير اقتصادية لأحجام الإنتاج المنخفضة جدًا
• قيود الحجم بناءً على سعة الماكينة
• المهارة المطلوبة لتصميم أدوات الدرفلة المناسبة لتجنب العيوب
• إمكانية خدش سطح المادة أثناء التشكيل
• توليد الضوضاء التي تتطلب تدابير للحد من الضوضاء
• متطلبات الصفيحة في شكل لفائف بعرض محدد

تحليل توفير التكاليف

فيما يلي مثال لتحليل التكلفة لعينة من سيناريو الإنتاج بكميات كبيرة:

• مطلوب كمية شهرية تبلغ 100,000 قطعة تسقيف قناة C شهرية
• قناة على شكل حرف C بطول 12 قدمًا مع حواف مطوية
• المادة هي 0.05″ سمك الألومنيوم 5052 بوصة

الجدول 10: مقارنة التكلفة - التشكيل بالدلفنة مقابل التصنيع اليدوي

يوضح هذا التحليل البسيط أنه على الرغم من ارتفاع الاستثمار الأولي للمعدات، فإن وفورات العمالة في التشكيل بالدلفنة تجعلها اقتصادية في سيناريوهات حجم الإنتاج المتوسطة إلى العالية. يمكن حساب نقاط التعادل الدقيقة من خلال نمذجة أكثر تفصيلاً للتكلفة.

التشكيل على البارد بالدرفلة على البارد مقابل ثني المكابس بالضغط

التشكيل بالدلفنة على البارد وثني المكابس بالكبس هما عمليتان شائعتان لتصنيع الصفائح المعدنية. وفيما يلي مقارنة بين الطريقتين:

الجدول 11: مقارنة بين التشكيل بالدلفنة مقابل مكابح الضغط

وباختصار، فإن التشكيل بالدلفنة هو الأنسب للإنتاج المستمر بكميات كبيرة بينما تتيح مكابح الكبس مرونة أكبر للكميات الأقل والمكونات المخصصة.

الأسئلة المتداولة

س: ما هي مواد الصفائح المعدنية التي يمكن تشكيلها بالدرفلة؟

ج: معظم المعادن القابلة للسحب بما في ذلك الفولاذ منخفض الكربون والفولاذ المقاوم للصدأ والألومنيوم والنحاس والنحاس الأصفر. يتم تحقيق أفضل النتائج مع المواد في حالة التلدين. قد تحتاج السبائك عالية القوة للغاية إلى تلدين وسيط.

س: ما نطاق السماكة التي يمكن تشكيلها على البارد؟

ج: يُستخدم التشكيل بالدلفنة على البارد القياسي عادةً في تشكيل المعادن التي يتراوح سمكها بين 0.3 مم إلى 3 مم. تتطلب المواد الأكثر سمكًا ماكينات ذات سعة حمولة لفات أعلى. تتطلب الرقائق الأرق التي يقل سمكها عن 0.2 مم معالجة خاصة.

س: كم عدد محطات التشكيل المطلوبة للملفات الشخصية النموذجية؟

ج: تتطلب معظم التشكيلات الشائعة مثل قنوات C وU والأضلاع والمزاريب من 10 إلى 16 محطة. قد تحتاج التشكيلات الجانبية الأكثر تعقيدًا أو الأطول إلى أكثر من 20 محطة. يمكن تشكيل المقاطع الجانبية الأعمق من خلال سلسلة من المحطات المزدوجة.

س: ما هي العيوب التي يمكن أن تحدث أثناء التشكيل على البارد؟

ج: يمكن أن تحدث عيوب مثل التجاعيد والالتواء والالتفاف والتوهج والانقسام والخدش إذا لم يتم تحسين معلمات العملية وتصميم الأداة. يجب إجراء محاكاة FEA والنماذج الأولية.

س: هل التزييت مطلوب أثناء التشكيل بالدلفنة على البارد؟

ج: نعم، يجب استخدام مادة تشحيم مناسبة لتقليل الاحتكاك بين سطح الصفيحة والأدوات. فهو يقلل من قوى الدرفلة المطلوبة ويحسن من تشطيب السطح.

س: ما المدة التي يستغرقها تصميم وتصنيع ماكينات التشكيل بالدرفلة؟

ج: بالنسبة لماكينات الكتالوجات القياسية، يمكن أن تتراوح المهلة الزمنية من 4 إلى 8 أسابيع. أما الماكينات المخصصة ذات خطوط الإنتاج فتتطلب هندسة أكثر شمولاً وينبغي النظر في تقديرات تصل إلى 6 أشهر.

س: ما هو معدل الإنتاج النموذجي لماكينات التشكيل على البارد؟

ج: يعتمد معدل الإنتاج على مدى تعقيد المظهر الجانبي وطول الجزء المشكّل. السرعات النموذجية هي 10 - 100 قدم/دقيقة. قد تتطلب الأجزاء الطويلة جدًا سرعات أبطأ وبكرات دعم أبطأ.

س: هل عملية التشكيل بالدرفلة على البارد مناسبة لأحجام الإنتاج المتوسطة؟

ج: نعم، يمكن أن تكون الماكينات ذات التبديل السريع اقتصادية بالنسبة للأحجام المتوسطة من 5000 إلى 10000 قطعة/شهر عن طريق التبديل بين التشكيلات.

س: ما هي الصيانة الدورية المطلوبة لماكينات تشكيل بكرات الثني على البارد؟

ج: تشمل الصيانة تشحيم المحامل والأعمدة، وفحص البكرات البالية واستبدالها، وتنظيف الترسبات على الأدوات، وفحص شد السير ومحاذاته.

استنتاج

يوفر التشكيل بالدلفنة على البارد عملية مثالية للإنتاج المستمر بكميات كبيرة من التشكيلات المعدنية في العديد من الصناعات. وقد أصبحت الماكينات متطورة للغاية مع الأتمتة التي يتم التحكم فيها وقدرات التبديل السريع بين التشكيلات. تضمن قوالب الدرفلة المصممة بدقة هندسية عالية وقادرة على إنتاج أشكال معقدة إلى جانب عمليات المراقبة التلفزيونية معايير جودة عالية باستمرار. ومن خلال الاختيار المناسب للماكينات وتصميم الأدوات والتحكم في العملية، يوفر التشكيل بالدلفنة على البارد حلاً فعالاً للتصنيع لإنتاج مكونات الصفائح المعدنية المشكلة على نطاق واسع.

معرفة المزيد تشكيل اللفائف