Operasi pembengkokan mandrel memulai siklusnya. Mandrel dimasukkan ke dalam diameter bagian dalam tabung. Cetakan lentur (kiri) menentukan jari-jari. Cetakan penjepit (kanan) memandu tabung di sekitar cetakan lentur untuk menentukan sudut.
Di seluruh industri, kebutuhan akan pembengkokan tabung yang rumit terus berlanjut. Baik itu komponen struktural, peralatan medis bergerak, rangka untuk ATV atau kendaraan utilitas, atau bahkan palang pengaman logam di kamar mandi, setiap proyek berbeda.
Mencapai hasil yang diinginkan membutuhkan peralatan yang baik dan terutama keahlian yang tepat. Seperti disiplin manufaktur lainnya, pembengkokan tabung yang efisien dimulai dengan vitalitas inti, konsep dasar yang mendasari setiap proyek.
Beberapa vitalitas inti membantu menentukan ruang lingkup proyek pembengkokan pipa atau pipa. Faktor-faktor seperti jenis material, penggunaan akhir, dan perkiraan penggunaan tahunan secara langsung memengaruhi proses pembuatan, biaya yang terlibat, dan waktu pengiriman.
Inti kritis pertama adalah derajat kelengkungan (DOB), atau sudut yang dibentuk oleh belokan. Berikutnya adalah Centerline Radius (CLR), yang membentang di sepanjang garis tengah pipa atau tabung yang akan ditekuk. Biasanya, CLR yang paling rapat yang dapat dicapai adalah dua kali lipat diameter pipa atau tabung. Gandakan CLR untuk menghitung Diameter Garis Tengah (CLD), yaitu jarak dari sumbu garis tengah pipa atau pipa melalui garis tengah lain dari belokan balik 180 derajat.
Diameter dalam (ID) diukur pada titik terlebar dari bukaan di dalam pipa atau tabung. Diameter luar (OD) diukur pada area terluas pipa atau tabung, termasuk dinding. Akhirnya, ketebalan dinding nominal diukur antara permukaan luar dan dalam pipa atau tabung.
Toleransi standar industri untuk sudut tikungan adalah ±1 derajat. Setiap perusahaan memiliki standar internal yang mungkin didasarkan pada peralatan yang digunakan serta pengalaman dan pengetahuan operator mesin.
Tabung diukur dan dikutip sesuai dengan diameter luar dan pengukurnya (yaitu ketebalan dinding). Pengukur umum termasuk 10, 11, 12, 13, 14, 16, 18, dan 20. Semakin rendah pengukur, semakin tebal dinding: 10-ga. Tabung memiliki dinding 0,134 inci, dan 20-ga. Tabung memiliki dinding 0,035 inci.1½” dan 0,035″ Tubing OD. Dinding disebut "1½-in" pada bagian print.20-ga.tube."
Pipa ditentukan oleh ukuran pipa nominal (NPS), angka tanpa dimensi yang menggambarkan diameter (dalam inci), dan tabel ketebalan dinding (atau Sch.). Pipa tersedia dalam berbagai ketebalan dinding, tergantung pada penggunaannya. Jadwal populer meliputi Sch.5, 10, 40, dan 80.
Sebuah 1,66″ pipa.OD dan 0,140 inci.NPS menandai dinding pada gambar bagian, diikuti dengan jadwal – dalam hal ini, “1¼”.Shi.40 tabung.”Pipe plan chart menentukan diameter luar dan ketebalan dinding dari NPS dan rencana terkait.
Faktor dinding, yang merupakan rasio antara diameter luar dan ketebalan dinding, merupakan faktor penting lainnya untuk siku. Menggunakan bahan berdinding tipis (sama dengan atau di bawah 18 ga.) mungkin memerlukan lebih banyak dukungan pada busur tekukan untuk mencegah kerutan atau kemerosotan. Dalam hal ini, pembengkokan yang berkualitas akan membutuhkan mandrel dan alat lainnya.
