Как развивается технология гибки металла сегодня?
Когда речь заходит об изготовлении высокотехнологичных изделий, приоритетом становятся их точность и надёжность. Поэтому при выборе способа производства одним из ключевых факторов является сохранение целостности детали. Применительно к металлическим профилям сложного сечения это означает, что следует по возможности избегать резьбовых и сварочных соединений отдельных компонентов.
В промышленных условиях гибка профиля осуществляется на специализированных станках — профилегибах, обеспечивающих качественную работу с металлопрокатом любого сечения.
Под любым углом
В процессе гибки полуфабрикат проходит между фигурными роликами, которые придают ему нужную форму. Для сложных конструкций одного прохода бывает недостаточно, поэтому профиль подвергают обработке несколько раз.
«Гибка металлических профилей сложного сечения — это не просто техническая задача, а вызов, который определяет конкурентоспособность целых отраслей. Современные гибочные машины давно вышли за рамки работы с простыми формами. Они создают дуги, спирали и даже трёхмерные конструкции для аэрокосмических компонентов или элементов „умных” фасадов.
Но, несмотря на разнообразие оборудования, станки для профилей вроде швеллеров, двутавров или гнутых Z-образных сечений остаются узкоспециализированными. Их доля на рынке не превышает 15%, что объясняется сложностью обработки: каждый миллиметр отклонения в угле или радиусе может привести к потере несущей способности конструкции», — пояснил глава PR-службы ООО «Майхонг Трейдинг» (MAIHONG) Илья Ткаченко.
На российском рынке гибочные машины сегодня действительно в ассортименте. Но станки, предназначенные для гибки профилей сложного сечения, более специализированы и представлены в меньшинстве по сравнению с универсальными, подтвердил инженер ПТО ООО НПФ «Техсмарт» Айдар Газизов.
«Обычно профилегибы используют для обработки сложных изделий, таких как уголки, швеллеры, трубы с нестандартными формами и другие специализированные элементы. Они обеспечивают точность, требуемую для работы с такими деталями, и имеют специальное оборудование, позволяющее контролировать форму изгиба.
Такие станки позволяют выполнять прямолинейную гибку, при которой профиль сгибается вдоль одной оси, а также сферическую или многогранную гибку, когда заготовка деформируется в нескольких плоскостях. Помимо этого, можно получать изделия с завитковыми изгибами, когда профиль принимает криволинейную или спиральную форму. Или выполнять боковые и поперечные изгибы для создания углов и переходов сложной геометрии», — перечислил функционал специализированных гибочных машин Айдар Газизов.
По мнению руководителя сервисной службы ООО «Барус Инструмент» Вадима Литвинова, для изготовления профилей сложного сечения подойдёт любой листогибочный пресс со стойкой ЧПУ, в которой возможно смоделировать двух- или трёхмерное сечение детали. А после на том же оборудовании с помощью запрограммированных алгоритмов можно подобрать нужное количество гибов металлического изделия и их порядок.
«Можно использовать и панелегибочный станок. Панелегибы чаще используют для очень тонкого металла — до 2 мм, реже до 3 мм. Основной особенностью данного оборудования, является подвижные верхняя и нижняя балки, что позволяет выполнять сложные гибы профиля. Ещё одно их преимущество в почти полной автоматизации. То есть оператор загружает в станок заготовку, настраивает программу, и дальше все операции происходят без его участия, а на выходе он получает готовую деталь. Минусы этого оборудования — оно технически довольно сложное и дорогое в обслуживании», — подчеркнул Вадим Литвинов.
Комбинация силы и интеллекта
По словам руководителя сервисной службы «Барус Инструмент», для изготовления гиба сложных профилей технические характеристики станка должны иметь необходимое усилие для гиба, достаточное раскрытие, глубину «зева» и т.д.
«Также важны такие параметры, как раскрытие матрицы, радиус пуансона, максимальная длина гиба и длина полки, которая гнётся. Наличие дополнительных осей, система бомбирования, автоматическая лазерная корректировка угла загиба, автоподача и автовыгрузка также облегчают изготовление сложных профилей», — отметил Вадим Литвинов.
