Na czym polega plastyczna obróbka metali?
Obróbka plastyczna sprowadza się do trwałego odkształcenia metalu w celu zmiany jego właściwości mechanicznych oraz uzyskania pożądanego kształtu. Choć technologia liczy sobie blisko 5000 lat, to jest stosowana do dziś, a nam trudno wyobrazić sobie codzienne życie bez produktów wytwarzanych tą metodą.
Do metod obróbki plastycznej można zaliczyć tłoczenie, wyciskanie, walcowanie czy kucie. Proces odkształcania odbywa się w różnych zakresach temperatur. Obróbka na gorąco odbywa się w temperaturze powyżej granicy rekrystalizacji metalu. W metodzie na zimno kształtowanie metalu przeprowadzane jest w temperaturze poniżej tej granicy. Do wytworzenia wszelkiego rodzaju kształtowników, prętów, rur i innych półfabrykatów stosowane są rozmaite maszyny i urządzenia.
Sprzęty używane w obróbce plastycznej metali
W obróbce plastycznej zastosowanie ma szereg maszyn. W zależności od tego, jaki ma być efekt końcowy obróbki, do dyspozycji mamy między innymi: ciągarki, prasy, młoty, walcarki, wyoblarki czy żłobiarki.
Ciągarki służą do produkcji prętów i drutów. Mechanizm ich działania polega na ciągnięciu metalu w taki sposób, by uzyskać pożądany kształt i średnicę produktu. Z uwagi na przebieg procesu produkcyjnego wyróżnia się ciągarki jedno- i wielostopniowe.
Mechanizm działania prasy sprowadza się do nadania metalowi pożądanego kształtu poprzez tłoczenie lub prasowanie. Istnieje wiele metod napędu pras. Można tu wyliczyć między innymi napędy pneumatyczne, hydrauliczne, mechaniczne czy elektromagnetyczne. Prasy mają szerokie zastosowane we wszystkich działach gospodarki: rolnictwie, przetwórstwie, poligrafii, inżynierii środowiska i wielu innych – są to tzw. prasy specjalistyczne. Jednymi z nich są prasy krawędziowe wykorzystywane do gięcia blachy i stali. Zaletą tego typu maszyn jest niezwykła precyzja w obróbce. Odpowiednie ustawienie parametrów urządzenia pozwala na otrzymanie produktu o pożądanym kształcie i właściwościach.
Młot mechaniczny wykorzystywany jest do nadania metalowi odpowiedniego kształtu zarówno w procesie obróbki plastycznej na zimno, jak i na gorąco.
Z kolei w walcarkach do odkształcania metalu służą walce, tarcze i rolki. Walcarki rozróżnia się w zależności od produktu, jaki pomagają wytworzyć, lub działań, do wykonywania których są przeznaczone. Mówi się zatem o walcarkach rur, blach, profili oraz o walcarkach prostujących i wyginających. Mechanizm działania wyoblarki opiera się na nadaniu pożądanego kształtu metalowemu przedmiotowi za pomocą rolki kształtującej. Przy jej użyciu można wykonać wszelkiego rodzaju stożki, czasze czy tralki.
Żłobiarki, jak sugeruje nazwa, służą do wykonania w metalu żłobień i rowków. Między dwa walce – dolny i górny – kładzie się metalowy element, który ma być poddany obróbce. Górny walec poprzez odpowiedni nacisk wykonuje żłobienia, a dolny przytrzymuje przedmiot. Maszyna ta może spełniać również inne zadania: zaokrąglać, wzmacniać i giąć obrabiany materiał.
Zalety plastycznej obróbki metali
Opisanie działania maszyn stosowanych przy plastycznej obróbce metali niejako wskazuje zalety tej metody. Jak łatwo zauważyć, ma ona wszechstronne zastosowanie w produkcji półfabrykatów i produktów, które są niezbędne na niemal każdej linii produkcyjnej. Dzięki tej metodzie mogą powstawać elementy składowe wielu skomplikowanych maszyn i urządzeń.
Niewątpliwą zaletą obróbki plastycznej jest niski koszt wytworzenia produktów końcowych. Warto zauważyć, że jest ona stosowana na masową skalę, co pozwala na optymalizację kosztów produkcji. Raz zorganizowana linia produkcyjna wytwarza niezliczoną ilość elementów, przez co koszt jednostkowy jest nieporównywalnie mniejszy, niż gdyby dany element został wykonany ręcznie.
Ze względu na procesy zachodzące w trakcie obróbki plastycznej w kształtowanych elementach poprawie ulegają właściwości mechaniczne i fizyczne. Obróbka plastyczna pozwala na zachowanie ciągłości włókien metalu, przez co gotowy element jest trwalszy i nie podlega uszkodzeniom mechanicznym. Jednym z najważniejszych argumentów, przemawiających za zastosowaniem właśnie tej metody obróbki metalu, jest możliwość nadawania metalowym elementom skomplikowanych kształtów niedostępnych przy zastosowaniu innych metod obróbki. Należy tu podkreślić fakt, że uzyskane produkty są niekiedy trwalsze i bardziej odporne na działanie sił zewnętrznych niż materiał pierwotny.
Plastyczna obróbka metali jest jedną z najstarszych, a przy tym najefektywniejszych metod nadawania metalowym elementom pożądanych kształtów. Jest ona jednocześnie oszczędna i efektywna, co w znacznym stopniu pozwala na optymalizację kosztów procesu produkcyjnego.