Elemen penting lainnya adalah tikungan D, diameter tabung dalam kaitannya dengan radius tikungan, sering disebut sebagai radius tikungan berkali-kali lebih besar dari nilai D. Misalnya, radius tikungan 2D adalah pipa 3-in.-OD adalah 6 inci. Semakin tinggi D tikungan, semakin mudah untuk membentuk tikungan. Dan semakin rendah koefisien dinding, semakin mudah untuk ditekuk. Korelasi antara Wall Factor dan Bend D ini membantu menentukan apa yang diperlukan untuk memulai proyek tikungan pipa.
Gambar 1. Untuk menghitung persen ovality, bagi selisih antara OD maksimum dan minimum dengan OD nominal.
Beberapa spesifikasi proyek membutuhkan pipa atau pipa yang lebih tipis untuk mengelola biaya material. Namun, dinding yang lebih tipis mungkin memerlukan lebih banyak waktu produksi untuk mempertahankan bentuk dan konsistensi pipa pada belokan dan menghilangkan kemungkinan kerutan. Dalam beberapa kasus, peningkatan biaya tenaga kerja ini melebihi penghematan material.
Ketika tabung membengkok, ia dapat kehilangan 100% bentuk bulatnya di dekat dan di sekitar belokan. Penyimpangan ini disebut ovalitas dan didefinisikan sebagai perbedaan antara dimensi terbesar dan terkecil dari diameter luar tabung.
Misalnya, tabung OD 2″ dapat mengukur hingga 1,975″ setelah ditekuk. Perbedaan 0,025 inci ini adalah faktor ovalitas, yang harus berada dalam toleransi yang dapat diterima (lihat Gambar 1). Bergantung pada penggunaan akhir bagian tersebut, toleransi untuk ovalitas dapat antara 1,5% dan 8%.
Faktor utama yang memengaruhi ovalitas adalah siku D dan ketebalan dinding. Membengkokkan jari-jari kecil pada material berdinding tipis bisa jadi sulit untuk menjaga ovalitas dalam toleransi, tetapi hal itu bisa dilakukan.
Ovalitas dikontrol dengan menempatkan mandrel di dalam tabung atau pipa selama pembengkokan, atau di beberapa spesifikasi bagian, menggunakan pipa (DOM) yang digambar pada mandrel sejak awal. (Tabung DOM memiliki toleransi ID dan OD yang sangat ketat.) Semakin rendah toleransi ovalitas, semakin banyak perkakas dan potensi waktu produksi yang diperlukan.
Operasi pembengkokan tabung menggunakan peralatan inspeksi khusus untuk memverifikasi bahwa bagian yang dibentuk memenuhi spesifikasi dan toleransi (lihat Gambar 2). Setiap penyesuaian yang diperlukan dapat ditransfer ke mesin CNC sesuai kebutuhan.
roll.Ideal untuk menghasilkan belokan radius besar, pembengkokan roll melibatkan pengumpanan pipa atau tabung melalui tiga rol dalam konfigurasi segitiga (lihat Gambar 3). Dua rol luar, biasanya dipasang, menopang bagian bawah material, sedangkan rol dalam yang dapat disesuaikan menekan bagian atas material.
Pembengkokan kompresi. Dalam metode yang cukup sederhana ini, die yang ditekuk tetap diam sementara counter-die membengkokkan atau memampatkan material di sekitar perlengkapan. Metode ini tidak menggunakan mandrel dan membutuhkan kecocokan yang tepat antara die yang ditekuk dan radius tekukan yang diinginkan (lihat Gambar 4).
Putar dan tekuk. Salah satu bentuk tekukan tabung yang paling umum adalah tekukan peregangan rotasional (juga dikenal sebagai tekukan mandrel), yang menggunakan tekukan dan cetakan tekanan dan mandrel. Mandrel adalah sisipan atau inti batang logam yang menopang pipa atau tabung saat ditekuk. Penggunaan mandrel mencegah tabung dari keruntuhan, perataan, atau kerutan selama tekukan, dengan demikian mempertahankan dan melindungi bentuk tabung (lihat Gambar 5).
