Buigen

Buigen is een metaalvormproces waarbij vlakke platen of strips met mechanische kracht worden gevormd tot V--vormen, U--kanalen, rondingen of complexe geometrieën. Hieronder vindt u een gedetailleerd overzicht van het buigproductieproces, met methoden, apparatuur en belangrijke overwegingen.

 

Beschrijving

 

Buigen betekent het veranderen van de vorm zonder het volume te veranderen. Nauwkeurig buigen hangt af van belangrijke factoren zoals materiaaltype, materiaaldikte, buighoek, buigtoeslag (de mate waarin het materiaal kan worden gebogen zonder te breken). Het is belangrijk om de integriteit van het werkstuk tijdens het buigproces te behouden.

 

Buigoplossingen

 

Onder de oplossingen voor de fabricage van plaatmetaal heeft buigen de voorkeur vanwege de kosteneffectiviteit en veelzijdigheid ervan, omdat het complexe vormen kan genereren uit één enkel stuk metaal, waardoor de montagetijd en -kosten worden verminderd. Ondertussen is het mogelijk om snel een groot aantal onderdelen te produceren. Bovendien resulteren metaalbuigprocessen vaak in minimaal afval, waardoor de materiaalefficiëntie wordt bevorderd. Moderne buigtechnieken en -gereedschappen kunnen op efficiënte wijze een verscheidenheid aan metalen verwerken, van zacht staal, aluminium, roestvrij staal, messing en koper, waardoor de toepasbaarheid van de techniek in de industrie wordt vergroot. Hieronder vindt u een korte samenvatting van buigtechnieken:

 

Buigmethoden en -apparatuur
Methode	Apparatuur	Beste voor	Tolerantie
Druk op de rem buigen	Hydraulische/kantpers	V/U-bochten met hoge-precisie	±0,1–0,5 mm
Rolbuigen	3-rollen/piramiderol	Gebogen panelen, cilinders	±0,5–2 mm
Vouwen	Paneelvouwmachine	Grote plaatwerkdelen	±0,2–1 mm
Roterend trekbuigen	CNC-buisbuiger	Buisbochten met een strakke-radius	±0,1–0,3 mm
Lucht buigen	Kantpers (open matrijs)	Flexibele, goedkope-tooling-buigingen	±0,2–0,8 mm

 

Buigformules en berekeningen

 

Hieronder vindt u de basisbuigformules en -berekeningen voor de metaalproductie, met betrekking tot kantpersbewerkingen, buigtoeslagen, tonnagevereisten en terugveringscompensatie. Deze formules kunnen worden beschouwd als algemene richtlijnen omdat de werkelijke materiaaldikte tolerantie en variatie in mechanische eigenschappen kent. Daarom moeten de operators tijdens het bemonsteringsproces het gereedschap, de kracht en de buighoek nauwkeurig afstemmen.

 

1. Buigtoeslag (BA)=[(π × buighoek) / 180] × (straal + K-factor × dikte)

Opmerking: K-Factor varieert per metaalmateriaal

√Zacht staal: 0,30-0,35, 0,33 wordt algemeen aanvaard vanwege zijn consistentie.

√Aluminium: 0,4-0,5 (zoals 5052 en 6061), hogere K vanwege grotere rek.

√Roestvrij staal (304 en 316): 0,35–0,45, hard-wordt hard en lagere K voor gegloeide kwaliteiten.

√Koper (C110, C101): 0,35-0,45, varieert afhankelijk van de temperatuur

√ Messing: 0,35-0,42, vergelijkbaar met roestvrij staal maar minder terugverend, en het is belangrijk om de neutrale aspositie te bepalen (waar het materiaal niet uitrekt of comprimeert).

 

2. Berekening van de buigkracht op basis van luchtbuigen

Kracht (ton) =(1,42 x treksterkte (MPa) × lengte (mm) x dikte^2 (mm) / matrijsopening (mm)

Voorbeeld:

Materiaal: 304 roestvrij staal (600 MPa treksterkte)

Lengte: 1000 mm

Dikte: 3 mm

Matrijsopening: 24 mm

Kracht=(1,42 × 600 × 1000 ×3^2)/24≈34,6 metrische ton

 

3. Buigaftrek (BD) (past het platte patroon aan voor materiaalrek/compressie)

BD=2 × (OSSB-BA)

Buitenhoek (OSSB)=Geelbruin (buighoek/2) x (straal + dikte)

Voorbeeld:

Buighoek: 90 graden

Straal: 4 mm

Dikte: 2 mm

BA=5.7mm

OSSB=bruin(45 graden )×(4+2)=6 mm

Daarom BD=2×(6−5,7)=0.6 mm

 

4. Terugveringscompensatie

Opmerking: het is een zeer belangrijke factor die verband houdt met het terugveren van metaalmateriaal na-buigen.

Formule: Overbuighoek=Doelhoek×(1+Terugveringsfactor)

Terugveringsfactor voor verschillende metalen

√Zacht staal: 1 graad –3 graad per bocht van 90 graden

√Roestvrij staal: 5 graden –10 graden

√Aluminium: 2 graden –5 graden

√Koper 1 graad – 4 graad, varieert afhankelijk van de temperatuur

√Messing (4 graden –8 graden), messing heeft normaal gesproken een hoge terugveringsfactor en daarom is het moeilijk om zeer nauwe toleranties te hanteren.

Er zijn vier factoren die de terugvering beïnvloeden:

√Materiaal hardheid

√Buigradius (R)

√Buighoek

√Materiaal dikte

​

5. Minimale buigradius (voorkom scheuren)

Minimale straal=Materiaaldikte × vermenigvuldiger

Vermenigvuldiger

√Zacht staal: 0,5–1,0

√Roestvrij staal: 1,0–2,0, 1,0 T voor gegloeid, 2,0 T voor koud-bewerkt.

√Aluminium: 0,8–1,5, 0,8T voor zacht, 1,5T voor hard (bijv. 6061-T6).

√Koper: 0,5–1,0, 0,5T voor zacht (O-temper), 1,0T voor hard (H-temper)

√Messing: 0,6-1,2, 0,6T voor gegloeid, 1,2T voor hard.

 

6. Berekening van de buigontlasting (voorkom scheuren aan de uiteinden van de bocht)

Reliëfbreedte Groter dan of gelijk aan de materiaaldikte

Reliëfdiepte Groter dan of gelijk aan Straal+Dikte

 

 

Veelvoorkomende buigdefecten en oplossingen

 

Metaalbuigen is een zeer belangrijk productieproces in verschillende industrieën, waarbij precisie en expertise vereist zijn om onderdelen van hoge- kwaliteit te produceren. Hieronder vindt u een korte lijst met veelvoorkomende buigdefecten met oplossingen.

 

Veelvoorkomende buigdefecten en oplossingen
Defect	Oorzaak	Oplossing
Terugvering	Materiaalelasticiteit	Overbuighoek, gebruik dieptematrijzen
Kraken	Scherpe buigradius	Vergroot de straal, laat materiaal uitgloeien
Kromtrekken	Ongelijkmatige spanningsverdeling	Gebruik een gespreide buigvolgorde
Oppervlakte krassen	Slechte afwerking van het gereedschap	Matrijzen polijsten, beschermfolie gebruiken

 

Fabmann maakt gebruik van moderne afkantpersoplossingen met simulatiesoftware waarmee we het buigproces en -effect vóór de productie kunnen visualiseren, en waarmee we potentiële defecten kunnen identificeren en de buigproductieoplossingen voor onze klanten kunnen optimaliseren.