خمکاری ورق آلومینیوم چیست و چه مزایایی دارد؟
از جمله عملیاتی که در صنعت فولاد صورت گرفته و اهمیت زیادی هم دارد، خمکاری ورق‌های فولادی مانند خمکاری ورق آلومینیوم است. خمکاری روی فلزها، برای تولید قطعات مورد نیاز در صنایع مهم و وابسته صورت می‌گیرد. این صنایع، شامل مواردی همچون ساختمان سازی، الکترونیک، ساخت ماشین آلات، ساخت کشتی و ... هستند. از اسم این صنایع مشخص است، که اهمیت زیادی داشته و تامین قطعه برای آنها بسیار ضروری است. از جمله خمکاری‌هایی که روی فلزات اعمال می‌شود، خمکاری ورق آلومینیوم است.
خمکاری چیست؟
همانطور که اشاره کردیم، فرآیندی که در طی آن برای صنایع دیگر، از ورق‌های فولادی قطعه تولید می‌کنند، خمکاری گفته می‌شود. در این عملیات، به کمک دستگاه‌های مختلف و مخصوص، از فشار استفاده شده و ورق‌هایی که تحت فشار قرار گرفته‌اند، خم شده و زاویه دار می‌شوند. برای خمکاری ورق‌ها، طبق ضخامت و سایر خصوصیاتی که دارند، از فشارهای مختلفی استفاده می‌شود که متخصصان این حوزه، خود آن را تشخیص داده و اعمال می‌کنند.
از دیگر تصمیماتی که در فرآیند خمکاری گرفته می‌شود، مقدار دمای مورد نیاز برای اعمال کردن روی ورق است. مهندسان و متخصصان این صنایع، با تشخیص ویژگی‌های فلزات، تصمیم می‌گیرند که چه ورق‌هایی را با دمای کمتر و کدام را با دمای بیشتر، خم کرده و زاویه دار کنند. خوب است بدانید، میزان عنصر کربن موجود در انواع ورق فولادی، می‌تواند یکی از فاکتورهای تعیین کننده مقدار دما و حرارت مورد نیاز باشد. به این صورت که اگر ورق شامل مقدار بیشتری از کربن باشد، برای خمکاری، ابتدا نیاز به حرارت داشته و بعد باید فشار به آن اعمال شود. اگر در این مورد، از طرف متخصصان سهل انگاری رخ دهد، ورق دچار چین خوردگی و یا حتی شکستگی خواهد شد.
خمکاری ورق‌های فلزی
متخصصان و تکنسین‌ها، برای خمکاری ورق‌ها، آنها را به کمک معیار جنس، دسته بندی می‌کنند. برای مثال، فلزهای آلومینیوم، آهن و روی، در یک دسته قرار گرفته که وجه تسمیه آنها برای خمکاری، نیاز بالای این فلزات به دما است. این درحالی است که سایر فلزات، به دمای کمتری برای خمکاری نیاز دارند. در حالت ایده آل، هنگام خمکاری ورق‌های فلزی، متخصصان انتظار دارند که بعد از وارد کردن فشار، ورق مورد نظر آنها، تغییر ضخامت نداشته باشد.
اما از آنجایی که برای خمکاری برخی فلزات، به فشار بالاتری نیاز است، تحت تاثیر فشارهای مولکولی، این تغییر ضخامت اتفاق می‌افتد. در این روند، با توجه به اینکه فشار وارد شده بعضاً بسیار بالا است، پس به کمک دستگاه‌های مخصوص و مجهز صورت گرفته تا دقت در آن بالا باشد و به طور خودکار، خمکاری صورت بگیرد. از این نظر که فشار وارد شده متغیر و بیشتر موارد زیاد است، برای حفظ ایمنی متخصصان، استفاده از تجهیزات اتوماتیک بهتر است. هر چند که با وجود خطای کمتر در این دستگاه‌ها باز هم در برخی کارگاه‌ها، روش دستی برای خمکاری ورق‌های آلومینیومی استفاده می‌شود.
خمکاری ورق آلومینیوم چیست؟
آلومینیوم به دلیل ویژگی‌های برجسته‌ای که دارد، در فرآیند خمکاری به خوبی عمل می‌کند و در برابر فشار مقاوم است. برخلاف بسیاری از فلزات دیگر، این فلز با اعمال فشار تغییر ضخامت نمی‌دهد و استحکام خود را حفظ می‌کند. این ویژگی‌ها موجب می‌شود که آلومینیوم برای استفاده در صنایع مختلف، از جمله الکترونیک و ساختمان‌سازی، گزینه‌ای ایده‌آل باشد. علاوه بر این، انعطاف‌پذیری بالای آلومینیوم به آن اجازه می‌دهد که در شکل‌های متنوع و پیچیده خمکاری شده و در فرآیند تولید قطعات مختلف بدون خطر شکستگی و ترک خوردگی به کار گرفته شود. این خصوصیات باعث شده که آلومینیوم در صنعت به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار گیرد و کاربردهای متنوعی پیدا کند.
