Gięcie rur – małe kompendium wiedzy
Gięcie rur to coraz popularniejsza opcja stosowana w przemyśle metalowym. Z uwagi na lepsze walory estetyczne oraz niższe koszty produkcyjne gięcie często zastępuje tradycyjne spawanie. Ponadto gięcie rur CNC pozwala uzyskać seryjne, bardzo precyzyjne efekty nawet niewielkich elementów niezależnie od materiału, z którego wykonana jest rura. Gięcie rur to technologia na miarę nowoczesności, dzięki której można wykonać elementy znajdujące zastosowanie nie tylko profesjonalne, ale także w życiu codziennym.
Interesuje Cię obróbka metali: walcowanie, gięcie blach, spawanie lub może wycinanie laserowe aluminium – jeśli tak
Gięcie rur z różnych materiałów
Obecnie najczęściej stosowanymi materiałami do produkcji rur są: aluminium, stal oraz stal nierdzewna. Każdy z tych surowców można giąć, uzyskując niestandardowe kształty wedle potrzeb i preferencji. Do profesjonalnego i precyzyjnego gięcia metodą CNC służy giętarka do blachy.
Gięcie rur aluminiowych
Rury aluminiowe znajdują zastosowanie w wielu zróżnicowanych branżach, od budowlanej przez meblową, kolejową, aż po rehabilitacyjną i wiele więcej. Aluminium to bardzo wymagający surowiec, do którego obróbki należy użyć profesjonalnego sprzętu, aby uzyskać dobre efekty. Podczas gięcia aluminium trzeba uważać na powstawanie utwardzenia przez zgniot w miejscu deformacji. W takiej sytuacji dalsza obróbka mogłaby skutkować pęknięciem elementu. Gięcie aluminium odbywa się pomiędzy trzema punktami. Gięta rura w momencie odkształcania podtrzymywana jest przez specjalne rolki. W trakcie gięcia należy zadbać o to, aby rura aluminiowa była możliwie maksymalnie zabudowana.
Gięcie rur stalowych
Rury stalowe, podobnie jak aluminiowe, również mają szerokie zastosowanie. Technikę gięcia stali dobiera się w zależności od promienia rury, grubości ścianki czy wymagań, jakie ma spełniać wygięty element. Odpowiednio dobrana technika pozwala osiągnąć najlepsze efekty bez wad. Do gięcia rur stalowych można wykorzystać giętarki trójrolkowe, technikę gięcia trzpieniowego czy stretch bending.
Gięcie rur nierdzewnych
Rury ze stali nierdzewnej także są stosowane na szeroką skalę w wielu gałęziach przemysłu. Do ich gięcia można wykorzystywać te same technologie, co w przypadku rur stalowych, a więc gięcie przy użyciu rolek, za pomocą techniki trzpieniowej czy poprzez stretch bending.
Metody gięcia rur
Istnieje kilka popularnych metod gięcia rur. Gięcie przy użyciu giętarki trójrolkowej (metoda na zimno) to jedna z najczęściej stosowanych metod. Rolki zamontowane są na maszynie pionowo. Pożądany promień zgięcia rury otrzymuje się poprzez przepuszczenie jej przez rolki. Metoda ta sprawdza się zarówno w przypadku ciężkich, jak i lekkich o różnej średnicy. Metoda gięcia trzpieniowego sprawdzi się w przypadku rur z bardzo małym promieniem. Ta technika pozwala uniknąć marszczenia metalu na środku promienia i złamania ścianki. Rura wygięta trzpieniowo ma tę samą średnicę w łuku zgięcia, co przed nadaniem nowego kształtu. Jest to możliwe dzięki temu, że we wnętrzu rury umieszcza się narzędzie, które gwarantuje jej usztywnienie, a tym samym chroni przed deformacjami. Metoda stretch bending pozwala na bardzo precyzyjne gięcie. Rury gięte w ten sposób najczęściej wykorzystuje się do celów architektonicznych. Surowiec rozciąga się do granic plastyczności. Wykorzystanie specjalnej maszyny zapobiega powstawaniu deformacji na wygiętych ściankach. Gięcie obrotowe stosuje się w sytuacji, w której rura powinna mieć stałą średnicę na całej swojej długości. Do tej metody wykorzystuje się dwie matryce: stacjonarną do zagniatania i matrycę o stałym promieniu do uformowania wygięcia. Gięcie indukcyjne polega na ogrzaniu giętego pola rury, a następnie wygięciu jej za pomocą matryc, które działają podobnie jak te w metodzie obrotowej. Po uzyskaniu odpowiedniego efektu metal natychmiast chłodzi się wodą, aby go utemperować.
Gięcie rur – zasady
Gięcie rur to proces plastycznego kształtowania ich struktur, którego założeniem jest trwałe odkształcenie bez naruszenia spójności surowca. W procesie gięcia można wyróżnić trzy fazy: gięcie sprężyste, gięcie plastyczne oraz dotłaczanie. Należy pamiętać, że zmianę krzywizny rury można przeprowadzić tylko do pewnej wartości naprężenia. Przekroczenie jej będzie skutkować uszkodzeniem giętego elementu. Ponadto nieprawidłowo wykonane gięcie nie będzie skutkować trwałą zmianą. Zmiana kształtu rury to odkształcenie plastyczne. Można je uzyskać po przekroczeniu granicy sprężystości. Odkształcenia sprężyste to gięcie poniżej granicy sprężystości, a więc bez stałego efektu zmiany kształtu. Metal wróci do swojego pierwotnego kształtu po tym, jak zmaleje siła nacisku. Granica sprężystości jest inna dla poszczególnych materiałów. Tylko jej przekroczenie będzie skutkować trwałą zmianą kształtu.
