Trouw aan vorm:de waarde van metaalspinnen en hydrovormen

Zijn uw onderdeelhoeveelheden te laag voor een vormende matrijs? Heeft u alleen een prototype nodig? Hier zijn twee alternatieven voor stempelen en dieptrekken die de aandacht verdienen:metaalspinnen en hydrovormen.

Onderdelen in de vorm van hoge hoeden, mengkommen en raketneuskegels zijn eenvoudig genoeg om te maken, maar het produceren van grote hoeveelheden betekent doorgaans investeren in een vormmatrijs. Dit kan aanzienlijke kosten met zich meebrengen voor een project waarvoor slechts een handvol onderdelen nodig is, en weken of maanden voor de levertijd.

Het goede nieuws is dat er opties zijn:Hydroforming en metaalspinnen zijn volwassen, voorspelbare bewerkingsprocessen, hoewel ze over het algemeen niet goed worden begrepen.

Beide metaalbewerkingsbenaderingen zijn in staat om te concurreren op werk met een lager volume waarvoor anders speciale gereedschappen nodig zouden zijn en onderdelen te leveren die anders onpraktisch zouden zijn om te produceren. Dit is wat u moet weten over het spinnen en hydrovormen van metaal.

Wat is metaalspinnen in de maakindustrie?

Voor die machinisten die citeren over onderdelen die op kommen en hoge hoeden lijken en zich afvragen hoe die onderdelen worden gemaakt, is dit iets voor jou. Het spinnen van metaal werkt door metalen platen voorzichtig over een doorn te persen die is bewerkt tot dezelfde vorm en grootte als de binnenkant van het gewenste werkstuk.

Het is meestal een "koud" proces dat het helpt om in krappe ruimtes en om hoeken te stromen of waar werkverharding een probleem is. Let op:er kan een steekvlam worden gebruikt om het metaal kneedbaarder te maken.

Elk ductiel metaal is geschikt voor het spinnen van metaal, inclusief aluminium, koper, messing, koolstof en roestvrij staal, en superlegeringen, zoals titanium en Inconel.

Als u bijvoorbeeld een roestvrijstalen bel wilt maken, monteert u eerst een klokvormige doorn op een draaispil. De doorn kan worden gemaakt van hout, hard plastic of metaal voor grotere volumes.

Er is een schijf nodig die iets groter is dan de maximale lengte van het buitenoppervlak van de bel en deze is vrij dun - ongeveer 1/8 inch, maar dit hangt af van de grootte van de bel. Sommige speciaalzaken suggereren dat materialen tot 1 inch of dikker kunnen worden gesponnen.

Zie metaal spinnen in actie. Bron:Goede machine

De schijf wordt vervolgens aan het uiteinde van de doorn geplaatst en er tegenaan gedrukt met een roterend drukkussen, vergelijkbaar met een op een losse kop gemonteerd live center. Zodra de spil van de draaibank is ingeschakeld, wordt een gereedschap dat toepasselijk een "lepel" wordt genoemd, gebruikt om druk uit te oefenen, waardoor het metaal geleidelijk in de gewenste vorm wordt gedwongen.

Het is vaak een handmatig proces. Ambachtslieden draaien al metalen onderdelen zolang er draaibanken en sterke armen zijn. Er zijn echter ook CNC-spinmachines beschikbaar die een grotere nauwkeurigheid en productiviteit bieden. In dit geval zou een tool in de vorm van een roller worden gebruikt.

Er is heel weinig afval bij het spinnen van metaal.

In het belvoorbeeld zou het enige schroot een smalle ring rond de basis van de bel zijn die na het vormen wordt weggesneden. Uniforme wanddiktes met een nauwkeurigheid tot +/- 0,015” zijn mogelijk met CNC, evenals spiegelafwerkingen, ervan uitgaande dat een lepel of rolgereedschap in polijststijl wordt toegepast. Als dit niet het geval is, zijn er mogelijk enkele gereedschapsmarkeringen zichtbaar.

 Wilt u een technische vraag beantwoorden? Vraag het MSC Metalworking Tech Team op het forum.

Wat is hydroforming in de productie?

Hydroforming heeft enkele overeenkomsten met het spinnen van metaal, maar het verplaatsingsmechanisme is heel anders. Er wordt bijvoorbeeld een plano gebruikt dat iets groter is dan het voltooide werkstuk als uitgangspunt.

Het hoeft niet rond te zijn - hydroforming kan veelhoeken en onregelmatig gevormde werkstukken opleveren, op voorwaarde dat de hoeken afgerond zijn. Er kan een grote verscheidenheid aan ductiele metalen worden gevormd, vergelijkbaar met het spinnen van metaal; hydroforming geeft echter de voorkeur aan dunnere maatmaterialen en complexere onderdeelgeometrieën.

Er is een doorn bij betrokken, maar deze draait niet en er is geen lepel of rolgereedschap nodig. In plaats daarvan wordt de doorn op het bed van een machine geplaatst die veel lijkt op elke andere vormpers. Denk in dit geval aan de doorn als een mannelijke stoot.

Let op:u kunt meerdere doornen tegelijk gebruiken, ook die met verschillende vormen. Het verschil is de aanwezigheid van een elastomere blaas die werkt als een matrijs.

Zie hydroforming in actie. Bron:Jones Metal Products

Hydrovormingstechnieken:vloeistofcelvorming

Er zijn verschillende hydroformingtechnieken, waaronder hydroforming met vloeibare cellen, hydroforming van buizen, hydroforming door dieptrekken en andere. Ze zijn allemaal afhankelijk van hydraulische druk, maar sommige laten het gebruik van vrouwelijke doornen toe, net als bij het spinnen van metaal. Andere typen gebruiken een mechanisme om de materiaalranden vast te pakken om kreuken te voorkomen, en sommige verplaatsen de doorn in plaats van de blaas.

Laten we, om hydroforming in actie te illustreren, kijken naar hydroforming met vloeibare cellen.

Zodra het onbewerkte werkstuk over de doornen is geplaatst, valt de ram op zijn plaats, omsluit de werkruimte en wordt duizenden ponden hydraulische druk uitgeoefend. Dit dwingt de blaas tegen het materiaal en vormt zich naar de mannelijke vormen eronder.

Zie het als een proces van dieptrekken. Het is misschien een te grote vereenvoudiging, maar het is een complex proces - en het kan veel meer stappen omvatten, afhankelijk van de gebruikte hydrovormtechniek.

Heeft u meer assen nodig om meer onderdelen te produceren? Leren hoe. Lees " Is het tijd om hoogwaardige bewerkingen te omarmen? ”

Wat zijn de voordelen van metaalspinnen en hydrovormen?

Metaalspinnen en hydrovormen zijn uitstekende alternatieven voor traditioneel dieptrekken, omdat investeringen in gereedschap een kleinere fractie vormen van traditionele vormprocessen. De insteltijden zijn ook korter en de flexibiliteit is vergroot.

Deze technologieën kunnen ook concurrerend zijn in scenario's met een hoger volume, vooral bij hydroforming. Het wordt veel gebruikt in de lucht- en ruimtevaart- en auto-industrie voor een reeks complexe componenten op productieniveau.

Welke nadelen of voordelen vindt u bij dieptrekken? Heb je spinnen of hydroformen geëvalueerd? Praat met uw collega's op het metaalbewerkingsforum. [registratie vereist]