Operasi pembengkokan mandrel memulai siklusnya. Mandrel dimasukkan ke dalam diameter bagian dalam tabung. Die pembengkok (kiri) menentukan radius. Die penjepit (kanan) memandu tabung di sekitar die pembengkok untuk menentukan sudut.
Di berbagai industri, kebutuhan akan pembengkokan pipa 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.
Untuk mencapai hasil yang diinginkan dibutuhkan peralatan yang baik dan terutama keahlian yang tepat. Seperti disiplin manufaktur lainnya, pembengkokan pipa yang efisien dimulai dengan vitalitas inti, konsep mendasar yang mendasari setiap proyek.
Beberapa vitalitas inti membantu menentukan ruang lingkup proyek pipa atau pembengkokan pipa. Faktor-faktor seperti jenis material, penggunaan akhir, dan perkiraan penggunaan tahunan secara langsung memengaruhi proses produksi, biaya yang terlibat, dan waktu tunggu pengiriman.
Inti kritis pertama adalah derajat kelengkungan (DOB), atau sudut yang dibentuk oleh tekukan. Berikutnya adalah Jari-jari Garis Tengah (CLR), yang membentang sepanjang garis tengah pipa atau tabung yang akan ditekuk. Biasanya, CLR yang paling rapat yang dapat dicapai adalah dua kali diameter pipa atau tabung. Gandakan CLR untuk menghitung diameter garis tengah (CLD), yang merupakan jarak dari sumbu garis tengah pipa atau tabung melalui garis tengah lain dari tekukan balik 180 derajat.
Diameter dalam (ID) diukur pada titik terlebar bukaan di dalam pipa atau tabung. Diameter luar (OD) diukur pada area terlebar pipa atau tabung, termasuk dindingnya. Terakhir, ketebalan dinding nominal diukur antara permukaan luar dan dalam pipa atau tabung.
Toleransi standar industri untuk sudut tekuk adalah ±1 derajat. Setiap perusahaan memiliki standar internal yang mungkin didasarkan pada peralatan yang digunakan dan pengalaman serta pengetahuan operator mesin.
Tabung diukur dan dikutip menurut diameter luar dan pengukur (yaitu ketebalan dinding). Pengukur umum meliputi 10, 11, 12, 13, 14, 16, 18, dan 20. Semakin rendah pengukur, semakin tebal dindingnya: 10-ga. Tabung memiliki dinding 0,134 inci, dan 20-ga. Tabung memiliki dinding 0,035 inci. Tabung OD 1½” dan 0,035”. Dindingnya disebut “1½-in” pada cetakan bagian. Tabung 20-ga.”
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 yang populer meliputi Sch.5, 10, 40 dan 80.
Pipa 1,66″.OD dan 0,140 inci.NPS menandai dinding pada gambar komponen, diikuti oleh jadwal – dalam kasus ini, “1¼”.Pipa Shi.40.”Bagan rencana pipa menentukan diameter luar dan ketebalan dinding NPS dan rencana terkait.
Faktor dinding, yang merupakan rasio antara diameter luar dan ketebalan dinding, merupakan faktor penting lainnya untuk siku. Menggunakan material berdinding tipis (sama dengan atau di bawah 18 ga.) mungkin memerlukan lebih banyak dukungan pada lengkungan tekukan untuk mencegah kerutan atau kemerosotan. Dalam hal ini, pembengkokan berkualitas akan memerlukan mandrel dan peralatan lainnya.
Elemen penting lainnya adalah tekukan D, diameter pipa dalam kaitannya dengan radius tekukan, yang sering disebut sebagai radius tekukan yang berkali-kali lebih besar daripada nilai D. Misalnya, radius tekukan 2D adalah pipa OD 3 inci yang panjangnya 6 inci. Semakin tinggi D tekukan, semakin mudah tekukan terbentuk. Dan semakin rendah koefisien dinding, semakin mudah untuk ditekuk. Korelasi antara Faktor Dinding dan D Tekukan ini membantu menentukan apa yang dibutuhkan untuk memulai proyek tekukan pipa.
Gambar 1. Untuk menghitung persentase ovalitas, bagilah selisih antara OD maksimum dan minimum dengan OD nominal.
Beberapa spesifikasi proyek mengharuskan pipa atau tabung yang lebih tipis untuk mengelola biaya material. Namun, dinding yang lebih tipis mungkin memerlukan waktu produksi lebih lama untuk mempertahankan bentuk dan konsistensi pipa di tikungan dan menghilangkan kemungkinan kerutan. Dalam beberapa kasus, peningkatan biaya tenaga kerja ini lebih besar daripada penghematan material.
Bila pipa tertekuk, bentuk bulatnya dapat hilang hingga 100% di dekat dan sekitar tekukan. Penyimpangan ini disebut ovalitas dan didefinisikan sebagai selisih antara dimensi terbesar dan terkecil dari diameter luar pipa.