Najczęstsze problemy dotyczące gięcia rur
Większości problemów występujących w procesie gięcia rur można skutecznie zapobiec. Jakie kłopoty mogą nas spotkać, jeśli nie mamy wystarczającej wiedzy oraz umiejętności dotyczących kształtowania wspomnianych elementów?
Niepożądane odkształcenia rury
O takich odkształceniach mówimy, kiedy część rury fałduje się lub spłaszcza. Przyczyną takiej nieprawidłowości jest brak trzpienia lub jego niepoprawne ustawienie. Aby uniknąć niechcianych zmian kształtu, należy precyzyjnie wyregulować trzpień przed rozpoczęciem pracy.
Owalizacja rury
Zmiana kształtu rury z okrągłego na eliptyczny. Zjawisko to pojawia się w mniejszym lub większym stopniu podczas procesu gięcia rur. Nawet nowoczesne metody technologiczne nie są w stanie całkowicie wyeliminować pojawiającego się problemu. Powyżej pewnego stopnia owalizacji materiał zmniejsza swoją wytrzymałość, dlatego za pomocą pomiarów geometrycznych ustala się potencjalną trwałość ukształtowanej rury. Jak minimalizować owalizację? Jej stopień w dużej mierze zależy od promienia i sposobu gięcia oraz stosunku grubości ścianki do jej średnicy. Aby zapobiec temu zjawisku, w trakcie gięcia rur stosuje się specjalne rdzenie umieszczane wewnątrz przedmiotu.
Pękanie rury
Dlaczego rury pękają podczas gięcia? Najczęstszym czynnikiem jest dobór zbyt małego promienia oraz gięcie na zimno materiałów, które lepiej formują się pod wpływem ciepła. Wysoka temperatura w miejscu odkształcenia przyczynia się do zwiększenia plastyczności materiału i jednocześnie zmniejsza naprężenia, które mogą spowodować trwałe i nieodwracalne uszkodzenie materiału.
Jak uniknąć kłopotów podczas gięcia rur?
- Poprawne ustawienie parametrów. Rura, która nie została zgięta w sposób poprawny, nie wróci już do pierwotnego stanu. Każdy taki błąd to utrata materiału. Aby temu zapobiegać, należy dokładnie sprawdzić ustawienia maszyny służącej do gięcia. Stosowanie się do aktualnych norm pozwoli działać w bezpiecznym rozkładzie naprężeń i zabezpieczy rurę przed trwałym uszkodzeniem. Przede wszystkim należy rozsądnie dobrać promień gięcia. Jeśli będzie zbyt mały, rura pęknie pod wpływem przeciążenia. Minimalny promień gięcia zależy od trzech czynników: rodzaju materiału, średnicy zewnętrznej rury oraz grubości ścianki.
- Odpowiedni dobór metody gięcia. Aby zdecydować się na konkretną metodę gięcia, należy wziąć pod uwagę materiał, z którego produkt został wykonany oraz jego średnicę. Część surowców lepiej poddaje się kształtowaniu na gorąco, inne natomiast można formować wyłącznie na zimno. Należy również pamiętać o prawidłowym ustawieniu trzpienia.
Narzędzia do gięcia rur
Gięcie rur wymaga użycia specjalnego sprzętu, zwanego giętarką. Na rynku obecnie znaleźć można wiele modeli różniących się budową oraz przeznaczeniem.
Giętarki ręczne kuszowe
Giętarka kuszową swoją nazwę wzięła od wyglądu, jaki przybiera po złożeniu wszystkich elementów w sprzęt gotowy do pracy. Urządzenie zostało skonstruowane tak, by móc korzystać z niego jedną ręką. Giętarka jest zbudowana z bazy stanowiącej korpus, wyposażono ją również w mechanizm zapadkowy oraz krzywkę kształtujące materiał. Ten rodzaj giętarki sprawdzi się w gięciu rur wykonanych z miedzi, stali miękkich i nierdzewnych, zaś maksymalny kąt gięcia wynosi 90°.
Giętarki ręczne dźwigniowe
W przeciwieństwie do giętarki kuszowej giętarka dźwigniowa to narzędzie dwuręczne. Przeznaczona jest do gięcia miedzianych rur o niewielkiej średnicy. Urządzenie posiada trzy krzywki umożliwiające gięcie w kilku wymiarach, pod kątem wynoszącym maksymalnie 180°. Dodatkowo wyposażone zostało w skalę wymiarową wskazującą kąt zginania i gwarantującą zachowanie precyzji w trakcie procesu.
Na rynku znajdziemy również giętarki dwudźwigniowe do gięcia wykonywanego w powietrzu. Doskonale sprawdzają się w kształtowaniu rur wykonanych z miedzi i stali, w tym stali nierdzewnej.
Giętarki dźwigniowe stołowe
Ten rodzaj giętarek umożliwia gięcie rur na stole monterskim. Przed rozpoczęciem procesu należy umocować urządzenie w imadle. Przeznaczone są do gięcia na zimno rur wykonanych z materiału o różnej twardości i niewielkiej średnicy. To dobre rozwiązanie do formowania produktów wykonanych z miedzi, aluminium i stali nierdzewnej. Kąt gięcia wynosi 90-180°.
Ile kosztuje gięcie rur?
Do precyzyjnego gięcia rur wykorzystuje się nowoczesne, innowacyjne maszyny, które pozwalają w krótkim czasie dowolnie zgiąć rurę, a następnie ten proces pełni odtworzyć niezależnie od wielkości serii. Cena gięcia rur uzależniona jest od kilku czynników. Na ostateczną wycenę ma wpływ m.in.: rodzaju giętego materiału, skomplikowanie gięcia czy wielkość zlecenia.