Перечисляя ключевые характеристики станков, Айдар Газизов в числе первоочередных отметил высокую точность для обеспечения правильной формы и минимизации дефектов. Предотвратить появление неправильных изгибов или перекосов также поможет система контроля деформации. Важна возможность регулировки углов и радиусов, чтобы можно было настроить машину под различные требования профилей.
Для работы с тяжёлыми или толстыми заготовками станок должен быть мощным и с жёсткой конструкцией. А для улучшения повторяемости и скорости производства понадобятся современные системы автоматизации и программирования.
Илья Ткаченко убеждён, что для гибки профилей сложной формы станкам недостаточно мощности нужна «интеллектуальная» начинка.
«Датчики контроля усилия предотвращают деформацию внутренней структуры металла, особенно критичную для высокопрочных сталей. Системы компенсации пружинения автоматически корректируют угол гиба с точностью до 0,1 градуса, что для авиационных шпангоутов важнее, чем скорость изготовления. Недавно появились модели с ИИ-алгоритмами, которые анализируют микротрещины на срезе профиля и меняют режимы обработки „на лету”. Такие решения уже тестируют в производстве ветрогенераторов», — рассказал глава PR-службы «Майхонг Трейдинг».
Отраслевая специфика и качество
По словам Вадима Литвинова, гибочные станки применяют на любом сборочном производстве, которых немало в машиностроении, мебельной отрасли, на предприятиях по изготовлению металлических каркасов, вентиляционных или корпусных систем и т. д. Притом в каждой производственной сфере можно найти и простой профиль, и сложный, подчеркнул руководитель сервисной службы «Барус Инструмент».
В перечень отраслей, в которых востребованы профилегибы, Айдар Газизов включает строительство, автомобильную и авиационную промышленность, судостроение и машинострое-
ние, а также энергетику.
«Ключевая особенность таких станков — адаптивность. Они должны комбинировать операции валковой гибки, ротационной вытяжки и прессования, чтобы справляться с асимметричными профилями.
Например, в судостроении, где гнутые балки корпуса имеют переменный радиус, используется оборудование с ЧПУ и системой лазерного сканирования в реальном времени. Эти же станки востребованы в архитектуре — при создании криволинейных элементов из алюминиевых композитов для зданий в стиле хайтек.
Автопром же делает ставку на гибридные решения — линии, где гибка сочетается с перфорацией и нанесением защитных покрытий, сокращая цикл производства рам для электромобилей», — дополнил Илья Ткаченко.
Качество гибки, по опыту руководителя сервисной службы «Барус Инструмент», зачастую зависит как от самого оборудования и навыков управляющего им оператора, так и от специалиста, который производил первичную настройку и последующее сервисное обслуживание станка. Кроме того, контролировать нужно состояние используемых заготовок и инструмента, который напрямую воздействует на профиль. Если он имеет недостатки, это неминуемо отразится на конечном изделии.
«Браком принято считать деталь с нарушенной геометрией, перегнутым или недогнутым углом полки. Такие комплектующие при сборке невозможно установить или использовать по прямому назначению. Чтобы избежать этого, детали проверяют специальными измерительными приборами для контроля отгибаемого размера полки и угла гиба.
Настройки станка позволяют поправить любые отклонения при необходимости. Обязательно нужно проверить первые два-три изделия, а далее осуществлять выборочный контроль в процессе производства», — рекомендует Вадим Литвинов.
Опыт инженеров НПФ «Техсмарт» свидетельствует, что брак при гибке металла может проявляться в виде трещин или заломов на профиле, перекосов и деформаций, несоответствия углов и радиусов изгиба. Для предотвращения всех этих нарушений важно правильно выбирать технологию гибки, контролировать параметры машины и качество исходного материала.
