Panduan Lengkap untuk Proses, Teknik, dan Aplikasi Pembentukan Logam

Panduan mendalam ini mencakup berbagai proses manufaktur proses pembentukan logam seperti pembengkokan, pemintalan, dan deep drawing. Pelajari tentang teknik pembengkokan lembaran logam, faktor-faktor yang memengaruhi pembentukan seperti sifat material dan pedoman desain komponen. Juga mengeksplorasi aplikasi pembentukan logam dalam industri seperti otomotif, kedirgantaraan, dan lainnya. Topik utama meliputi desain komponen, pemilihan material, dan efektivitas biaya dari metode fabrikasi presisi ini.

Manufaktur Cerdas untuk Seni Proses Pembentukan Logam Tingkat Lanjut.

Pembentukan logam mencakup klasifikasi proses yang luas yang digunakan dalam pembuatan komponen dan produk yang dapat digunakan langsung dari stok proses pembentukan logam. Mulai dari komponen yang dicap paling dasar hingga bentuk ekstrusi yang paling rumit, teknik pembentukan ini digunakan di seluruh industri otomotif dan kedirgantaraan, konstruksi, dan banyak lagi. Tuntutan untuk meningkatkan produktivitas dalam menciptakan komponen berkekuatan tinggi dengan tetap mempertahankan toleransi kekencangan yang semakin meningkat dipenuhi melalui teknik pembentukan logam.

Dalam artikel ini, sebuah upaya akan dilakukan untuk menghitung proses pembentukan logam yang umum seperti pembengkokan, pemintalan, dan penggambaran serta menganalisis beberapa faktor, termasuk di antaranya adalah desain komponen dan pemilihan material. Itulah mengapa tujuan dari proyek ini adalah untuk menunjukkan aplikasi praktis dari metode fabrikasi ini serta proses kreatif yang digunakan untuk menggunakannya.

Pembentukan logam adalah proses di mana bahan logam mengalami deformasi menjadi berbagai bentuk dan wujud yang berguna. Untuk mulai memahami berbagai kemungkinan pembentukan logam, Anda harus mengenal sejumlah jenis utama proses pembentukan logam berikut ini.

Pembengkokan Lembaran Logam 101

Di antara sekian banyak teknik yang kami gunakan dalam membuat logam tipis, pembengkokan mungkin merupakan salah satu yang paling sering digunakan. Entah itu untuk melengkungkan bodi mobil dari selembar logam atau untuk membuat selungkup, pembengkokan mungkin yang paling berguna untuk memungkinkan terjadinya keretakan dan lekukan yang tajam. Hal yang penting untuk dipahami adalah bahwa pembengkokan adalah sebuah proses, yang memberikan beban pada material - pada logam - yang dapat menyebabkan masalah jika ditangani secara tidak benar. Itulah mengapa kami memiliki beberapa panduan desain untuk pembengkokan lembaran logam.

Tips Desain untuk Tikungan yang Tepat

Ketika membengkokkan lembaran logam, kita selalu ingin memiliki beberapa proses pembentukan logam tambahan di luar tempat perubahan arah harus terjadi. Ini disebut dengan kelonggaran tikungan. Tidak menyisakan cukup kelonggaran tikungan adalah cara yang pasti untuk menghasilkan retakan di sepanjang garis tikungan. Secara umum, semakin tebal bahannya, semakin banyak kelonggaran yang Anda perlukan. Jari-jari tikungan juga penting - jari-jari yang lebih kecil berarti tikungan yang lebih ketat dan tekanan yang lebih tinggi pada material. Kita akan membahas lebih lanjut tentang cara menghitung kelonggaran tikungan yang tepat sebentar lagi.

Hal lain yang perlu dipertimbangkan dalam desain Anda termasuk menggunakan tikungan yang halus dan bertahap, bukan sudut tajam jika memungkinkan. Hal ini akan mengurangi tekanan yang terkonsentrasi. Anda juga harus menghindari menempatkan lengkungan di tempat-tempat di mana lembaran mengalami beban atau gaya lain. Kombinasi tekukan dan gaya luar dapat lebih mudah menyebabkan retak atau patah akibat kelelahan.

Menghitung Kelonggaran Tikungan - Hal-hal Kecil

Baiklah, sekarang untuk bagian yang menyenangkan - melakukan perhitungan kelonggaran tikungan yang sebenarnya! Hal ini memungkinkan Anda untuk menentukan berapa banyak bahan tambahan yang perlu diperpanjang di luar garis tikungan. Ada beberapa rumus standar yang digunakan, tergantung pada jenis tikungan dan ketebalan lembaran. Saya tidak akan membuat Anda bosan dengan semua persamaan, tetapi izinkan saya menunjukkan sebuah contoh sederhana...

