یک بار برای همیشه با شیت‌ متال آشنا شوید!

شیت‌ متال
آرشیو سایت مطالب آموزشی

یک بار برای همیشه با شیت‌ متال آشنا شوید!

نرم‌افزارهایی همانند کتیا، محیطی با نام شیت‌ متال دارند که خیلی‌ها تفاوت بین این محیط و طراحی سطوح را تشخیص نمی‌دهند. امروز برای مشخص شدن بهتر مفهوم شیت‌متال، با این فرآین به صورت کامل آشنا خواهیم شد.

ورق فلزی یا همان ورق، یک صفحه صاف و تخت فلزی است که توسط فرایندهای صنعتی نازک شده‌است و ضخامت کمی دارد.این ورق‌های خام معمولا برایساخت پوسته‌ها به‌کار برده می‌شوند. ورق‌کاری یا همان شیت‌ متال به مجموعه عملیاتی اطلاق می‌شود که به منظور فرم دادن ورق‌ها انجام می‌گیرد. در این روش که به شیت‌ متال معروف است، خبری از براده برداری نیست و فقط خمکاری را مشاهده می‌کنیم. اجزا و قطعات روزمره بسیاری توسط فرایندهای ورقکاری از ورق‌های فلزی ساخته شده‌اند. ضخامت ورق‌های فلزی می‌تواند بسیار متفاوت باشد؛ به ورق‌های خیلی نازک فویل گفته می‌شود که کاربرد مختلفی دارد. به ورق‌های با ضخامت بیش از ۶ میلیمتر، پلیت گفته می‌شود.

شیت‌ متال

ورق‌ها به صورت کویل یا صفحات تخت در بازار عرضه می‌شوند. فلزات مختلفی از قبیل آلومینیوم، برنج، مس، فولاد، قلع، نیکل و تیتانیوم به صورت ورق در بازار موجود هستند. هر کدام از این ورق‌ها بنابر جنسی که دارند، قیمت بالایی می‌توانند داشته باشند. بنابراین دور ریز در آنها به شدت اهمیت پیدا می‌کند.

از ورق‌های فلزی در ساخت قوطی‌های نوشابه، ظروف آشپزخانه، بدنه اتومبیل، بدنه و بال هواپیما، میزهای پزشکی، سقف ساختمان‌ها، بدنه دستگاه‌های صنایع قضایی و حتی گاوصندوق استفاده می‌شود. در ساخت قطعات فلزی از ورق، از عملیات‌های مختلفی استفاده می‌شود. با این حال، از آنجایی که اکثر این عملیات‌ها توسط دستگاه‌های پرس و به کمک قالب‌های مخصوص انجام می‌شود، به صورت عمومی به آنها پرسکاری گفته می‌شود. این عملیات‌ها بسیار متنوع می‌باشند که از جمله می‌توان عملیات‌های برشکاری، خم‌کاری، کشش عمیق، فرایندهای اتصال و مونتاژ ورق‌ها و … را نام برد.

خم‌کاری

شیت‌ متال

یکی از مهم‌ترین فرآیندهای شکل دهی ورق‌هاست. خمکاری فرایند تغییرشکل پلاستیک (خمیری) فلزات حول یک محور، بدون تغییر یا تغییر اندکی در مساحت سطح می‌باشد. در خمکاری شیت‌ متال تغییر ضخامت ورق مشاهده می‌شود. اما در نرم‌افزارهای کتیا و سالیدورکس از این تغییر چشم‌پوشی شده است. خمکاری به چند روش فرمینگ و کشش امجام می‌شود و همه اینها بستگی به قالبی دارد که بکار گرفته شده.

در یک خم ساده، قسمت خارجی ورق تحت کشش و قسمت داخلی خم تحت نیروهای فشاری قرار می‌گیرد. محلی از مقطع ورق که نه تحت تأثیر کشش و نه تحت تأثیر تراکم قرار می‌گیرد به عنوان محور خنثی خم شناخته می‌شود.

یکی دیگر از مشکلات ایجاد شده به دلیل ترکیب تنش کششی و تنش فشاری در قطعه، برگشت الاستیک قطعه پس از برداشتن نیروی ایجاد خم می‌باشد. ناحیه کشیده شده کمی متراکم شده و ناحیه تحت فشار کمی کشیده می‌شود که به این پدیده، برگشت فنری گفته می‌شود. برای تولید خمی با زاویه دقیق، ورق باید کمی بیشتر خم داده شود تا این برگشت فنری جبران شود. مقدار این زاویه اضافه خم باید برابر با مقدار برگشت فنری باشد. مقدار برگشت فنری می‌تواند با عواملی از قبیل ضخامت ورق یا جنس آن تغییر کند. به‌طور معمول مقدار برگشت فنری برای فلزات نرم حدود ۰٫۵ درجه، برای فولادها ۱ درجه و برای فولاد زنگ نزن ۳ درجه است.

