Jedną z wielu zalet metali jest ich plastyczność. Ciągliwość, bo o niej mowa, sprawia, że metale odkształcają się pod naciskiem i nie pękają, co pozwala nadać metalowym detalom określony kształt i rozmiar. To jeden z powodów dla których ten niezwykle uniwersalny i trwały materiał wykorzystywany jest obecnie w bardzo różnorodnych zastosowaniach.
Do formowania metalowych detali - profili, rur, arkuszy blach i innych - używane są przeróżne urządzenia, ale jednym z najbardziej popularnych jest prasa krawędziowa.
Jak działa prasa krawędziowa?
Prasa krawędziowa to maszyna służąca do wykonywania powtarzalnych i precyzyjnych cykli gięcia metalowych blach, o różnej grubości, pod określonym kątem. Prasa wygina blachę opuszczając belkę gnącą ze stemplem na blachę ułożoną na matrycy przymocowanej do dolnej belki. Metal jest z reguły wyginany kilkakrotnie, aż do uzyskania pożądanego kształtu.
Prasy krawędziowe:
- mogą wywierać nacisk rzędu setek, a nawet tysięcy ton, co pozwala wykorzystać je do precyzyjnego gięcia grubych blach, np. stalowych.
- wykorzystują do formowania metalowych blach różne stemple i matryce w celu uzyskania różnych efektów końcowych.
- wyposażone są w automatyczny zderzak tylny, który pomaga w pozycjonowaniu i utrzymywaniu arkusza blachy na miejscu, co znacznie poprawia powtarzalność procesu produkcji.
Prasy krawędziowe mogą być używane do produkcji niewielkich detali, jak i bardzo długich elementów, w małych, jak i średnich seriach produkcyjnych. I właśnie ze względu na wszechstronność zastosowań stały się podstawowym elementem wyposażenia wielu hal produkcyjnych.
Prasy krawędziowe są klasyfikowane według technologii użytej do wprawiania w ruch belki gnącej ze stemplem i wywierania nacisku na obrabiany detal, tonażu oraz długości belki.
Rodzaje pras krawędziowych
W zależności od metody wprawiania w ruch belki gnącej ze stemplem i wywierania nacisku na obrabiany detal rozróżnia się pięć podstawowych typów pras krawędziowych:
Krawędziarki mechaniczne
To najstarszy typ pras krawędziowych, w których wykorzystywano koło zamachowe napędzane silnikiem elektrycznym. Prasy tego typu były dokładne, ale zostały wyparte przez prasy hydrauliczne, ponieważ wymagały zaangażowania ze strony operatora, co znacznie wydłużało cykl produkcji.
Krawędziarki pneumatyczne
Te prasy krawędziowe wykorzystują ciśnienie powietrza do poruszania belką gnącą ze stemplem. Są podobne do pras hydraulicznych, ale zwykle mają znacznie niższy tonaż.
Krawędziarki hydrauliczne
Hydrauliczne prasy krawędziowe wykorzystują ciśnienie wywierane przez płyn hydrauliczny do przesuwania belki gnącej i dociskania stempla od obrabianego przedmiotu. System hydrauliczny umożliwia precyzyjne i szybkie zmiany prędkości dojazdowej, roboczej oraz prędkości powrotnej belki, a w związku z tym, znaczne skrócenie cyklu produkcji.
Krawędziarki hydrauliczne są też bardzo dokładne, ponieważ umożliwiają doskonałą kontrolę ustawień oraz samego cyklu pracy. Są także proste w obsłudze i bardzo wszechstronne.
Krawędziarki serwo-elektryczne
Serwo-elektryczne prasy krawędziowe to najnowsze rozwiązanie umożliwiające precyzyjne wykonywanie skomplikowanych projektów z dużą ilością szczegółów. Do napędzania belki gnącej ze stemplem wykorzystują silnik elektryczny.
Są ciche, szybkie, ekonomiczne, zapewniają doskonałą powtarzalność produkcji, ale mają niższy tonaż niż prasy hydrauliczne. Jednak brak oleju hydraulicznego, elementów układu hydraulicznego i uszczelek znacznie upraszcza konserwację maszyny.
Kiedy mówi się o prasach krawędziowych, z reguły myśli się o rozwiązaniach serwo-elektrycznych lub hydraulicznych, ponieważ to właśnie one są najbardziej znane. Jednak decyzja o tym, jakiego typu prasy krawędziowej użyć, zależy oczywiście od zastosowań.
W przypadku dużej ilości produktów z blach niewymagających dużego tonażu, najlepszym wyborem będzie prasa serwo-elektryczna. Jeśli jednak formowane będą bardzo grube arkusze ze stali, lepsza okaże się krawędziarka hydrauliczna.