Disiplin ini mencakup pembengkokan multi-radius untuk komponen kompleks yang membutuhkan dua atau lebih jari-jari garis tengah. Pembengkokan multi-radius juga bagus untuk komponen dengan jari-jari garis tengah besar (perkakas keras mungkin bukan pilihan) atau komponen kompleks yang perlu dibentuk dalam satu siklus penuh.
Gambar 2. Peralatan khusus menyediakan diagnostik waktu nyata untuk membantu operator memastikan spesifikasi suku cadang atau mengatasi setiap koreksi yang diperlukan selama produksi.
Untuk melakukan jenis pembengkokan ini, rotary draw bender dilengkapi dengan dua atau lebih set alat, satu untuk setiap radius yang diinginkan. Penyetelan khusus pada rem tekan kepala ganda – satu untuk menekuk ke kanan dan yang lainnya untuk menekuk ke kiri – dapat memberikan jari-jari kecil dan besar pada bagian yang sama. Transisi antara siku kiri dan kanan dapat diulang sebanyak yang diperlukan, memungkinkan bentuk yang kompleks terbentuk sepenuhnya tanpa melepas tabung atau melibatkan mesin lainnya (lihat Gambar 6).
Untuk memulai, teknisi menyiapkan mesin sesuai dengan geometri tabung yang tercantum dalam lembar data tekukan atau cetakan produksi, memasukkan atau mengunggah koordinat dari cetakan beserta data panjang, rotasi, dan sudut. Berikutnya adalah simulasi tekukan untuk memastikan tabung akan dapat membersihkan mesin dan peralatan selama siklus tekukan. Jika simulasi menunjukkan benturan atau gangguan, operator menyesuaikan mesin sesuai kebutuhan.
Meskipun metode ini biasanya diperlukan untuk bagian yang terbuat dari baja atau baja tahan karat, sebagian besar logam industri, ketebalan dan panjang dinding dapat diakomodasi.
Free bending.Metode yang lebih menarik, free bending menggunakan die yang berukuran sama dengan pipa atau tabung yang dibengkokkan (lihat Gambar 7). Teknik ini bagus untuk pembengkokan bersudut atau multi-radius yang lebih besar dari 180 derajat dengan beberapa segmen lurus di antara setiap belokan (bending regangan rotasional tradisional memerlukan beberapa segmen lurus untuk digenggam alat).
Tabung berdinding tipis—sering digunakan pada mesin makanan dan minuman, komponen furnitur, dan peralatan medis atau perawatan kesehatan—sangat ideal untuk pembengkokan bebas. Sebaliknya, bagian dengan dinding yang lebih tebal mungkin bukan kandidat yang layak.
Alat diperlukan untuk sebagian besar proyek pembengkokan pipa. Dalam pembengkokan peregangan putar, tiga alat yang paling penting adalah cetakan pembengkok, cetakan tekanan, dan cetakan penjepit. Bergantung pada radius tikungan dan ketebalan dinding, mandrel dan wiper die mungkin juga diperlukan untuk mencapai tikungan yang dapat diterima. Bagian dengan banyak tikungan memerlukan collet yang mencengkeram dan menutup dengan lembut ke bagian luar tabung, berputar sesuai kebutuhan, dan memindahkan tabung ke tikungan berikutnya.
Inti dari proses ini adalah membengkokkan die untuk membentuk radius garis tengah dari bagian. Die saluran cekung die cocok dengan diameter luar tabung dan membantu menahan material saat ditekuk. Pada saat yang sama, die tekanan menahan dan menstabilkan tabung saat dililitkan di sekitar die yang bengkok. Die penjepit bekerja bersama dengan die yang menekan untuk menahan tabung pada segmen lurus dari die yang bengkok saat bergerak. Di dekat ujung die yang bengkok, gunakan cetakan dokter saat diperlukan untuk menghaluskan permukaan material, dukung dinding tabung, dan mencegah kerutan dan pita.
