Wat is het plaattrekproces?

Wat is het plaattrekproces?

Eenvoudig gezegd is plaattrekken een vormproces voor plaatmetaal waarbij mallen worden gebruikt om metalen platen in specifieke driedimensionale vormen te ’trekken’.

Het snijdt het materiaal niet door, maar zorgt ervoor dat het plaatmetaal onder invloed van een externe kracht een gecontroleerde plastische vervorming ondergaat, waardoor de gewenste vorm van het onderdeel wordt verkregen.

Vanuit het perspectief van procesclassificatie is plaattrekken een type plaatvormingsproces, dat doorgaans plaatsvindt binnen de beperkingen van een mal. Tijdens het proces vloeit de metalen plaat terwijl deze wordt uitgerekt, en verandert de vorm ervan geleidelijk van een tweedimensionaal vlak in een driedimensionale structuur.

Dit proces kent een aantal zeer typische kenmerken:

Grote variatie aan vormveranderingen: Door middel van trekken kan oorspronkelijk vlak plaatmetaal worden omgevormd tot structurele componenten met een duidelijke hoogte of diepte.
Diktevariatie is relatief beheersbaar: bij een redelijk ontwerp blijft de totale dikte van het onderdeel relatief uniform, en het hoofddoel is niet om het “dunner” te maken.
De meeste onderdelen zijn axiaal symmetrisch of bijna axiaal symmetrisch van structuur: veelvoorkomende vormen zijn onder andere komvormige, cilindrische of gesloten schaalvormige onderdelen.

Het is belangrijk op te merken dat plaattrekken niet geschikt is voor complexe buitencontouren, maar meer voor onderdelen met een integrale vormgeving en hoge eisen aan structurele continuïteit.

De verschillen tussen tekenen en dieptekenen, evenals de specifieke toepassingsscenario’s ervan, worden in de volgende hoofdstukken verder toegelicht.

Basisproces van plaatmetaaltrekken

Plaattrekken is geen complexe bewerking die in één keer wordt voltooid, maar een opeenvolgend vormingsproces. Gedurende het hele proces wordt het materiaal steeds uitgerekt en vervormd, in plaats van gesneden of verwijderd.

1. Voorbereiding van plaatmateriaal (grondstof)

Tekenprocessen beginnen doorgaans met een blanco metalen plaat van de juiste afmetingen.

Het hoofddoel van deze stap is eenduidig: ervoor zorgen dat er voldoende materiaal is om uit te rekken en te verdelen tijdens het daaropvolgende vormen van de plaat.

De vorm en grootte van het werkstuk hebben direct invloed op het succes van het daaropvolgende vormproces, maar in dit stadium is het plaatmateriaal zelf nog vlak.

2. Plaats het in de mal (holle mal/bolle mal)

Het voorbereide plaatmateriaal wordt tussen mallen geplaatst en door de mallen gefixeerd en geleid. De rol van de mallen is in dit stadium niet om te “snijden”, maar om de vervormingsrichting en de uiteindelijke vorm van het plaatmateriaal te beperken.

Binnen de beperkingen van de matrijs kan het plaatmetaal alleen langs het verwachte pad vervormen, wat essentieel is voor het verkrijgen van een stabiele vorm tijdens het trekproces.

3. Rekvormen (materiaalstroom)

Dit is de kernfase van het trekproces. Onder invloed van een externe kracht wordt de plaat geleidelijk in de mal getrokken, het materiaal wordt uitgerekt en vloeit, en de oorspronkelijke vlakke structuur begint te transformeren in een driedimensionale vorm.

Het is belangrijk om op te merken dat:

Het materiaal werd niet “ingedrukt”.
In plaats daarvan wordt het onder gecontroleerde omstandigheden uitgerekt en herverdeeld.

Indien dit niet goed onder controle wordt gehouden, kunnen de volgende problemen zich in dit stadium voordoen:

Rimpelvorming (door overmatige materiaalophoping)
Scheuring (plaatselijke overrekking)
Ongelijkmatige diktevariatie

Deze problemen zullen de kwaliteit van het eindproduct direct beïnvloeden.

4. De toestand nadat het vormproces is voltooid

Nadat het tekenproces is voltooid, heeft het plaatmateriaal een stabiele driedimensionale structuur gevormd en is de algemene omtrek in principe vastgelegd.

De onderdelen bevatten op dit moment doorgaans:

Continue algemene structuur
Duidelijke diepte of hoogte
Relatief uniforme wanddikteverdeling (onder redelijke procesomstandigheden)

Of verdere bewerking nodig is, hangt af van de specifieke productvereisten, maar het tekenproces zelf heeft de belangrijkste vormgeving al voltooid.

Het verschil tussen gewoon tekenen en dieptekenen.

