رولفرم یکی از پیشرفتهترین و کارآمدترین فرآیندهای شکلدهی ورقهای فلزی در صنعت است که امکان تولید پروفیلهای دقیق با طولهای بلند و تیراژ بالا را فراهم میکند. این فناوری، با بهرهگیری از عبور ورق فلزی از میان مجموعهای از غلتکهای طراحی شده، نه تنها سرعت تولید را افزایش میدهد، بلکه کیفیت و یکنواختی قطعات نهایی را تضمین میکند. رولفرم به دلیل انعطافپذیری در تولید پروفیلهای متنوع، قابلیت اجرای عملیات پانچ و برش همزمان و امکان تطبیق با نیازهای دقیق مهندسی، در صنایع مختلف از جمله ساختمانی، خودروسازی، تجهیزات صنعتی، قاببندی سبک و ساخت سازههای فلزی کاربرد فراوان دارد. علاوه بر این، بهینهسازی فرآیند با شبیهسازی کامپیوتری و کنترل دقیق تلورانسها، باعث کاهش ضایعات و مصرف انرژی شده و هزینههای تولید را به حداقل میرساند. در این مقاله، به بررسی جزئیات فرآیند رولفرم، از طراحی رولها و امکانات هندسی گرفته تا نرخ تولید و راهاندازی خطوط، پرداخته میشود تا خواننده با تمام جنبههای این فناوری پیشرفته و کاربردی آشنا شود و اهمیت آن در تولید صنعتی به خوبی درک گردد.
دستگاه رولفرم
دستگاه رولفرم یکی از انواع نورد مداوم است که در آن یک نوار بلند ورق فلزی، معمولاً فولاد کلافدار، به صورت پیوسته و مرحلهبهمرحله به شکل پروفایل یا مقطع دلخواه خم میشود. در این فرآیند، نوار از میان مجموعهای از غلتکها عبور میکند که هر مجموعه تنها بخشی از خم نهایی را انجام میدهد تا در انتها مقطع مورد نظر شکل گیرد. رولفرم برای تولید قطعات با طولهای بلند و مشخصات ثابت، بهویژه در تیراژ بالا، گزینهای ایدهآل محسوب میشود.
نحوه عملکرد رولفرم
رولفرم قادر است انواع مختلف پروفیلهای مقطعی را تولید کند، اما هر پروفیل نیازمند مجموعهای دقیق از ابزارهای رول است. طراحی رولها با ایجاد یک الگوی اولیه یا «گل» آغاز میشود که نمایانگر مقطع نهایی پروفیل است و برای هر پایه رول یک پروفیل تعیین میشود. سپس خطوط رول از روی این پروفیلهای الگوی گل استخراج میشوند. با توجه به هزینه بالای ساخت مجموعههای رول، اغلب از شبیهسازیهای کامپیوتری برای توسعه، تایید طرح رولها و بهینهسازی فرآیند شکلدهی استفاده میشود تا تعداد پایهها کاهش یافته و تنشهای مواد در محصول نهایی به حداقل برسد.
پروفیلهای رولشده مزایایی نسبت به پروفیلهای اکستروژن با اشکال مشابه دارند. قطعات تولید شده توسط رولفرم معمولاً سبکتر بوده، دیوارههای نازکتری دارند و به دلیل فرآیند سرد، از استحکام بالاتری برخوردارند. علاوه بر این، امکان پوششدهی یا رنگآمیزی پیش از تولید وجود دارد. از نظر اقتصادی و زمانی، رولسازی سریعتر و کممصرفتر از اکستروژن است. دستگاههای رولفرم قابلیت تولید اشکال مختلف با استفاده از یک مجموعه رول یکسان را دارند. تغییر ابعاد و ضخامت پروفیلها از طریق تنظیم فاصله بین رولها، به صورت دستی یا با کنترلهای کامپیوتری، امکانپذیر است و تغییرات سریع در تولید را فراهم میکند.