فر کردن لبه

شیت‌ متال

از فرایند فر کردن لبه برای ایجاد یک لبه حلقوی تو خالی استفاده می‌شود. این فرایند برای از بین بردن لبه‌های تیز انجام می‌شود. این کار همچنین باعث افزایش ممان اینرسی قطعه در نزدیکی انتهای فر شده می‌شود.[۴] در فرایند فر کردن لبه، پلیسه‌ها همیشه باید به سمت خارج قالب هدایت شوند. این کار باعث افزایش عمر قالب از طریق جلوگیری از خراش قالب می‌شود. طول کورس قالب باید به اندازه طول فر باشد.

کشش عمیق

فرایند کشش می‌تواند به دو فرایند کاملاً متفاوت اشاره داشته باشد. فرایند کشش مفتول، میله یا لوله از درون یک قالب جهت کاهش قطر آنها انجام می‌شود. اما هنگامی که ماده اولیه به شکل ورق باشد، کشش به خانواده ای از عملیات‌ها گفته می‌شود که حرکت پلاستیک بر روی محوری منحنی رخ می‌دهد و ورق تخت به یک قطعه سه بعدی عمیق تبدیل می‌شود. عمق قطعات تولیدی در این روش می‌تواند چندین برابر ضخامت ورق باشد. از عملیات کشش عمیق می‌توان برای تولید محصولاتی از قبیل لیوان‌های فلزی کوچک، ظروف آشپزخانه، سینک‌های ظرفشویی، قطعات بزرگ بدنه خودرو یا هوافضا استفاده کرد.

اکسپندینگ

شیت‌ متال

فرایند بسط ورق یا اکسپندینگ معمولاً برای تولید توری‌ها و فنس‌های فلزی استفاده می‌شود. این کار با برش الگوهای خاصی و سپس کشیدن ورق برای تولید طرح‌های خاصی (معمولا لوزی شکل) انجام می‌شود.

سجاف و درزبندی

برش مقطعی از یک قوطی که با استفاده از فرایند درزبندی بدون لحیم، و به صورت مکانیکی آب‌بندی شده‌است.

فرایند لبه دار کردن (سجاف) و درزبندی دو فرایند مشابه به هم است که در آن لبه ورق بر روی خودش برگردانده می‌شود. در فرایند لبه دار کردن، لبه ورق به تنهایی بر روی خودش برگردانده می‌شود در حالیکه در درزبندی لبه دو ورق مختلف در داخل هم برگردانده می‌شود.

درزبندی نوعی خم کاری است که توسط آن می‌توان انتهای دو ورق فلزی را با ایجاد نوعی قفل مکانیکی به هم متصل کرد. دستگاه‌های درزبندی مختلفی در بازار موجود هستند. از دستگاه‌های دستی کوچک تا واحدهای اتوماتیک بزرگ که قادر به تولید صدها درز در دقیقه هستند. محصولات متداول تولید شده توسط این دستگاه‌ها عبارتند از: قوطی‌ها، سطل‌ها، بشکه‌های کوچک، و سایر محفظه‌های مشابه.

دقیقاً با همان روشی که درزها ساخته می‌شوند، می‌توان بر روی ورق، فلنج (لبه بلند شده) نیز تولید کرد. در اکثر موارد اما، فلنج سازی یک فرایند کشش محسوب می‌شود، چرا که این لبه معمولاً در امتداد یک خط منحنی تولید می‌شود.

هیدروفرمینگ

فرایند هیدروفرمینگ مشابه فرایند کشش عمیق در شیت‌ متال است، چرا که در آن نیز قطعه با کشش ورق خام بر روی یک قالب ساخته می‌شود. نیروی مورد نیاز تغییر شکل ورق با اعمال مستقیم فشار هیدرواستاتیک فوق‌العاده زیاد به قطعه کار ایجاد می‌شود.

اتو کشی ورق

شیت‌ متال

فرایند اتو کشی یا آیرونینگ، فرایندی در شکل دهی ورق‌های فلزی است. این فرایند جهت نازک کردن یکنواخت ناحیه خاصی از ورق انجام می‌شود. قطعات ساخته شده به روش کشش عمیق به‌طور کلی ضخامت دیواره یکنواخت و دیواره‌های عمودی ندارند.