Bij dieptrekken van plaatmetaal wordt niet al het dieptrekken als zodanig beschouwd. Of iets dieptrekken wordt genoemd, hangt niet af van de naam, maar van de mate van vervorming en de moeilijkheidsgraad van de bewerking.

Over het algemeen geldt:

Conventioneel tekenen: Gebruikt voor vormvereisten met relatief beperkte vormveranderingen.
Dieptrekken: Gebruikt voor het vormen van complexe constructieonderdelen met een grote vormdiepte en een hoge mate van vervorming.

Dit is de meest voorkomende vorm van een uittrekbaar product.

Onderdelen hebben doorgaans de volgende kenmerken:

Een enkele, integraal gevormde bodem
Doorlopende zijwanden die naar boven doorlopen
De structuur is intact en er zijn geen tekenen van lasverbindingen.

Dit type vorm komt vaak voor in diverse schelp- en containerachtige onderdelen en is zeer gebruikelijk in industriële producten en huishoudelijke apparaten.

Cilindrische structuur

Cilindrische of bijna-cilindrische onderdelen zijn ook een veelvoorkomend resultaat van het trekproces.

De kenmerken van dit type onderdeel zijn:

Regelmatige dwarsdoorsnede
Relatief uniforme wanddikte
Duidelijke axiaal-symmetrische structuur

Het wordt doorgaans gebruikt voor onderdelen die een hoge structurele sterkte en algehele consistentie vereisen.

Een gesloten structuur met een bepaalde diepte.

Wanneer een onderdeel niet alleen hoog is, maar ook een diepe binnenruimte heeft, moet het vaak in één of meerdere stappen via een tekenproces worden gevormd.

Dit soort producten vertoont doorgaans de volgende kenmerken:

De openingsgrootte is relatief constant.
De interne holte is relatief diep.
De algehele structuur is continu en vloeiend.

Ze worden vaak aangetroffen in onderdelen voor de auto- en ruimtevaartindustrie.

Onderdelen trekken met een eenvoudige randstructuur

Nadat het hoofdgedeelte van sommige getrokken onderdelen is gevormd, kunnen de randen de volgende kenmerken hebben:

Eenvoudige randomdraaiing
Overgangsfilet
Versterk de randstructuur

Deze kenmerken zijn meestal bedoeld om de stevigheid te vergroten of de latere montage te vergemakkelijken, maar de uiteindelijke vorm wordt nog steeds voornamelijk door middel van tekenen bepaald.

Voordelen en nadelen van plaatmetaaltrekken

Plaattrekken is geen “universele vormmethode”, maar het heeft wel onvervangbare voordelen in geschikte situaties.

Of het gebruik van een tekenproces nodig is, hangt vaak af van de structuur van het onderdeel, de materiaaleigenschappen en de productiemethode.

De belangrijkste voordelen van plaatmetaaltrekken

Geschikt voor complexe driedimensionale vormgeving.

Het trekproces kan vlakke plaatmetalen in één stap omvormen tot onderdelen met duidelijke diepte en een doorlopende structuur, wat met name geschikt is voor komvormige en schelpvormige producten.

Hoge materiaalbenuttingsgraad

Het hele proces is voornamelijk gebaseerd op het strekken en doorstromen van materiaal, waarbij vrijwel geen spanen ontstaan. In vergelijking met snijbewerkingen is het beter in staat materiaalverlies te beperken.

De eindproducten hebben een goede consistentie en zijn geschikt voor massaproductie.

Mits het proces en de matrijs stabiel zijn, hebben de getrokken onderdelen een hoge reproduceerbaarheid qua grootte en vorm, wat geschikt is voor massaproductie.

De belangrijkste nadelen van plaatmetaaltrekken

Hoge eisen aan materiaaleigenschappen

Het materiaal moet een goede vervormbaarheid hebben; anders is het tijdens het trekproces gevoelig voor scheuren of instabiliteit.

De kosten voor mallen zijn relatief hoog.

Het tekenproces is sterk afhankelijk van de mal. Bij complexe structuren zijn de initiële investeringskosten en de aanpassingskosten van de mal aanzienlijk.

Een onjuist ontwerp kan gemakkelijk leiden tot mislukking van het vormproces.

Als de structuur of de verhoudingen van de onderdelen onredelijk zijn, kunnen er tijdens het vormingsproces problemen ontstaan zoals rimpeling, scheuren of ongelijke dikte, waardoor het risico op herstelwerkzaamheden toeneemt.

Samenvattend is dieptrekken van plaatmetaal zeer geschikt voor onderdelen met een doorlopende structuur en grote vormdieptes, maar niet voor alle plaatmetaalproducten. In de praktijk is het vaak nodig om dieptrekprocessen te combineren met andere plaatmetaalvormingsmethoden of maatwerkoplossingen voor plaatmetaalbewerking. Een algehele afweging is daarom essentieel alvorens een keuze te maken.