استفاده از آلیاژهای متفاوت آلومینیوم در فرآیند خمکاری
همانطور که به ویژگی‌های خاص این فلز اشاره کردیم، دلیل استفاده گسترده از این فلز را در صنایع مختلف متوجه شدیم. این فلز، با خاصیت شکل پذیری بالایی که دارد، به خوبی در فرآیند خمکاری، شکل گرفته و زاویه دار می‌شود، بدن اینکه دچار شکستگی شود. با در نظر گرفتن همه این ویژگی‌ها، باز هم برای تولید برخی قطعات در صنایع مختلف، استفاده از آلومینیوم خالص کافی نیست و باید از آلیاژهای آن استفاده شود.
در صنعت خمکاری فلزات، از آلومینیوم با ترکیبات مختلف شیمیایی، استفاده می‌شود تا قطعات مورد نظر تهیه و تولید شوند. اما کدام آلیاژها برای این صنعت مناسب هستند؟ پاسخ این سوال را باید تحت سه ویژگی شکل پذیری، کشیدگی و ضخامت فلز داد. آلیاژی برای خمکاری مناسب است، که این چند ویژگی را شامل شود.
انواع ورق‌های آلومینیوم برای خمکاری
برای خدمات خمکاری ورق‌های آلومینیوم، استفاده از ورقی مناسب است که با تحت فشار قرار گرفتن، دچار ترک یا شکستگی نشود. در بین این ورق‌ها، ورقی که آلیاژ آن سخت نباشد، با توجه به این شکل پذیری بیشتری دارد، مناسب‌تر است و در فرآیند خمکاری، بهتر به قطعه و محصول مورد نظر تبدیل می‌شود.
از دیگر ویژگی‌های یک ورق آلومینیومی، شعاع خمش آن است. ورقی برای خمکاری مناسب است که شعاع خمش بیشتری داشته باشد تا به تبع آن، بتواند بیشتر کشیده شود. سایر ویژگی‌هایی که مورد بررسی قرار می‌گیرند، مقاومت آنها در برابر فشار و حرارت است. همانطور که دانستید، در این فرآیند، دما و فشار زیادی به فلز برای خمیدگی وارد می‌شود لذا باید بتواند این شاریط را بربتابد. خمکاری ورق آلومینیوم، یک روش مقرون به صرف و مفید برای تولید انواع ورق‌ها با شکل‌های مختلف برای صنایع متفاوت است.
قالبها و روش‌های خمکاری ورق‌های آلومینیومی
در فرآیند خمکاری ورق‌های آلومینیومی، از روش‌ها و قالب‌های خاصی استفاده می‌شود. این روش‌ها، برای تولید محصولات مختلف برای کاربردهای متنوع در صنایع است. هر کدام از این روش‌ها، به نوبه خود، مزایا و معایبی دارند که قابل بررسی است. این قالبها به عبارت زیر هستند:
- خمکاری ورق آلومینیوم با قالب U: در این روش خمکاری فلز آلومینیوم، برای شکل دادن به ورق، از قالب سیلندر استفاده شده که به آن شکل U می‌دهد.
- خمکاری فلز با قالب V: از این قالب، برای زاویه دار کردن فلز آلومینیوم با گوشه‌های 90 درجه استفاده می‌شود. در این روش، متخصصان از دستگاه پانچ و قالب استفاده می‌کنند که روش رایجی بین سایر روش‌ها است. این نوع خمکاری، خود سه زیر مجموعه دارد. خمکاری کفی و سه نقطه‌ای، هوایی، حلقه زنی یا ضرب سکه‌ای، از روش‌های زیر مجموعه هستند.
- قالب چرخشی: در این روش، به کمک قالب استوانه‌ای، ورق فلزی را خم کرده و از شکل مسطح و صاف آن خارج می‌کنند. از آنجایی که در خمکاری فلزها، هر خمش با یک تنظیم مطابقت دارد که می‌تواند در نهایت شکل مورد نظر را به متخصصان ارائه دهد.
- خمکاری به روش رولی یا فرمی: از دیگر روش‌های خمکاری ورق‌های فلزی، استفاده از این روش خوب، با ظرافت و حساس است. برای خمکاری با استفاده از این روش، از رولی که جنس پلاستیکی یا یورتان دارد، استفاده می‌شود. تولید قطعات به کمک این روش، محصولی زاویه دار را تولید نخواهد کرد، بلکه برای خمکاری ورق‌های حساس و از قبل رنگ شده، استفاده می‌شود تا آنها را به شکل U درآورد.
