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, tłoczenia i prasy krawędziowej

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 do blach umożliwiają ich gięcie 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, umożliwiają one indywidualizację zadania przy zachowaniu jakości i powtarzalności.

Produkcja stempli i matryc do blach

Matryce do blach to elementy o zaprojektowanym wgłębieniu, na który nakładany jest metal przed rozpoczęciem gięcia. Matryca zostaje zbliżona pod względem kształtu do założonego ukształtowania giętego metalu. Nieco inaczej wygląda specyfika stempli do blach. Stempel 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 do blach wykonywane powinny być od podstaw. W pierwszym etapie oznacza to staranne frezowanie gabarytów oraz nadanie oczekiwanego kształtu. W kolejnym etapie produkcji stempli i matryc nadchodzi czas na zastosowanie możliwości obróbki cieplnej. Efektem jest starannie przygotowany materiał bazowy, który później można poddać precyzyjnemu wykończeniu przy wykorzystaniu szlifierek. Ostatecznie powstałe stemple i matryce można wykończyć kolejny raz frezując 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 do tłoczenia 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 niezbędne 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 matryc i stempli do tłoczenia 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 matryc i stempli do prasy krawędziowej

Niezależnie od docelowego zastosowania elementu, który poddany jest procesowi gięcia metalu, prawidłowe dobranie matryc i stempli do prasy krawędziowej oraz właściwej siły gnącej 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 stempli i matryc do prasy krawędziowej poskutkuje błędami podczas produkcji.

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

Czytaj także: Metody kształtowania blach