در کشش عمیق، فاصله بین پانچ و قالب بیشتر از ضخامت ماده است. دیواره‌های حاصل با پیشرفت از شعاع پانچ به سمت شعاع قالب، دارای یک شیب خارجی است. وقتی ورق خام به سمت داخل کشیده می‌شود، محیط آن کاهش می‌یابد. این کاهش محیط را اغلب با افزایش ضخامت جبران می‌کنند. در نتیجه دیواره ظرف، در قسمت قاعده تمایل به نازک‌تر شدن دارد. در این ناحیه ورق به دور پانچ کشیده می‌شود و با حرکت از پایین به سمت بالا این ضخامت افزایش می‌یابد. در صورت نیاز به دیواره ای با ضخامت یکنواخت و غیر مخروطی، ممکن است به فرایند اتوکشی نیاز داشته باشیم. اتو کشی با عبور دادن قطعه استوانه ای کشیده شده، از بین یک پانچ و قالب که فاصله گپ آن کمتر از ضخامت قطعه است، دیواره‌های قطعه را نازک‌تر می‌کند. دیواره‌ها به ضخامت یکنواختی کاهش یافته و کشیده تر می‌شوند، در حالی که ضخامت قاعده استوانه بدون تغییر باقی می‌ماند. از این فرایند در تولید قوطی‌های نوشابه آلومینیومی استفاده می‌شود.

برش لیزری

امروزه با پیشرفت تکنولوژی برای برش دقیق ورق‌های فلزی از رایانه‌ها استفاده می‌شود. بسیاری از فرایندهای برشکاری توسط دستگاه‌های لیزری کنترل عددی (CNC) یا پانچ‌های چند ابزاره CNC انجام می‌شود.

پانچینگ

پانچینگ با قرار دادن ورق خام فلزی بین یک پانچ و یک قالب نصب شده در یک پرس انجام می‌شود. پانچ و قالب از فولاد سختکاری شده ساخته می‌شوند و شکل آنها با هم منطبق است. اندازه پانچ را به گونه ای می‌سازند که در داخل قالب کاملاً فیت باشد.

رول فرمینگ

یک عملیات خمش مداوم برای تولید پروفیل باز یا لوله‌های جوش داده شده با طول‌های زیاد یا مقادیر زیاد.

نورد

در این روش قطعه خام از بین یک جفت غلتک عبور داده شده و ضخامت آن کاهش داده می‌شود. از نورد برای تولید ضخامت یکنواخت استفاده می‌شود. نورد بسته به دمای کاری به سه نوع تقسیم می‌شود:

  1. نورد داغ (Hot rolling): دمای قطعه کار در این حالت بالاتر از دمای تبلور مجدد ماده است.
  2. نورد سرد (Cold rolling): دمای قطعه کار در این حالت کمتر از دمای تبلور مجدد ماده است.
  3. نورد گرم (Warm rolling): دمای کاری در این حالت بین دمای نورد سرد و نورد داغ است.

مهرزنی

شیت‌ متال

مهرزنی یا استمپینگ شامل عملیات‌های مختلفی مانند پانچینگ، بلنکینگ، نقش برجسته زنی، خمکاری، لبه سازی و ضرب می‌شود. اشکال ساده یا پیچیده را می‌توان با این روش با سرعت بالا تولید کرد. هزینه ابزار و تجهیزات در این روش زیاد بوده، اما هزینه‌های کارگر کم است.

برشکاری

معمولاً قبل از اینکه قطعه ای توسط شیت‌ متال ساخته شود، ورق‌های بزرگ به ورق‌های کوچکتری برش داده و در اصطلاح یک قطعه یا ورق خام با ابعاد معین ساخته می‌شود. به این فرایند، برشکاری گفته می‌شود. ورق‌ها با قرار گرفتن در معرض تنش برشی شدید، برش داده می‌شوند. این کار معمولاً توسط یک پانچ و قالب انجام می‌شود. عوامل اصلی مؤثر در برشکاری عبارتند از:

  • شکل سنبه و قالب
  • سرعت حرکت سنبه
  • روانکاری
  • میزان لقی[ز] بین سنبه و قالب

در نگارش این مطلب از برخی سایت‌های اینترنتی بهره گرفته شده است

دیدگاه خود را اینجا قرار دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.