«Использование соответствующих матриц и роликов для конкретного типа металла и профиля помогает избежать брака, как и регулярная калибровка станков, необходимая, чтобы поддерживать точность в процессе работы. Автоматизированные системы могут отслеживать размеры и форму готовых изделий в ходе гибки. Для некоторых металлов также важно поддерживать определённую температуру, чтобы изделия не стали хрупкими», — отметил Айдар Газизов.
«Качество гибки сегодня определяют не только ГОСТы, но и цифровые двойники. Лазерные 3D-сканеры сравнивают готовую деталь с CAD-моделью, а отклонения в 0,5 мм по оси Z считаются браком для ответственных конструкций. Основные риски — локальное утонение стенки профиля и остаточные напряжения, которые могут проявиться через месяцы эксплуатации. Избежать этого помогают системы термокоррекции. Например, локальный нагрев зоны гиба газовой горелкой снижает усилие на 40%, сохраняя структуру металла», — дополнил Илья Ткаченко.
Запрос отрасли
Технология гибки продолжает развиваться. По наблюдениям Айдара Газизова, в последние годы появилось больше методов для работы со сложными материалами и профилями, включая новые способы лазерной и гидравлической гибки. Это позволяет работать с металлами, которые раньше не поддавались гибке или требовали значительно больше времени для обработки.
Что касается запросов заказчиков, то инженеры НПФ «Техсмарт» отмечают несколько тенденций. Во-первых, российские промышленники делают ставку на быстроту и экономичность производства: они хотят получать более сложные изделия быстрее, при этом снижая их себестоимость. Во-вторых, есть запрос на гибкость технологии: оборудование должно быть многофункциональным, способным работать с различными типами профилей и материалов.
Ещё один тренд — снижение количества отходов и повышение экологической устойчивости. Заказчики ожидают, что оборудование будет минимизировать количество брака и отходов. И, наконец, стабильно растёт интерес к автоматизации процессов, прежде всего для сокращения времени на настройку станков и повышения точности.
«Запросы рынка смещаются от „согнуть” к „согнуть и предсказать”. Заказчики ждут от оборудования не просто выполнения ТЗ, но и прогноза усталостной долговечности детали. Технологии отвечают на это интеграцией с BIM-системами — параметры гибки автоматически вносятся в цифровой паспорт объекта.
А в кейсах вроде модульных вентилируемых фасадов зданий гибочные станки стали частью IoT-цепочки, где данные с датчиков сразу влияют на логистику и проектирование. Это уже не просто металлообработка — это шаг к „умному” производству, где каждый изгиб профиля становится элементом большой цифровой экосистемы», — подчеркнул Илья Ткаченко.
Вадим Литвинов, в свою очередь, отметил, что требования к оборудованию, в том числе гибочному, всегда идут в ногу со временем. И появление новых технологий обработки металла является веским аргументом для обновления парка станков у заказчиков. Все новшества ускоряют процесс гибки и повышают качество выпускаемых деталей, сводя влияние человеческого фактора к минимуму. А в сочетании со снижением издержек это приводит к росту прибыли предприятий.
«Сегодня при выборе оборудования для заказчиков стали важны сроки поставок из-за рубежа, сервисное обслуживание, наличие и качество запасных частей узлов и агрегатов. Если пять лет назад промышленники ещё стремились экономить на стоимости оборудования и выбирали, например, станок на контроллере с чёрно-белым экраном диаметром 6 дюймов и тремя автоматизированными осями, то сейчас всё больше клиентов выбирают модели с цветным 21‑дюймовым сенсорным экраном и с шестью или более автоматическими осями, программируемыми со стойки ЧПУ.
Изменились предпочтения и по тоннажу в сторону его увеличения — клиенты предпочитают оборудование из категории 130–170 тонн. Появление роботизированных помощников также всё больше интересует покупателей, так как автоматизация снижает нагрузку на операторов, упрощает и удешевляет процесс гибки», — подытожил руководитель сервисной службы «Барус Инструмент».
Текст: Мария Кармакова. Фото: .freepik.com.