Jadi secara ringkas - itulah dasar-dasar dari proses pembentukan logam pembengkokan dan beberapa panduan untuk membantu mencegah rasa sakit dan masalah di kemudian hari. Membentuk logam membutuhkan pengetahuan, tetapi dengan praktik desain yang tepat, Anda akan menjadi ahli dalam membengkokkan logam. Beri tahu saya jika ada topik pembentukan logam lain yang akan berguna untuk kita bahas!

Fabrikasi Khusus

Sekarang kita akan membahas sesuatu yang sedikit lebih khusus - fabrikasi suku cadang yang unik dan sekali pakai.

Presisi dan Reproduksibilitas dalam Pekerjaan Khusus

Ketika Anda membentuk logam untuk memproses komponen khusus alih-alih memproduksi desain standar secara massal, presisi dan reproduktifitas menjadi sangat penting. Anda ingin setiap bagian yang dibuat sama persis dengan bagian sebelumnya, dengan variasi baru. Itu berarti memiliki toleransi ketat yang ditentukan pada gambar dan menggunakan metode fabrikasi yang dapat diandalkan untuk mencapai toleransi tersebut setiap saat. Hal-hal seperti Pemesinan CNC, pemotongan laserdan EDM (pemesinan pelepasan listrik) sangat bagus untuk pekerjaan kustom yang presisi.

Keserbagunaan dalam Desain untuk Komponen yang Unik

Hal yang hebat tentang fabrikasi satu kali khusus adalah keserbagunaan yang dimungkinkan dalam desain komponen. Karena Anda tidak perlu khawatir tentang pengaturan untuk produksi volume tinggi, geometri yang tidak biasa atau fitur internal yang rumit tidak menjadi masalah. Butuh braket berbentuk aneh? Tidak masalah. Melakukan brainstorming untuk membuat prototipe yang sangat inovatif? Pilihannya terbuka lebar. Anda memiliki lebih banyak kebebasan untuk berkreasi dengan pekerjaan khusus.

Aplikasi untuk Fabrikasi Khusus

Beberapa aplikasi umum di mana proses pembentukan logam satu kali khusus benar-benar bersinar termasuk prototipe, perkakas khusus, peralatan medis, komponen kedirgantaraan, mesin industri khusus, karya seni - sebut saja. Kapan pun bagian yang diproduksi secara massal standar tidak dapat digunakan, fabrikasi yang disesuaikan adalah cara yang tepat. Implan medis adalah contoh yang baik, dengan bagian khusus yang dipasang secara tepat untuk setiap anatomi pasien.

Jadi, apakah Anda memerlukan prototipe satu kali yang terburu-buru atau menginginkan suku cadang yang disesuaikan secara presisi, jangan takut untuk berpikir di luar kebiasaan dengan desain dan mempertimbangkan fabrikasi lembaran logam metode untuk pekerjaan khusus. Potensi yang ada untuk membangun apa saja yang dapat Anda impikan.

Properti Material

Bahan Logam yang Cocok

Untuk sebagian besar pembengkokan dan pembentukan, baja dan aluminium adalah taruhan terbaik Anda. Baja menawarkan kekuatan tetapi lebih sulit untuk dibentuk, sementara aluminium lebih mudah ditekuk tetapi lebih lemah. Pilihan lain termasuk kuningan, titaniumtembaga dan paduan khusus. Di dalam kelompok tersebut, formulasi bervariasi dalam sifat-sifat seperti kekuatan, keuletan, ketahanan terhadap korosi, dan banyak lagi.

Dampak dari Sifat Material

Hal-hal seperti kekuatan material, kemampuan bentuk, dan perilaku pengerasan kerja sangat memengaruhi kinerja material selama pembentukan. Kekuatan luluh dan tarik logam menentukan seberapa besar gaya yang dapat diterapkan sebelum terjadi masalah. Keuletan atau kemampuannya untuk berubah bentuk secara plastis tanpa patah juga merupakan kuncinya. Material yang banyak bekerja mengeras membutuhkan lebih banyak kelonggaran material atau risiko keretakan meningkat.

