Projektowanie detali z blachy: promień gięcia i grubość
Promień gięcia wyznacza materiał i narzędzie, a nie konstruktor. Orientacyjnie stal miękka i nierdzewna znoszą wewnętrzny promień gięcia równy mniej więcej grubości blachy. Aluminium 5754 potrzebuje często 1–1,5 grubości, a utwardzony 6082-T6 znacznie więcej, inaczej zewnętrzna strona gięcia pęka. Stal nierdzewna dodatkowo mocniej sprężynuje po gięciu niż zwykła stal, co warsztat kompensuje przegięciem.
Przy gięciu swobodnym na prasie krawędziowej promień zależy w praktyce od szerokości rowka V matrycy, często 6–8 grubości blachy. Promień wewnętrzny wynosi wtedy około 15 procent szerokości V. Dlatego pytamy, z którego warsztatu chcesz skorzystać, i rysujemy pod jego narzędzia. Detal pasuje wtedy bez poprawiania pliku. Znaczenie ma też kierunek walcowania: gięcia w poprzek walcowania pękają rzadziej, a przy wrażliwych materiałach podajemy kierunek na rysunku.
Rozwinięcie i współczynnik K
Przy gięciu zewnętrzna strona blachy się wydłuża, a wewnętrzna ściska. Warstwa obojętna, która zachowuje długość, nie leży w środku grubości, lecz bliżej strony wewnętrznej. Współczynnik K określa, gdzie: 0,5 oznacza środek grubości, a przy gięciu swobodnym wartość leży typowo między 0,3 a 0,45 zależnie od materiału i promienia.
Rozwinięcie liczy się ze współczynnikiem K, a zła wartość daje złą długość półki w gotowym detalu. Rysujemy w module blach programu CAD, więc rozwinięcie aktualizuje się przy zmianie półki. Jeśli warsztat ma własne tabele naddatków na gięcie, korzystamy z nich. Dostajesz DXF w skali 1:1 z konturami, otworami i liniami gięcia na osobnych warstwach.
Rozwinięcie poprawne w CAD może i tak wyjść źle, jeśli warsztat użyje innego narzędzia niż przyjęte w obliczeniach. Dlatego na rysunku podajemy promienie i współczynnik K, na których opiera się rozwinięcie. Warsztat od razu widzi, czy coś trzeba skorygować.
Otwory, półki i wycięcia odciążające
Otwór zbyt blisko gięcia rozciąga się przy gięciu w owal. Orientacyjnie krawędź otworu powinna leżeć co najmniej 2–2,5 grubości blachy plus promień gięcia od linii gięcia. Jeśli otworu nie da się przesunąć, można go wyciąć po gięciu albo odciążyć szczeliną.
Najkrótszą półkę wyznacza szerokość rowka V, bo blacha musi podczas gięcia leżeć na obu krawędziach matrycy. Orientacyjnie półka powinna mieć co najmniej 3–4 grubości. Tam, gdzie gięcie kończy się przy krawędzi, potrzebne jest wycięcie odciążające. To małe wycięcie o szerokości co najmniej grubości blachy, które nie pozwala materiałowi się rozerwać. W narożach, gdzie spotykają się dwa gięcia, rysujemy wycięcie narożne, aby blacha się nie wybrzuszała.
Spawane konstrukcje z blachy wymagają dodatkowej uwagi. Rysujemy wypusty i szczeliny, które ustalają części we właściwym położeniu przed spawaniem. Przy prostszych ramach nie potrzeba wtedy osobnego przyrządu spawalniczego. Oszczędza to czas w warsztacie i daje lepszą dokładność wymiarową.
Fototrawienie cienkich i szczegółowych detali
Fototrawienie pasuje do cienkich detali, typowo 0,05–1 mm, z wieloma małymi otworami lub drobnymi konturami: siatek, sit, ekranów, płaskich sprężyn, tabliczek znamionowych i części do modelarstwa. Metal rozpuszcza się chemicznie z obu stron przez maskę, więc detal jest bez zadziorów i naprężeń. Liczba otworów prawie nie wpływa na koszt. Nawet skomplikowane kontury powstają szybko, bo maskę tworzy się bezpośrednio z pliku rysunku.
Ponieważ trawienie działa też na boki, istnieje granica wielkości detali. Orientacyjnie otwory i szczeliny powinny mieć szerokość co najmniej równą grubości materiału, często 1–1,2 grubości, a mostki między otworami co najmniej grubość. Maskę koryguje się o naddatek podany przez dostawcę trawienia. Linie gięcia można wytrawić do około połowy grubości, aby detal dało się zgiąć ręcznie. Tolerancja wynosi typowo około ±10–15 procent grubości.
Typowe materiały do fototrawienia to stal nierdzewna, mosiądz, nowe srebro, miedź i stal sprężynowa. Wybór zależy od funkcji: płaskie sprężyny wymagają materiału sprężynowego, ekrany dobrej przewodności, a tabliczki materiału odpornego na pogodę i czyszczenie.
Blacha czy inna technologia?
Gięty detal z blachy jest często tańszy niż frezowany, bo cięcie laserem i gięcie idą szybko, a materiał jest dobrze wykorzystany. Osłony elektroniki, wsporniki, kątowniki i panele przednie to typowe przykłady. Jeśli masz frezowany detal, który okazał się drogi, sprawdzimy, czy da się go wykonać z blachy. I odwrotnie: małą serię osłon z blachy można czasem zastąpić osłonami z druku 3D, które sami wykonujemy. To dobry sposób, aby sprawdzić kształt i montaż przed zamówieniem detalu z blachy.
