Gięcie blach wymaga szczególnej precyzji przy zachowaniu dużej powtarzalności poszczególnych elementów. W sytuacji, gdy nadzwyczaj ważna jest jakość, przygotowanie detali oraz bardzo dobre parametry techniczne, sporego znaczenia nabierają materiały niezbędne do osiągnięcia zamierzonego efektu. Wśród nich są takie elementy jak stemple i matryce. Jaka jest ich charakterystyka i zastosowanie?

Stemple i matryce do blach

Wykonanie gięcia blachy w pełni zgodnie z założonym projektem oczekiwanym przez klientów wymaga zawsze odpowiedniego wyposażenia parku maszynowego. Stemple i matryce stanowią jeden z newralgicznych punktów całości niezbędnej do sprawnej i efektywnej realizacji zadań. Po pierwsze: matryce i stemple umożliwiają gięcie blach z wysoką dokładnością. Po drugie: proces ten odbywa się w oparciu o oczekiwaną automatyczną powtarzalność. Dzięki temu, jeśli dochodzi do nietypowego zamówienia, nie ma przeszkód wobec wykonania danych elementów – nawet w formacie bardzo zindywidualizowanym. Mimo, że oznacza to dłuższy czas pracy oraz relatywnie wyższy koszt inwestycji, stemple i matryce umożliwiają indywidualizację zadania przy zachowaniu jakości i powtarzalności.

Wykonanie stempli i matryc do blach

Matryca to element o zaprojektowanym wgłębieniu, na który nakładany jest metal przed rozpoczęciem gięcia. Zostaje ona zbliżona pod względem kształtu do założonego ukształtowania giętego metalu. Nieco inaczej wygląda specyfika stempla. On stanowi metalowe i twarde narzędzie, które zostaje opuszczone bezpośrednio na arkusz metalu poddanego naginaniu. W ten sposób dochodzi do wytworzenia siły nacisku stempla na metal i matrycę. Ich skutkiem jest takie kształtowanie arkusza, by oba kształty zostały identycznie dobrane do kształtu końcowego produktu. Metoda ta daje praktycznie nieograniczone możliwości wykorzystania i zastosowania bardzo zróżnicowanych gałęziach przemysłu.

Stemple i matryce przeznaczone do tłoczenia blach wykonywane powinny być od podstaw. W pierwszym etapie oznacza to staranne frezowanie gabarytów oraz nadanie oczekiwanego kształtu. W kolejnym etapie nadchodzi czas na zastosowanie możliwości obróbki cieplnej. Efektem jest starannie przygotowany materiał bazowy, który później można poddać precyzyjnemu wykończeniu przy wykorzystaniu szlifierek. Ostatecznie powstały stempel i matryce można wykończyć kolejny raz frezujący je na twardym materiale o ponadprzeciętnej wytrzymałości. Dodatkowo, w razie potrzeb wyrażanych przez inwestora, przygotowany w ten sposób kształt może zostać poddany dodatkowemu polerowaniu oraz pokryciu specjalistyczną warstwą ochronną.

Należy więc przyjąć, że do dokładnego przygotowania stempli i matryc konieczne są wysokiej jakości frezarki CNC oraz oprogramowanie projektowe CAD/CAM. Dzięki zastosowaniu tej technologii można wyeliminować efekt manualnego sterowania. Takie rozwiązanie pozwala na osiągnięcie zdecydowanie lepszej precyzji i korzystnie przekłada się na wydajność pracy.

Czytaj także: Z czego powstają wykrojniki

Zastosowanie stempli i matryc do tłoczenia

Przygotowywane w ten sposób stemple i matryce wykonywane technologią CNC charakteryzują się szczególnym poziomem dokładności wykonania. Dzięki temu mogą być wykorzystywane w bardzo szerokim zakresie prac przemysłowo produkcyjnych. To między innymi sektor samochodowy oraz szeroko rozumiany automotive. Niemniej jednak stemple i matryce konieczne są również w branży elektrycznej czy przedsiębiorstwach zapewniających produkty AGD. Oczywiście stanowią także standardowy element wyposażenia w fabrykach zapewniających wszelkie prace związane z performowaniem blach.

Na zastosowanie tych elementów należy spojrzeć w pełni kompleksowo – przez pryzmat całego procesu tłoczenia blach. W trakcie ciągnienia, czyli wytłaczania oraz przetłaczania, daną wytłoczkę otrzymuje się na skutek odwzorowania jej kształtu z blachy. Używa się do tego stempla i matrycy. W czasie wytłaczania odkształcania jej części walcowej, następuje stan jednoosiowego naprężenia o właściwościach rozciągających. Natomiast na dnie wytłoczki odczuwalne jest dwuosiowe naprężenie rozciągające. Parametry promienia stempla i promienia matrycy oraz luz pomiędzy matrycą i stemplem mają więc newralgiczne znaczenie dla jakości procesu tłoczenia blachy.

Znaczenie matrycy i stempla w prasie krawędziowej

Niezależnie od docelowego zastosowania elementu, który poddany jest procesowi gięcia metalu, prawidłowe dobranie matrycy i stempla oraz właściwej siły ginącej jest kluczowe dla osiągnięcia ostatecznego efektu. Należy pamiętać o różnicy w podatności na zginanie na przykład pomiędzy stalą wysokowęglową a stopami aluminium. Różnice w zakresie ciągliwości i wytrzymałości materiałów determinują bowiem możliwości ich wykorzystania. Tymczasem niewłaściwy dobór materiałów lub nieprecyzyjne przygotowanie stempla i matrycy poskutkuje błędami podczas produkcji.

Należy więc zaprojektować prasy krawędziowe tak, by w prosty i nieskomplikowany sposób doprowadzać do szybkiej wymiany matrycy oraz stempla, a co za tym idzie – dostosowywać urządzenie do każdego typu zadań.

Czytaj także: Metody kształtowania blach