Masuri anti-zgariere la prelucrarea pe masini de stantat CNC

Prelucrarea tablelor de inox , a tablelor zincate etc. ce nu vor fi vopsite ulterior sau a materialelor moi gen aluminiu pe centrele de ştantat CNC ridică o problemă cu care se confruntă foarte multă lume: apariţia zgârieturilor nedorite pe tablă.  Principiul de funcţionare a centrelor de ştantat CNC (scula este fixă ca poziţie şi tabla se mută  între poanson şi matriţă) este un factor favorizant al problemei.

Zgârieturile pe tablă la ştanţarea ce centre CNC  pot apare din cauze ce ţin de maşină sau cauze ce ţin de scule. Zgârieturile ce au cauze legate de maşina pot fi reduse prin folosirea meselor cu perii, prin plasarea matriţelor forming (mai înalte) în staţiile dedicate (dacă maşina dispune de astfel de staţii) etc.  În acest material vom  încerca însă să descriem câteva metode uzuale de a evita zgârieturile care provin de la scule.

  1. Pentru zgârieturile apărute pe partea inferioară a tablelor, motivul este în cele mai multe cazuri legat de frecarea tablei pe matriţă. O cale simplă de rezolvare este folosirea matriţelor dotate cu perii anti-zgâriere (frigura 1). Periile pot fi montate fix în matriţă sau pot fi demontabile astfel încât pot fi schimbate doar periile în cazul uzurii lor.  Sistemele cu perii sunt disponibile atât pentru matriţele standard cât şi pentru cele de tăiere sau pentru multitool.
Matrite cu perii

Fig. 1 – Matriţe Wilson Tool cu perii

O altă soluţie folosită în special la matriţele forming (de regulă mai înalte) este construcţia suprafeţelor matriţelor aflate în contact  cu tabla (“capacul” matriţei)  din un material special pe care tabla alunecă uşor. Astfel de materiale (cum ar fi soluţiile Wilson Tool Optilube şi Optiglide) au excelente proprietăţi de fricţiune.   Optiglide® este de exemplu un bronz fosforos ce permite o alunecare extrem de uşoară a tablei pe matriţă iar absenţa nichelului în compoziţie reduce orice risc de abraziune la suprafeţele de contact şi riscul apariţiei urmelor pe tablă.

  1. Zgârieturile pe partea superioară a tablei provin în special de la strippere (plăcile de apăsare ale sculelor). În cazul maşinilor Trumpf®, exceptând cazul în care programatorul a decis altfel, stripper-ul nu presează direct pe tablă la fiecare ciclu de ştantare cum se întâmplă la maşinile cu turelă. Totuşi, atunci când poansonul iese din tablă, el ridică şi tabla care vine astfel în contact cu stripper-ul metalic favorizând (mai ales în prezenţa unor impurităţi, mici aşchii metalice etc.) apariţia zgârieturilor.  Una din soluții constă în folosirea unor folii autoadezive protectoare ce se lipesc pe stripper (numite  “Zip Mar” la Wilson Tool ) astfel încât contactul să nu mai fie direct între piesa şi stripperul metalic.  O altă soluție pentru masini Trumpf este reprezentată de stripperele metalice acoperite cu un strat de nylon (detalii aici pe site-ul SM TECH:  Strippere Trumpf cu acoperire).     Pentru maşinile tip Trumpf® , Pullmax®, Haco®,  Boschert®, Euromac® (la folosirea sculelor Trumpf)  o soluţie este ştanţarea materialelor sensibile subţiri folosind strippere de uretan ataşate la poanson în loc de strippere metalice (noul sistem Wilson Tool 241 permite ataşarea uşoară de strippere urethane). Stripperele de uretan sunt furnizate în 5 mărimi funcţie de mărimea poansonului şi sunt recomandate pentru ştanţarea unei grosimi maxime de 2.0 mm (sau 1.5 mm la inox).  Evident, dezavantajul acestor strippere de uretan faţă de stripperele metalice este dat de rezistenţa lor în timp,  ele deteriorându-se relativ repede din cauza compresiunilor repetate şi a uleiului de lubrefiere prezent pe poanson.
Zip Mar