Sami nie produkujemy detali z blachy, ale rysujemy pod wybrany przez Ciebie warsztat i pomagamy go znaleźć. Rysunek podaje tolerancje ogólne według ISO 2768-1, kąty i kierunki gięcia oraz oznaczenie materiału, na przykład EN 1.4301 dla stali nierdzewnej. Więcej na stronie rysunki techniczne. Obudowy z blachy do elektroniki projektujemy razem z płytką, jak opisano na stronie obudowy elektroniki.
Wartości orientacyjne dla blachy i fototrawienia
| Parametr | Wartość orientacyjna (t = grubość blachy) |
|---|---|
| Wewnętrzny promień gięcia, stal i nierdzewna | ok. 1 × t |
| Wewnętrzny promień gięcia, aluminium 5754 | ok. 1–1,5 × t (6082-T6: znacznie większy) |
| Szerokość rowka V przy gięciu swobodnym | ok. 6–8 × t; promień wewnętrzny ≈ 15 % szerokości V |
| Współczynnik K przy gięciu swobodnym | typowo 0,3–0,45 |
| Krawędź otworu – linia gięcia | co najmniej 2–2,5 × t + promień gięcia |
| Najkrótsza półka | ok. 3–4 × t |
| Wycięcie odciążające | szerokość ≥ t, głębokość ≥ t + promień gięcia |
| Fototrawienie: najmniejszy otwór i szczelina | ok. 1–1,2 × t |
| Fototrawienie: linia gięcia wytrawiona do połowy | ok. 50 % t |
| Fototrawienie: tolerancja | typowo ±10–15 % t |
Wartości orientacyjne. Narzędzia warsztatu i zasady dostawcy trawienia zawsze mają pierwszeństwo przed tabelą.
Czego potrzebujemy od Ciebie
- Szkic, model CAD lub istniejąca próbka detalu
- Materiał i grubość, na przykład S235, EN 1.4301 lub 5754
- Promienie gięcia, szerokości V lub tabela naddatków warsztatu, jeśli jest
- Wymagania co do powłoki: malowanie proszkowe, cynkowanie lub anodowanie
- Wymiary krytyczne i rozstawy otworów względem innych części
- Liczba detali na zamówienie i na rok
- Przy fototrawieniu: materiał, grubość i czy detal ma być gięty
Przykładowe zlecenia
- Wspornik i kątownik z rozstawem otworów
- Osłona i obudowa elektroniki
- Panel przedni z wycięciami na wyświetlacz i złącza
- Blacha osłonowa części ruchomych
- Spawana rama z detali giętych
- Fototrawiona tabliczka znamionowa
- Fototrawiony ekran do płytki PCB
- Fototrawiona siatka lub sito
- Płaskie sprężyny i cienkie blaszki stykowe
- Trawione detale do modelarstwa
Co wpływa na cenę i termin
- Liczba gięć i ich wzajemny wpływ
- Wymagania tolerancji i krytyczne rozstawy otworów
- Czy detal trzeba dopasować do narzędzi konkretnego warsztatu
- Spawane złożenia z kilku detali z blachy
- Przeprojektowanie z detalu frezowanego lub odlewanego
- Przy fototrawieniu: liczba wariantów i miejsc trawionych do połowy
Co otrzymasz
- DXF w skali 1:1 z rozwinięciem i liniami gięcia na osobnej warstwie
- STEP detalu po gięciu
- Rysunek z kątami i kierunkami gięcia oraz tolerancjami
- Propozycja materiału, grubości i powłoki
- Dokumentacja do fototrawienia z miejscami trawionymi do połowy
- Część próbna z druku 3D do sprawdzenia pasowania (opcja)
Częste pytania
Jaki promień gięcia przyjąć na rysunku?
Orientacyjnie promień wewnętrzny równy grubości blachy dla stali i stali nierdzewnej. Najlepiej użyć promieni warsztatu, bo zależą od narzędzi prasy krawędziowej.
Czym jest współczynnik K?
Współczynnik K określa położenie warstwy obojętnej w blasze podczas gięcia jako ułamek grubości. Służy do obliczenia rozwinięcia. Przy gięciu swobodnym wynosi typowo od 0,3 do 0,45.
Jakiego formatu pliku chce warsztat blacharski?
Zwykle DXF w skali 1:1 z rozwinięciem i pliku STEP gotowego detalu. Rysunek PDF z kątami gięcia i tolerancjami ułatwia kontrolę i wycenę.
Kiedy opłaca się fototrawienie?
Gdy detal jest cienki i ma wiele małych otworów lub drobnych konturów. Liczba otworów prawie nie wpływa na koszt, a narzędziem jest prosta fotomaska zamiast drogiego wykrojnika.
Jak małe otwory można wytrawić?
Orientacyjnie mniej więcej równe grubości materiału lub nieco większe. W blasze 0,2 mm oznacza to otwory od około 0,2–0,25 mm.
Czy sami produkujecie detale z blachy?
Nie. Projektujemy i rysujemy pod cięcie laserem, gięcie i fototrawienie oraz pomagamy znaleźć warsztat. Części próbne do sprawdzenia pasowania możemy wydrukować.