Filarea metalelor - Metal spinning
Filarea metalelor , cunoscută și sub denumirea de centrifugare sau filare sau strunjire a metalelor, cel mai frecvent, este un proces de prelucrare a metalelor prin care un disc sau tub de metal este rotit cu viteză mare și format într-o parte simetrică axial . Filarea poate fi realizată manual sau cu un strung CNC .
Filarea metalelor nu implică îndepărtarea materialului, ca la strunjirea convențională a lemnului sau a metalelor, ci formarea (turnarea) de tablă peste o formă existentă.
Filarea metalelor variază de la specialitatea unui meșteșugar până la cel mai avantajos mod de a forma piese metalice rotunde pentru aplicații comerciale. Artizanii folosesc procesul pentru a produce detalii arhitecturale, iluminat special, bunuri decorative de uz casnic și urne . Aplicațiile comerciale includ conuri de nas pentru rachete , vase de gătit , butelii de gaz , clopote pentru instrumente din alamă și recipiente pentru deșeuri publice. Practic orice metal ductil poate fi format, din aluminiu sau oțel inoxidabil , până la aliaje de înaltă rezistență și temperaturi ridicate, inclusiv INX, Inconel , Grad 50 / Corten și Hastelloy. Diametrul și adâncimea pieselor formate sunt limitate numai de dimensiunea echipamentului disponibil.
Proces
Procesul de filare este destul de simplu. Un bloc format este montat în secțiunea de acționare a unui strung. Un disc metalic pre-dimensionat este apoi prins de bloc de un tampon de presiune, care este atașat la contrapunct . Blocul și piesa de prelucrat sunt apoi rotite împreună la viteze mari. Apoi se aplică o forță localizată pe piesa de prelucrat pentru a face să curgă peste bloc. Forța se aplică de obicei prin diferite instrumente cu pârghie. Piesele simple sunt îndepărtate din bloc, dar forme mai complexe pot necesita un bloc din mai multe piese. Formele extrem de complexe pot fi rotite peste forme de gheață, care apoi se topesc după rotire. Deoarece diametrul final al piesei de prelucrat este întotdeauna mai mic decât diametrul de pornire, piesa de prelucrat trebuie să se îngroașe, să se alungească radial sau să se închidă circumferențial.
Un proces mai implicat, cunoscut sub numele de reducere sau gât , permite unei piese de prelucrat să includă geometrii reentrante. Dacă finisarea și forma suprafeței nu sunt critice, atunci piesa de prelucrat este "filată pe aer"; nu se folosește nicio mandrină . Dacă finisajul sau forma sunt critice, atunci se folosește o mandrină montată excentric.
„Filare la cald” implică filarea unei bucăți de metal pe un strung, în timp ce căldura mare de la o torță este aplicată piesei de prelucrat. Odată încălzit, metalul este apoi modelat pe măsură ce instrumentul de pe strung se apasă de suprafața încălzită, forțându-l să se distorsioneze pe măsură ce se rotește. Părțile pot fi apoi modelate sau cu gâtul până la un diametru mai mic cu puțină forță exercitată, oferind un umăr fără sudură.
Instrumente
Instrumentul de filare manual de bază pentru metal se numește lingură , deși multe alte instrumente (fie că sunt produse comercial, ad hoc sau improvizate) pot fi utilizate pentru a obține rezultate variate. Uneltele de filare pot fi fabricate din oțel întărit pentru utilizare cu aluminiu sau din alamă solidă pentru filare din oțel inoxidabil sau oțel moale.
Unelor unelte de filare metalice li se permite să se rotească pe rulmenți în timpul procesului de formare. Acest lucru reduce fricțiunea și încălzirea sculei, prelungind durata de viață a sculei și îmbunătățind finisarea suprafeței. Uneltele rotative pot fi, de asemenea, acoperite cu un strat subțire de ceramică pentru a prelungi durata de viață a sculei. Uneltele rotative sunt utilizate în mod obișnuit în timpul operațiilor de filare CNC a metalelor.
Din punct de vedere comercial, rolele montate pe capătul pârghiilor sunt utilizate în general pentru a forma materialul până la mandrină atât în filarea manuală, cât și în filarea CNC a metalului. Rolele variază în diametru și grosime în funcție de utilizarea prevăzută. Cu cât rola este mai largă, cu atât suprafața filării este mai fină; rolele mai subțiri pot fi utilizate pentru a forma raze mai mici.
Tăierea metalului se face cu ajutorul tăietorilor de mână, adesea cu bare goale lungi cu piciorul, cu fișiere în formă de oțel / ascuțite atașate. În aplicațiile CNC, se folosesc unelte de tăiere din oțel de carbură sau unelte.
Mandrina nu suportă forțe excesive, așa cum se găsește în alte procese de prelucrare a metalelor, deci poate fi realizată din lemn, plastic sau gheață. Pentru materiale dure sau pentru utilizare cu volum mare, dornul este de obicei din metal.
Avantaje și dezavantaje
Mai multe operații pot fi efectuate într-o singură setare. Piesele de lucru pot avea profile de reintrare și profilul în raport cu linia centrală este practic nelimitat.
Parametrii de formare și geometria pieselor pot fi modificate rapid, la un cost mai mic decât alte tehnici de formare a metalelor. Costurile de scule și producție sunt, de asemenea, relativ scăzute. Formarea de centrifugare, de multe ori realizată manual, este ușor de automatizat și este o metodă de producție eficientă pentru prototipuri , precum și producții de cantități mari.
Alte metode de formare a pieselor metalice rotunde includ hidroformarea , ștanțarea , forjarea și turnarea . Aceste alte metode au, în general, un cost fix mai mare, dar un cost variabil mai mic decât filarea metalelor. Pe măsură ce utilajele pentru aplicații comerciale s-au îmbunătățit, piesele sunt filate cu materiale mai groase de peste oțel gros de 25 mm. Filarea convențională irosește, de asemenea, o cantitate considerabil mai mică de material decât alte metode.
Obiectele pot fi construite folosind o singură bucată de material pentru a produce piese fără cusături. Fără cusături, o piesă poate rezista la presiuni interne sau externe mai mari exercitate asupra acesteia. De exemplu: rezervoare de scufundări și cartușe de CO 2 .
Un dezavantaj al filării metalului este că, în cazul în care se formează o fisură sau obiectul este scobit, trebuie să fie casat. Repararea obiectului nu este rentabilă.