Mencocokkan Materi dengan Pekerjaan

Saat mendesain komponen Anda, pertimbangkan beban dan kondisi lingkungan yang akan dilihatnya, seberapa besar tekanan atau benturan yang mungkin terjadi, kebutuhan perakitan dan penyambungan, dan tentu saja dampak biaya. Kemudian pilihlah formulasi material yang dioptimalkan untuk persyaratan desain tersebut. Sesuatu seperti kulit pesawat terbang membutuhkan kekuatan tinggi tetapi juga harus membentuk lekukan yang rumit, sehingga kemampuan bentuknya juga penting.

Mengetahui sifat material Anda di dalam dan luar sangat diperlukan untuk proses pembentukan logam. Pastikan untuk mempertimbangkan pemilihan material dalam perencanaan Anda sejak awal.

Desain Industri

Mari kita beralih sekarang dan berbicara tentang beberapa aplikasi kreatif proses pembentukan logam dalam desain industri.

Desain Estetika dengan Pembentukan

Banyak yang melihat pembentukan hanya sebagai cara untuk menciptakan bagian fungsional, tetapi juga merupakan media desain yang sesungguhnya. Lekukan yang rumit, tekstur yang rumit, dan permukaan yang dipahat, semuanya dapat dicapai melalui penekanan, pemintalan, penggambaran yang dalam, dan masih banyak lagi. Fitur arsitektur yang indah, eksterior alat, dan bahkan karya seni telah dibuat dengan menggunakan teknik pembentukan.

Bentuk Mengikuti Fungsi

Meskipun estetika itu penting, proses pembentukan logam benar-benar bersinar ketika desain mengikuti fungsi. Bodi mobil misalnya memanfaatkan pembentukan hidroroll forming, dan proses lainnya untuk menghasilkan struktur tabrakan berkekuatan tinggi dan panel bodi yang aerodinamis. Bentuk berongga yang rumit dapat dibuat melalui berbagai metode pembentukan seperti pemintalan, sehingga memungkinkan desain struktural yang inovatif yang tidak pernah dimungkinkan sebelumnya.

Aplikasi Terkenal

Otomotif adalah bidang yang sangat luas - mulai dari panel bodi hingga komponen mesin menggunakan proses pembentukan. Arsitektur juga merupakan bidang utama, dengan proses pembentukan logam untuk atap, dinding, dan fitur arsitektur hias yang biasa dibentuk. Bahkan mesin industri, produk konsumen yang tahan lama, dan aplikasi khusus seperti sayap pesawat terbang, semuanya memanfaatkan proses pembentukan untuk bentuk dan fungsi.

Peluang kreatif dari pembentukan logam jauh melampaui bagian-bagian sederhana. Dengan keahlian proses yang tepat, hampir semua bentuk atau desain struktural yang bisa dibayangkan bisa menjadi kenyataan. Lain kali Anda mengagumi bodi mobil yang ramping atau patung dengan proses pembentukan logam yang rumit, pikirkan teknik pembentukan yang memungkinkannya.

Pembengkokan Lembaran Logam

Teknik Pembengkokan

Teknik pembengkokan utama yaitu tikungan-V, tikungan-U, dan pembengkokan putar atau putaran. Tikungan-V dan tikungan-U dinamai sesuai dengan bentuk tikungannya - satu sisi atau kedua sisi ditekuk ke arah bagian tersebut. Pembengkokan putar menggunakan cetakan atau rol yang berputar untuk membentuk bagian tabung atau pipa.

V-Bending

Tikungan V sangat bagus untuk saluran atau parasut di mana Anda menginginkan satu sisi yang terbuka. Proses pembentukan logam dijepit dan salah satu ujungnya ditekan menjadi bentuk V. Anda bisa mendapatkan lengkungan RADIUS yang rapat dengan cara ini.

U-Bending

Untuk panel dan kotak penutup, tekukan U menutup semua sisi menjadi bentuk U. Lembaran dijepit di kedua sisi yang panjang dan alat rol atau cetakan secara perlahan membentuk tikungan.

Pembengkokan Putar

Teknik ini memutar benda kerja saat masuk di antara rol atau cetakan yang dibentuk sesuai dengan profil tikungan yang dibutuhkan. Ini sangat cocok untuk tabung, pipa, dan bagian lurus yang panjang dengan beberapa tikungan di sepanjang panjangnya.

Faktor-faktor untuk Sukses

Terlepas dari pembengkokan logam Metode ini, dengan memperhatikan kelonggaran material, radius tekukan, arah serat, dan menggunakan perlengkapan penjepit yang tepat akan menghasilkan tekukan yang kuat dan akurat berulang kali. Beri tahu saya jika ada topik proses pembentukan lembaran logam lainnya yang terlintas dalam pikiran Anda!