این ویژگی رولفرم باعث شده که این دستگاهها در صنعت قاببندی سبک و تولید پروفیلهای استاندارد، مانند گلمیخهای فلزی و تیرکهای پروفیلی، بسیار رایج باشند. علاوه بر شکلدهی، خطوط رولفرم میتوانند عملیات پانچ و برش قطعات را به صورت یکپارچه انجام دهند. برش طولی پروفیل میتواند پیش از رولسازی (پیشبرش) یا پس از آن (پس از برش) صورت گیرد. همچنین ویژگیهایی مانند سوراخ، بریدگی یا برجستگی را میتوان در مراحل مختلف رولسازی اضافه کرد: قبل از شروع فرآیند، در وسط خط رولسازی یا پس از پایان آن. برخی خطوط رولفرم تنها یک مرحله از پانچ یا برش را شامل میشوند و برخی دیگر ترکیبی از چند مرحله را در یک خط ارائه میکنند.
راهاندازی خط رولفرم
خطوط رولفرم را میتوان با پیکربندیهای متنوع برای انجام عملیات پانچ و برش قطعات در یک فرآیند مداوم راهاندازی کرد. برای برش پروفیلها به طول مشخص، خطوط رولفرم میتوانند طوری تنظیم شوند که از قالب پیشبرش استفاده کنند، جایی که قطعه خالی پیش از ورود به آسیاب رول بریده میشود، یا از قالب پسبرش بهره ببرند، جایی که پروفیل پس از پایان فرآیند رولشدن قطع میگردد. علاوه بر برش، ویژگیهای مختلفی مانند سوراخ، بریدگی، برجستگی یا برشهای پانچ میتوانند به قطعه اضافه شوند. این عملیات میتواند در سه مرحله انجام گیرد: پیشپانچ (قبل از شروع رولسازی)، پانچ میانی (در طول فرآیند رولسازی) و پسپانچ (پس از اتمام رولسازی). برخی خطوط رولفرم تنها یکی از این مراحل را شامل میشوند، در حالی که برخی دیگر قادر به ترکیب چندین مرحله در یک خط تولید هستند، که انعطافپذیری بالایی در تولید قطعات با ویژگیهای متنوع ایجاد میکند.
فرآیند رولفرم
رولفرم یکی از سادهترین فرآیندهای شکلدهی در تولید صنعتی به شمار میرود. این فرآیند معمولاً با یک سیمپیچ بزرگ از ورق فلزی آغاز میشود که عرض آن بین 1 تا 20 اینچ (۲.۵ تا ۵۱ سانتیمتر) و ضخامت آن بین 0.004 تا 0.125 اینچ (۰.۱۰ تا ۳.۲ میلیمتر) است و روی یک کویلر پشتیبانی میشود. نوار فلزی از طریق یک راهنمای ورودی به داخل خط رولفرم تغذیه میشود تا هنگام عبور از رولهای آسیاب، کاملاً تراز شده و به درستی قرار گیرد. هر مجموعه از رولها، بخشی از خم نهایی را ایجاد میکند تا در نهایت ورق به شکل پروفیل مورد نظر برسد.
مجموعههای رول معمولاً بر روی یکدیگر و روی یک جفت شفت موازی افقی نصب شدهاند که توسط پایهها پشتیبانی میشوند. برای افزایش دقت و انعطافپذیری و همچنین کاهش تنشهای وارد بر مواد، ممکن است از رولهای جانبی و رولهای خوشهای نیز استفاده شود. قطعات رولشده را میتوان در مراحل مختلف خط تولید، شامل جلوتر از آسیاب رول، بین مجموعههای رول یا در انتهای خط، به طولهای دلخواه برش داد. این انعطافپذیری در برش و شکلدهی، امکان تولید پروفیلهای دقیق و استاندارد را در تیراژ بالا فراهم میکند.