دستگاه‌های مورد استفاده برای فرآیند خمکاری ورق‌های آلومینیومی
برای خمکاری فلزات، از دستگاه‌های مختلف و مخصوصی استفاده می‌شود که با اعمال فشار روی ورق‌ها، به آنها شکل‌های هندسی داده و قطعات مورد نظر را برای صنایع مختلف تولید می‌کنند. این دستگاه‌ها، به عبارت زیر هستند:
- دستگاه خمکن دستی: یکی از دستگاه‌هایی است که از آن برای خمکاری فلزاتی که انحنای محدودی دارند استفاده می‌شود. این دستگاه، برای ورق‌هایی با این ضخامت‌ها مناسب است:
- ورق‌های آلومینیومی و آلیاژهای آن، که حداکثر 6 میلی متر ضخامت دارند. بنابراین برای ورق‌هایی با ضخامت بیشتر، باید از سایر دستگاه‌ها کمک گرفت.
- ورق‌های آهنی که حداکثر 3 میلی متر ضخامت دارند.
- ورق‌های مسی و برنجی، که نهایت ضخامت آنها، 5 میلی متر است، برای خمکاری آنها، از این دستگاه استفاده می‌شود. روش کار این دستگاه، به صورتی است که فک زیری، ثابت قرار گرفته و فک رویی آن، که به کمک پیچ و مهره متحرک است، روی آن قرار دارد. ورق مورد نظر، که قرار است خم شود، بین دو فک قرار گرفته و محکم می‌شود، برای زاویه دادن به ورق، فک دیگری که حول یک محور در حال حرکت است، این کار را انجام می‌دهد. به کمک تیغه‌های فولادی، که در لبه این سه فک قرار داشته و قابل تعویض هم هستند، می‌توان شکل‌های مختلفی را به ورق فلزی داد.
- دستگاه خمکن برقی
این دستگاه، به طول یک متر بوده و نسبت به خمکن دستی، امکانات و قابلیت‌های بیشتری را به صنعتگران ارائه می‌دهد. به کمک این وسیله، می‌توان ورق‌های فولادی که حداکثر 6 میلی متر ضخامت دارند، خم کرد. فک بالایی این دستگاه، از الکترو موتوری قوی که در سمت راست پایه قرار دارد، نیرو می‌گیرد. - ماشین پرس خمکن
این دستگاه‌ها، به وسیله قالب‌هایی که در آنها قرار گرفته کار می‌کنند که اسم آنها سمبه و ماتریس است. این دستگاه، در ابعاد مختلف به تولید رسیده و طول میز آن در دو نوع معمولی که بین 2 تا 6 متر است، همچنین نوع بزرگ که 12 متر است، ساخته می‌شود. متداولترین نوع این دستگاه، نوع CNC پرس برک بوده که به خاطر این اسم، صنعتگران عملیات خمکاری با این دستگاه را، با نام فرآیند خمکاری پرس برک هم شناخته و نام می‌برند.
استفاده این دستگاه، برای صاف کردن ورق‌ها، ایجاد فرورفتگی و برجستگی و خمکاری روی آنهاست. این دستگاه، علاوه بر اینکه قابلیت برش ورق‌ها را دارد، می‌تواند در آنها سوراخ و شکاف‌هایی به شکل خطوط صاف و نواری ایجاد کند.
مزایا و معایب خمکاری ورق آلومینیوم
برای خمکاری فلزات در سطح گسترده و تولید قطعات مختلف، این روش، تقریبا به صرفه است. همچنین محصولاتی که از طریق خمکاری تولید می‌شوند، سبک بوده و دارای انعطاف پذیری بالایی هستند. در نتیجه می‌توان در انواع صنایع از آنها استفاده کرد و کاربرد گسترده آنها، بسیاری از نیازها را مرتفع می‌کند.
در زندگی روزمره، از محصولات آلومینیومی به طور عمده استفاده می‌شود و کاربرد آنها زیاد است. بخاطر ویژگی‌های قابل قبول و منحصر بفرد این فلز، در صنایع مختلفی مثل الکترونیک، یخچال سازی، ساختمان سازی، باکس آلومینیومی، ساختمان سازی و دیگر صنایع استفاده می‌شود.
در بسیاری از معماری‌های معروف جهان، از برشکاری و خمکاری این فلز استفاده شده‌است. بناهای معروفی مثل برج العرب دبی امارات که از شیک‌ترین و خاص‌ترین هتل‌های جهان است. همچنین در برج لوتوس دهلی نو هند هم که ساختاری نو و کاملا ابتکاری دارد، استفاده از خدمات خمکاری فلز به چشم می‌خورد.
آشنایی با فرآیند خمکاری ورق‌های آلومینیومی
با خمکاری ورق‌های آلومینیومی و دستگاه‌هایی که در این فرآیند مورد استفاده قرار می‌گیرند آشنا شدیم. همچنین می‌دانیم که چرا از این فلز، به طور گسترده و عمده استفاده شده و ویژگی‌های آن چیست. همچنین می‌دانیم که فلز آلومینیوم، با چه روش‌هایی و به چه منظور، خمکاری شده و مزایای خمکاری آن چیست. خوب است در نظر داشته باشیم که با وجود خدمات زیادی که در این زمینه صورت می‌گیرد، بهترین و متخصص‌ترین صنعتگران را برای انجام این خدمات به‌کار بگیریم.
