budnews.pl

Obróbka plastyczna: problemy i potencjał

Obróbka plastyczna metali

Obróbka plastyczna to nadawanie materiałowi kształtu poprzez jego deformację. Proces ten można prowadzić na zimno, półgorąco lub gorąco w zależności od zakresu modyfikacji oraz charakterystyki materiału wyjściowego i gotowego produktu. W każdym przypadku jednak pojawiają się pewne ograniczenia związane z tym procesem.

Odkształcanie zmienia strukturę

Właściwości techniczne materiału wynikają wprost z jego struktury wewnętrznej. Obróbka plastyczna metali sprawia, że zaburzeniu ulega struktura krystaliczna odpowiedzialna za sztywność i ogólną zdolność materiału do przenoszenia naprężeń. Zakres i wielkość tych zmian są różne dla poszczególnych stopów i technik obróbki, natomiast w każdym przypadku należy zaprojektować również proces rekrystalizacji, czyli odtworzenia pierwotnych właściwości materiałowych. To spore ryzyko, ponieważ nieprawidłowo dobrane parametry tego procesu mogą spowodować, że już ukształtowany element nie spełni oczekiwań co do wytrzymałości lub odporności. Przebieg procesu rekrystalizacji jest prawidłowy jedynie w stosunkowo wąskim przedziale warunków zewnętrznych, w tym przede wszystkim temperatury. Jeśli jednak jest przeprowadzony właściwie, struktura wewnętrzna metalu jest zdecydowanie korzystniejsza niż po obróbce skrawaniem.

Ryzyko nieznanego materiału

Teoretycznie wyjściowe właściwości materiału są znane, w praktyce natomiast zdarza się, że surowiec ma pewne wady produkcyjne, które sprawiają, że obróbka plastyczna kończy się jego uszkodzeniem. Dlatego najpierw sprawdza się jakość surowca, następnie analizuje, która z metod obróbki będzie optymalna pod względem technicznym i ekonomicznym. Jeśli wady materiału wyjściowego są nieznaczne, to można je nawet zniwelować dzięki wtórnej krystalizacji, jeśli jednak są duże – obróbka w ogóle nie będzie możliwa. W żadnym razie jednak nie jest to szczególną cechą obróbki plastycznej – dokładnie ten sam problem pojawia się w przypadku obróbki skrawaniem. Różnica polega na tym, że obróbka plastyczna powoduje powstanie naprężeń o zupełnie innej charakterystyce i niekiedy jest jedyną uzasadnioną ekonomicznie opcją.

Ceny i zyski

Uzyskanie bardzo skomplikowanych kształtów z płaskiego arkusza blachy w drodze obróbki plastycznej może być procesem dość kosztownym – pojawia się konieczność odpowiedniego przygotowania parku maszynowego i opracowania programu obróbki. Z drugiej jednak strony, daje to też możliwość uzyskania elementów bardzo złożonych z jednego kawałka blachy. Przy innych metodach obróbki uzyskanie elementu końcowego mogłoby wymagać również łączenia kilku części, co wpływa znacząco na wytrzymałość konstrukcji. Poza tym, szczególnie przy dłuższej serii, jednorazowe przystosowanie giętarek, walcarek i innych urządzeń i tak jest tańsze, niż wykonywanie serii połączeń elementów obrabianych innymi technikami. To, co z początku wydaje się wysokim kosztem, w istocie może być sposobem na uniknięcie olbrzymich wydatków.