ورق‌کاری صنعتی از طراحی تا قطعه نهایی
قطعات ورقی ارزان‌ترین راه ساخت خیلی از قطعات صنعتی‌اند — به شرطی که درست طراحی شوند. شعاع خم، K-Factor، فاصله سوراخ تا خم، نقشه گسترش و اشتباهات پرهزینه.
خیلی از قطعاتی که از بلوک فولاد تراشیده می‌شوند، می‌توانستند یک ورق برش‌خورده و خم‌شده باشند — با یک‌پنجم قیمت و یک‌سوم زمان.
ورق‌کاری وقتی جواب می‌دهد که قطعه اساساً یک صفحه باشد که در چند جا خم شده: قاب، کاور، براکت، ساپورت، پنل.
مسیر ساخت یک قطعه ورقی
- برش — لیزر، پلاسما، واترجت یا پانچ
- خم‌کاری — با دستگاه پرس‌برک
- عملیات تکمیلی — قلاویز، پرچ، جوش، رنگ
هر مرحله محدودیت‌های خودش را دارد که باید در طراحی دیده شود.
شعاع خم — اولین چیزی که باید بدانید
ورق را نمی‌شود با گوشه تیز خم کرد. همیشه یک شعاع داخلی وجود دارد.
قاعده سرانگشتی: شعاع داخلی حداقل برابر ضخامت ورق.
| ضخامت | حداقل شعاع داخلی (فولاد نرم) |
|---|---|
| ۱ mm | ۱ mm |
| ۲ mm | ۲ mm |
| ۳ mm | ۳ mm |
| ۵ mm | ۵ تا ۸ mm |
برای آلومینیوم و استیل این عدد بیشتر است — آلومینیوم سری ۶۰۰۰ ممکن است تا دو برابر ضخامت لازم داشته باشد، وگرنه ترک می‌خورد.
اگر در مدل CAD شعاع خم را صفر بگذارید، نقشه گسترش اشتباه درمی‌آید و قطعه ساخته‌شده ابعادش با مدل فرق می‌کند.
K-Factor و چرا گسترش با جمع ابعاد فرق دارد
وقتی ورق خم می‌شود، سطح بیرونی کشیده و سطح داخلی فشرده می‌شود. جایی در میان ضخامت، طول تغییر نمی‌کند — به آن تار خنثی می‌گویند.
K-Factor می‌گوید تار خنثی در چند درصد ضخامت قرار دارد. برای فولاد نرم معمولاً ۰٫۳۳ تا ۰٫۴۵.
نتیجه عملی: اگر یک قطعه L شکل با اضلاع ۵۰ و ۵۰ از ورق ۲ میلی‌متری بخواهید، طول ورق تخت ۱۰۰ نیست — حدود ۹۷ است. تفاوت از خودِ خم می‌آید.
برای همین نقشه گسترش را خودتان بدهید. اگر بگذارید کارگاه حساب کند، با K-Factor دستگاه خودش حساب می‌کند و ممکن است با آنچه شما در نظر داشتید فرق کند.
فاصله سوراخ تا خم
اگر سوراخ خیلی نزدیک خط خم باشد، موقع خم‌کاری کشیده و بیضی می‌شود.
قاعده: فاصله لبه سوراخ تا شروع خم حداقل ۲٫۵ برابر ضخامت + شعاع خم.
برای ورق ۲ میلی‌متری با شعاع ۲: حداقل ۷ میلی‌متر از لبه سوراخ تا خط خم.
اگر مجبورید سوراخ را نزدیک بگذارید، دو راه دارید: یا بعد از خم‌کاری سوراخ بزنید (گران‌تر)، یا یک برش رهاساز کوچک در امتداد خم بگذارید.
حداقل طول بال
بال خیلی کوتاه در پرس‌برک جا نمی‌گیرد و خم نمی‌شود.
قاعده: حداقل طول بال ≈ ۴ برابر ضخامت + شعاع خم.
برای ورق ۲ میلی‌متری، بالی کوتاه‌تر از حدود ۱۰ میلی‌متر عملاً قابل خم نیست.
ترتیب خم‌کاری
قطعه‌ای که چهار خم دارد، ممکن است در خم سوم به دستگاه بخورد. این را در طراحی باید دید.
قاعده ساده: از خم‌های داخلی به بیرونی پیش بروید، و اگر قطعه به شکل جعبه بسته می‌شود، مطمئن شوید ابزار برای آخرین خم جا دارد.
اگر شک دارید، نقشه را با کارگاه چک کنید. یک تماس پنج‌دقیقه‌ای از یک قطعه دورریز ارزان‌تر است.
برش: کدام روش
| روش | ضخامت معمول | دقت | کیفیت لبه |
|---|---|---|---|
| لیزر | تا ۲۰ mm فولاد | ±۰٫۱ mm | عالی، تقریباً بدون پلیسه |
| پلاسما | تا ۵۰ mm | ±۰٫۵ mm | متوسط، لبه شیب‌دار |
| واترجت | تا ۱۵۰ mm | ±۰٫۲ mm | خوب، بدون اثر حرارتی |
| پانچ | تا ۶ mm | ±۰٫۲ mm | خوب، فقط برای تیراژ بالا |
کرف (پهنای برش) در لیزر حدود ۰٫۲ میلی‌متر است. برای قطعات معمولی مهم نیست، ولی اگر دو قطعه باید دقیقاً در هم جا بروند، باید حسابش کنید.
انتخاب ورق
- ورق سیاه (ST12/ST37) — ارزان‌ترین، باید رنگ یا گالوانیزه شود
- گالوانیزه — مقاوم به زنگ، ولی جوشکاری‌اش دود سمی دارد و پوشش می‌سوزد
- استیل ۳۰۴ — ضدزنگ، گران‌تر، سخت‌تر خم می‌شود (برگشت فنری بیشتر)
- آلومینیوم — سبک، ولی شعاع خم بزرگ‌تر لازم دارد و راحت خط می‌افتد
پنج اشتباه پرهزینه
۱. ندادن نقشه گسترش. کارگاه خودش حساب می‌کند و ابعاد نهایی با مدل شما فرق می‌کند.
۲. شعاع خم صفر در مدل. گسترش غلط می‌شود.
۳. سوراخ نزدیک خم. بیضی درمی‌آید.
۴. فراموش‌کردن برگشت فنری. استیل و آلومینیوم بعد از خم کمی برمی‌گردند؛ کارگاه جبرانش می‌کند ولی باید بداند.
۵. طراحی گوشه‌های تیز داخلی. لیزر نمی‌تواند گوشه کاملاً تیز داخلی ببرد؛ همیشه یک شعاع کوچک می‌ماند. در مدل شعاع بگذارید.
اگر قطعه‌ای دارید که الان از بلوک تراشیده می‌شود، ارزش دارد یک بار بررسی شود که آیا می‌شود آن را ورقی طراحی کرد. در خیلی از موارد جواب مثبت است و صرفه‌جویی چشمگیر.