امکانات هندسی رولفرم
امکانات هندسی رولفرم بسیار گسترده است و میتواند شامل اشکال محصور شده باشد، به شرطی که سطح مقطع یکنواخت باقی بماند. ضخامت ورقهای معمولی بین 0.004 اینچ (0.10 میلیمتر) تا 0.125 اینچ (3.2 میلیمتر) متغیر است، اما در برخی موارد میتواند از این محدوده نیز فراتر رود. طول قطعات تقریباً محدودیتی ندارد، در حالی که عرض معمولاً کمتر از 1 اینچ (2.5 سانتیمتر) نیست و میتواند تا بیش از 20 اینچ (51 سانتیمتر) افزایش یابد. یکی از محدودیتهای اصلی، عمق پروفیل است که به دلیل تنشهای وارد بر رولها و اختلاف سرعت سطحی با افزایش عمق، معمولاً کمتر از 4 اینچ (10 سانتیمتر) و به ندرت بیش از 6 اینچ (15 سانتیمتر) است. تلورانسها معمولاً در حدود ±0.015 اینچ (±0.38 میلیمتر) برای عرض مقطع و ±0.060 اینچ (±1.5 میلیمتر) برای عمق آن قابل کنترل هستند.
نرخ تولید در رولفرم
سرعت تولید در خطوط کاربردها و مزایای دستگاه رولفرم عمدتاً تحت تأثیر ضخامت ورق و شعاع خم قرار دارد، اما تعداد ایستگاهها یا مراحل شکلدهی نیز نقش مهمی در تعیین آن ایفا میکند. به عنوان نمونه، برای فولاد کمکربن با ضخامت 0.7 اینچ (۱۸ میلیمتر) و شعاع خم برابر 50 برابر ضخامت، نرخ تولید میتواند با ۸ ایستگاه به حدود ۸۵ فوت در دقیقه (۲۶ متر در دقیقه) برسد، در حالی که با افزایش ایستگاهها به ۱۲، این نرخ به ۵۵ فوت در دقیقه (۱۷ متر در دقیقه) کاهش مییابد و با ۲۲ ایستگاه حدود ۵۰ فوت در دقیقه (۱۵ متر در دقیقه) خواهد بود.
زمان شکلدهی یک قطعه نیز به سادگی با رابطه زیر محاسبه میشود:
که در آن:
- L طول قطعه در حال شکلدهی
- nتعداد پایههای شکلدهی
- dفاصله بین پایهها
- Vسرعت عبور نوار از میان رولها
به طور کلی، خطوط رولفرم بسته به نوع کاربرد و طراحی خط تولید، قادرند با سرعتی بین ۵ تا ۵۰۰ فوت در دقیقه (۱.۵ تا ۱۵۲.۴ متر در دقیقه) یا حتی بیشتر فعالیت کنند. در بسیاری از موارد، محدودیت نهایی سرعت، ناشی از نیازهای عملیات پانچ یا برش قطعات است.
پایابرش: نوآوری در ماشینآلات برش و فرمدهی فلزات
پایابرش با بیش از چهار دهه تجربه در صنعت فلزکاری، پیشرو در طراحی و تولید ماشینآلات برش و فرمدهی با کیفیت بالا است. این شرکت با ترکیب دانش مهندسی، تکنولوژی پیشرفته و بهرهوری صنعتی، دستگاههایی تولید میکند که دقت، دوام و عملکرد بهینه را تضمین میکنند. محصولات پایابرش، از رولفرم و پرس برک گرفته تا دستگاههای گیوتین، به صنایع مختلف امکان میدهند تا تولیدی سریع، اقتصادی و مطابق با استانداردهای بینالمللی داشته باشند و در عین حال کیفیت و یکنواختی قطعات خود را حفظ کنند.
نتیجهگیری
فرآیند رولفرم با ارائه امکانات گسترده هندسی، کنترل دقیق تلورانسها و قابلیت تولید سریع و اقتصادی پروفیلهای فلزی، به یکی از بهینهترین و کارآمدترین روشهای شکلدهی در صنعت تبدیل شده است. انعطافپذیری در عملیات پانچ و برش، نرخ تولید قابل تنظیم و امکان بهرهگیری از شبیهسازیهای کامپیوتری برای بهینهسازی فرآیند، این فناوری را به گزینهای ایدهآل برای تولید قطعات سبک، مستحکم و استاندارد در تیراژ بالا بدل کرده است. به طور کلی، رولفرم ترکیبی از سرعت، دقت، صرفهجویی انرژی و کیفیت بالا را در تولید صنعتی فراهم میکند و به همین دلیل در صنایع مختلف، از ساخت سازههای فلزی گرفته تا خودروسازی و تجهیزات صنعتی، کاربرد گستردهای دارد.
بدون دیدگاه