Folii Zip-Mar

Pentru maşinile de ştantat cu turelă, în momentul în care se prelucrează materiale moi gen aluminiu, cupru etc. se recomandă folosirea de holdere cu arcuri speciale mai “soft” ce vor permite ca stripper-ul să nu lase urme pe tablă.  Problema este mai acută la staţiile mari (C,D..) şi la sculele forming.  Există holdere (“canistre”) staţie C si D special dedicate ce au din construcţie aceste arcuri mai moi şi care sunt indicate în aceste situaţii. Pentru staţiile A şi B este indicat doar de schimbat arcul la holderele normale.

Arcuri special Wilson Tool pentru materiale sensibile

Fig 2. Arcuri speciale pentru materiale sensibile

Matriţele pentru sculele forming (la maşinile care nu au staţii dedicate pentru aceste scule) sunt mai înalte şi ridică tabla în zona lor, favorizând apariţia zgârieturilor la mişcarea rapidă a tablei.  La maşinile cu turelă, o soluţie de evitare a problemelor apărute este punerea în turela inferioară în staţiile A şi B apropiate de scula forming a unor “matriţe  false” (figura 3 prezinta cateva solutii oferite de Wilson Tool),  ce conţin un pachet de perii sau o bilă. Atunci când tabla vine în viteză spre matriţa de deformare ea este ridicată  uşor în prelabil de către aceste ”matriţe false”, evitându-se orice şoc sau zgârietură în momentul coliziunii cu matriţa forming înaltă.

Matrite false puse în turelă langa matritele inalte

Fig 3 . Matriţe “false” puse în turelă lângă matritele înalte

  1. O cauză destul de neglijată a apariţiei zgârieturilor pe tablă este întreţinerea incorectă şi stocarea incorectă a sculelor. Poansoanele şi matriţele trebuie curăţate de orice impurităţi şi lubrifiate când sunt depozitate pentru că aceste impurităţi pot produce numeroase urme pe piesele din materiale sensibile. Este indicat de utilizat dulapuri dedicate pentru scule (figura 4) ce au locaşuri speciale pentru fiecare tip de sculă. Wilson Tool produce o gama variata de dulapuri de scule pe care le puteti configura conform cerintelor d-voastra.
Dulapuri scule Wilson Tool

Fig. 4 Dulapuri speciale de scule

Alte recomandări :

  • Din faza de concepţie a reperelor de tablă, înălţimea deformărilor pe tablă se va proiecta cât este strict necesar. O sculă pentru o deformare înaltă (un bosaj foarte înalt de exemplu etc) va avea o matriţă mai înaltă ce va favoriza apariţia zgârieturilor.
  • În momentul aranjării pieselor pe coală la programare (nesting/croire) se va ţine cont ca deformările înalte să fie poziţionate cât mai departe de cleştii maşinii ce susţin şi mută tabla. Tabla în zona cleştilor este mai rigidă (cleştii fiind aproape, tabla nu se poate ridica uşor) şi forţa de apăsare pe matriţe este mai mare la mişcarea tablei, rezultând zgărieturi.
  • Este indicat să se demagnetizeze sculele după ascuţire (există dispozitive dedicate – in Fig 5 vedeti va rog dispozitivul oferit de Wilson Tool), evitându-se astfel ca în timpul lucrului pe poanson/matriţă să se acumuleze aşchii metalice mici ce pot produce urme pe tabla sensibilă.
  • Tabla de inox este indicat să se aprovizioneze doar cu folie de protecţie (70-120 µm), folie care să protejeze tabla pe parcursul ştanţării (şi de asemeni la îndoirea pe abkant unde apar urme datorită umerilor prismei). Există pe centrele de ştantat scule cu role speciale ce pot tăia folia doar pe suprafeţele unde ea este necesar a fi îndepărtată (unde se vor executa suduri etc) evitându-se astfel îndepărtarea completă a foliei.
  • Dispozitiv demagnetizare scule dupa ascutire

    Fig. 5 – Dispozitiv demagnetizare scule dupa ascutire