Zalety obydwu urządzeń łączy prasa hybrydowa.
Prasa hybrydowa
Hybrydowe prasy krawędziowe wykorzystują silniki ze szczelnym wałem połączonym ze zbiornikiem płynu hydraulicznego. Wał steruje pompą tłokową, która generuje ciśnienie hydrauliczne wykorzystywane do przesuwania belki gnącej ze stemplem.
System elektryczny pozwala sterować ruchem belki gnącej za pomocą przekładni napędzanych przez śruby kulowe. Ze względu na obecność elementów mechanicznych prasy hybrydowe są głośniejsze, ale - z drugiej strony - są bardziej ekonomiczne, a także mają większy tonaż przy zachowaniu precyzji i szybkości działania oferowanej przez krawędziarki serwo-elektryczne.
Krawędziarki są często wyposażone w układy sterowania CNC, które nie tylko pozwalają kontrolować pracę samej prasy, ale także sprawnie zaprogramować proces cięcia zgodnie z wymiarami produktu końcowego, a nawet zoptymalizować cykl produkcji.
Prasy krawędziowe CNC pozwalają uzyskać niezwykłą precyzję wykonania produktów końcowych przy zachowaniu dużej szybkości produkcji. Niskie koszty użytkowania takich pras w połączeniu z precyzją obróbki i doskonałą powtarzalnością sprawiają, że krawędziarki CNC są coraz bardziej popularnym rozwiązaniem.
Proces gięcia blach może zostać także zautomatyzowany, a prasy krawędziowe mogą być obsługiwane przez współpracujące z nimi roboty, co jest szczególnie przydatne w przypadku rozwiązań tandemowych, które łączą kilka jednostek gnących pracujących jednocześnie.
Większość pras jest obecnie wyposażona w bariery świetlne lub osłony chroniące operatora, a także laserowe systemy pomiarowe pozwalające precyzyjnie określić położenie detalu i przesłać te dane do sterownika CNC. Krawędziarki do blach wyposażone w systemy pomiarowe mogą dokładnie ustawić kolejny ruch, pozwalając operatorowi skupić się na obrabianym arkuszu metalu, co znacznie skraca proces produkcji.
Zastosowania pras krawędziowych
Prasy krawędziowe pozwalają nadać metalowym detalom kształt zgodny z założeniami projektowymi, a także zwiększyć ich sztywność. Z tego względu są wykorzystywane do produkcji metalowych obramowań, obudów, wsporników i detali wykorzystywanych są w wielu branżach, takich jak:
- przemysł samochodowy, lotniczy i stoczniowy do produkcji różnego typu elementów, a nawet łopatek śrub napędowych
- przemysł budowlany do produkcji niestandardowych elementów dachów i fasad, metalowych zbiorników, detali i konstrukcji
- przemysł maszynowy do wytwarzania różnego typu elementów i części maszyn
- przemysł meblowy i wyposażenie gospodarstwa domowego
- przemysł reklamowy do produkcji bilbordów, stojaków i znaków.
Elementy formowane przy pomocy krawędziarki do blach mogą być wykorzystywane w niezwykle dużej liczbie zastosowań, nawet tak nietypowych, jak klatki do nurkowania wśród rekinów czy broń.
Co należy wziąć pod uwagę podczas gięcia metalu za pomocą prasy krawędziowej?
Prasy krawędziowe mogą wykonywać wiele różnych rodzajów gięć na wielu różnych typach metali. Z tego względu podczas przygotowywania procesu gięcia i programowania maszyny, należy wybrać odpowiedni typ matrycy i stempla oraz właściwą siłę gnącą.
Ważne jest także uwzględnienie rodzaju materiału ze względu na różne właściwości fizyczne poszczególnych metali. Na przykład stal wysokowęglowa jest mniej podatna na zginanie przez prasę krawędziową, niż stopy aluminium ze względu na różnice w ciągliwości i wytrzymałości tych materiałów. Metale charakteryzują się też określonym minimalnym promieniem gięcia, do którego można zgiąć materiał bez jego uszkodzenia.
Duży wpływ na proces gięcia mają matryca i stempel zamontowane w prasie krawędziowej. Matryca to twardy element z odpowiednim wgłębieniem, na który nakłada się metal przed gięciem. Jest zbliżona kształtem do zaplanowanego kształtu giętego metalu. Z kolei stempel to twarde, metalowe narzędzie opuszczane na arkusz giętego metalu. Ponieważ nacisk stempla na metal i matrycę powoduje zginanie metalu, oba kształty muszą być odpowiednio dobrane do kształtu produktu końcowego. Prasy krawędziowe są zwykle zaprojektowane w taki sposób, by można było w prosty sposób dokonać wymiany matrycy oraz stempla i dostosować urządzenie do różnorodnych zadań.