Efektivitas Biaya

Biaya sangat penting untuk dipertimbangkan dalam setiap proses manufaktur. Mari kita bahas manfaat biaya dari proses pembentukan logam:

Penghematan Biaya Melalui Pembentukan

Operasi pembentukan biasanya tidak hanya biaya proses pembentukan logam peralatan awal yang lebih terjangkau dibandingkan dengan metode seperti pemesinan, tetapi juga benar-benar bersinar pada volume produksi yang tinggi. Biaya tambahan per bagian saat mengengkolnya dengan rem tekan atau rol tekuk sangat rendah dibandingkan dengan padat karya fabrikasi khusus.

Proses yang Efisien, Produksi yang Ramping

Jalur proses pembentukan logam yang dirancang dengan baik dengan pengumpanan/penanganan otomatis memungkinkan pendekatan manufaktur ramping yang nyata. Tenaga kerja minimal diperlukan setelah proses diatur dan divalidasi. Lebih sedikit langkah produksi berarti lebih sedikit penanganan suku cadang yang mengurangi biaya masalah kualitas. Toleransi yang lebih ketat juga mengurangi limbah dari komponen yang tidak sesuai dibandingkan dengan rakitan yang dilas.

Kesimpulan

Singkatnya, proses pembentukan logam menghadirkan seperangkat alat yang sangat serbaguna untuk membentuk material menjadi berbagai macam produk industri dan komersial. Baik komponen mesin dengan toleransi presisi maupun komponen struktural ekstrusi yang rumit, teknik pembentukan ini memungkinkan produksi massal dan fabrikasi khusus dengan cara yang dapat direproduksi dan hemat biaya.

Dengan memahami karakteristik material seperti keuletan dan pengerasan kerja, serta menerapkan panduan desain untuk proses seperti pembengkokan lembaran logam, para pekerja logam dapat mengoptimalkan suku cadang untuk persyaratan manufaktur sekaligus menghindari kegagalan. Teknologi baru juga terus mendorong batas-batas yang dapat dicapai oleh pembentukan, mulai dari paduan canggih hingga cetakan baru dan sistem press.

Dengan meningkatnya permintaan akan produksi yang ringan, miniaturisasi, dan bentuk bersih di berbagai industri, keterampilan dalam proses pembentukan logam akan tetap menjadi sangat penting. Mengikuti praktik terbaik dalam desain, pemilihan material, dan perencanaan produksi memastikan metode fabrikasi ini memenuhi potensinya dalam menghasilkan komponen kompleks yang berkualitas tepat waktu dan sesuai anggaran.

Pertanyaan Umum

T: Berapa ketebalan lembaran logam yang dapat ditekuk?

J: Sebagian besar rem tekan dan peralatan pembengkokan mampu membengkokkan lembaran logam dari ketebalan sekitar 0,010" hingga sekitar 0,250", meskipun bahan yang lebih tebal dapat dilakukan dengan mesin yang lebih kuat. Semakin tipis pengukurnya, semakin ketat radius tekukannya.

T: Bagaimana Anda membengkokkan lembaran aluminium?

J: Aluminium membutuhkan kekuatan tekukan yang lebih kecil daripada baja, tetapi lebih cepat rusak. Sebaiknya dijepit dengan erat dan ditekuk secara perlahan untuk mengurangi keretakan. Pembengkokan awal pada radius yang sedikit lebih lebar mencegah robekan. Pelumas seperti sabun mencegah rasa perih.

T: Apa perbedaan antara tikungan V dan tikungan U?

J: Tikungan V membentuk sudut dengan satu sisi terbuka, digunakan untuk berbagai hal, seperti saluran. Tikungan U sepenuhnya menutup bagian, seperti pada tepi kotak. Tikungan V sering kali memiliki radius minimum yang lebih ketat, tetapi tikungan U tidak memerlukan penyambungan jahitan.

T: Bagaimana cara membengkokkan pipa lurus yang panjang untuk konstruksi?

J: Jalur pipa yang lebih panjang sering kali dibengkokkan secara berputar di antara mesin pembengkok rol besar. Pipa berputar dengan mulus saat memasuki rakitan rol yang telah dibentuk sebelumnya, secara bertahap membentuk lengkungan tanpa membengkokkan atau mengerutkan material.