Mandrel, paduan perunggu, atau sisipan baja berlapis krom untuk mendukung pipa atau tabung, mencegah keruntuhan atau ketegaran tabung, dan meminimalkan ovalitas. Jenis yang paling umum adalah mandrel bola. Ideal untuk tikungan multi-radius dan untuk benda kerja dengan ketebalan dinding standar, mandrel bola digunakan bersama-sama dengan penghapus, perlengkapan, dan mati tekanan;bersama-sama mereka meningkatkan tekanan yang diperlukan untuk menahan, menstabilkan, dan menghaluskan tikungan. Mandrel steker adalah batang padat untuk siku radius besar di pipa berdinding tebal yang tidak memerlukan wiper. Mandrel pembentuk adalah batang padat dengan ujung bengkok (atau dibentuk) yang digunakan untuk menopang bagian dalam tabung berdinding tebal atau tabung yang ditekuk ke radius rata-rata. Selain itu, proyek yang membutuhkan tabung persegi atau persegi panjang memerlukan mandrel khusus.
Pembengkokan yang akurat membutuhkan perkakas dan pengaturan yang tepat. Sebagian besar perusahaan pembengkok pipa memiliki stok perkakas. Jika tidak tersedia, perkakas harus bersumber untuk mengakomodasi radius tikungan tertentu.
Biaya awal untuk membuat cetakan pembengkokan dapat sangat bervariasi. Biaya satu kali ini mencakup bahan dan waktu produksi yang diperlukan untuk membuat alat yang diperlukan, yang biasanya digunakan untuk proyek selanjutnya. Jika desain suku cadang fleksibel dalam hal radius tekukan, pengembang produk dapat menyesuaikan spesifikasi mereka untuk memanfaatkan perkakas pembengkok yang ada dari pemasok (daripada menggunakan perkakas baru). Ini membantu mengelola biaya dan mempersingkat waktu tunggu.
Gambar 3. Ideal untuk produksi belokan radius besar, pembengkokan rol untuk membentuk tabung atau tabung dengan tiga rol dalam konfigurasi segitiga.
Lubang, slot, atau fitur lain yang ditentukan pada atau di dekat tikungan menambah operasi tambahan pada pekerjaan, karena pemotongan laser harus dilakukan setelah tabung ditekuk. Toleransi juga memengaruhi biaya. Pekerjaan yang sangat menuntut mungkin memerlukan mandrel atau cetakan tambahan, yang dapat meningkatkan waktu pemasangan.
Ada banyak variabel yang perlu dipertimbangkan pabrikan saat mencari siku atau tekukan khusus. Faktor-faktor seperti alat, bahan, jumlah, dan tenaga kerja semuanya berperan.
Meskipun teknik dan metode pembengkokan pipa telah maju selama bertahun-tahun, banyak dasar pembengkokan pipa tetap sama. Memahami dasar-dasar dan berkonsultasi dengan pemasok yang berpengetahuan akan membantu Anda mendapatkan hasil terbaik.
FABRICATOR adalah majalah industri pembentukan dan fabrikasi logam terkemuka di Amerika Utara. Majalah ini menyediakan berita, artikel teknis, dan riwayat kasus yang memungkinkan produsen melakukan pekerjaan mereka dengan lebih efisien. FABRICATOR telah melayani industri ini sejak tahun 1970.
Kini dengan akses penuh ke edisi digital The FABRICATOR, akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.
Edisi digital The Tube & Pipe Journal sekarang dapat diakses sepenuhnya, menyediakan akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.
Nikmati akses penuh ke edisi digital STAMPING Journal, yang menyediakan kemajuan teknologi terkini, praktik terbaik, dan berita industri untuk pasar metal stamping.
Sekarang dengan akses penuh ke edisi digital The Fabricator en Español, akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.