Misalnya, pipa OD 2″ dapat mencapai panjang 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 komponen, toleransi untuk ovalitas dapat berkisar antara 1,5% hingga 8%.
Faktor utama yang mempengaruhi ovalitas adalah siku D dan ketebalan dinding. Pembengkokan jari-jari kecil pada material berdinding tipis dapat sulit dilakukan untuk menjaga ovalitas dalam toleransi, tetapi hal itu dapat dilakukan.
Ovalitas dikontrol dengan menempatkan mandrel di dalam tabung atau pipa selama pembengkokan, atau pada beberapa spesifikasi bagian, menggunakan pipa (DOM) yang ditarik pada mandrel sejak awal. (Pipa DOM memiliki toleransi ID dan OD yang sangat ketat.) Semakin rendah toleransi ovalitas, semakin banyak perkakas dan waktu produksi potensial yang dibutuhkan.
Operasi pembengkokan tabung menggunakan peralatan pemeriksaan khusus untuk memverifikasi bahwa bagian yang dibentuk memenuhi spesifikasi dan toleransi (lihat Gambar 2). Penyesuaian apa pun yang diperlukan dapat ditransfer ke mesin CNC sebagaimana diperlukan.
rol. Ideal untuk menghasilkan tikungan radius besar, pembengkokan rol melibatkan pengumpanan pipa atau tabung melalui tiga rol dalam konfigurasi segitiga (lihat Gambar 3). Dua rol luar, biasanya tetap, menopang bagian bawah material, sementara rol dalam yang dapat disesuaikan menekan bagian atas material.
Pembengkokan kompresi. Dalam metode yang cukup sederhana ini, cetakan pembengkok tetap diam sementara cetakan lawan membengkokkan atau memampatkan material di sekitar perlengkapan. Metode ini tidak menggunakan mandrel dan memerlukan kecocokan yang tepat antara cetakan pembengkok dan radius pembengkokan yang diinginkan (lihat Gambar 4).
Memutar dan membengkokkan. Salah satu bentuk pembengkokan pipa yang paling umum adalah pembengkokan regangan putar (juga dikenal sebagai pembengkokan mandrel), yang menggunakan cetakan pembengkokan dan tekanan serta mandrel. Mandrel adalah sisipan atau inti batang logam yang menyokong pipa atau pipa saat ditekuk. Penggunaan mandrel mencegah pipa dari kempis, rata, atau berkerut selama pembengkokan, sehingga mempertahankan dan melindungi bentuk pipa (lihat Gambar 5).
Disiplin ini mencakup pembengkokan multi-radius untuk komponen kompleks yang memerlukan dua atau lebih jari-jari garis tengah. Pembengkokan multi-radius juga bagus untuk komponen dengan jari-jari garis tengah yang 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 mengonfirmasi spesifikasi komponen atau mengatasi koreksi yang diperlukan selama produksi.
Untuk melakukan pembengkokan jenis ini, pembengkok tarik putar dilengkapi dengan dua set alat atau lebih, satu untuk setiap radius yang diinginkan. Pengaturan khusus pada rem tekan kepala ganda – satu untuk pembengkokan ke kanan dan yang lainnya untuk pembengkokan ke kiri – dapat menyediakan radius kecil dan besar pada bagian yang sama. Transisi antara siku kiri dan kanan dapat diulang sebanyak yang dibutuhkan, yang memungkinkan bentuk kompleks terbentuk sepenuhnya tanpa melepaskan 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, putaran, dan sudut. Berikutnya adalah simulasi pembengkokan untuk memastikan tabung dapat melewati mesin dan peralatan selama siklus pembengkokan. Jika simulasi menunjukkan adanya tabrakan atau gangguan, operator menyesuaikan mesin sesuai kebutuhan.
Meskipun metode ini biasanya diperlukan untuk komponen yang terbuat dari baja atau baja tahan karat, sebagian besar logam industri, ketebalan dan panjang dinding dapat diakomodasi.
Pembengkokan bebas. Metode yang lebih menarik, yaitu pembengkokan bebas, menggunakan cetakan yang ukurannya sama dengan pipa atau tabung yang akan ditekuk (lihat Gambar 7). Teknik ini sangat cocok untuk pembengkokan bersudut atau multiradius lebih dari 180 derajat dengan beberapa ruas lurus di antara tiap pembengkokan (pembengkokan regangan putar tradisional memerlukan beberapa ruas lurus agar dapat digenggam oleh alat). Pembengkokan bebas tidak memerlukan penjepitan, sehingga menghilangkan kemungkinan untuk menandai tabung atau tabung.
Pipa berdinding tipis—sering digunakan dalam mesin makanan dan minuman, komponen furnitur, serta peralatan medis atau perawatan kesehatan—ideal untuk pembengkokan bebas. Sebaliknya, komponen dengan dinding yang lebih tebal mungkin bukan kandidat yang layak.
Peralatan diperlukan untuk sebagian besar proyek pembengkokan pipa. Dalam pembengkokan peregangan putar, tiga peralatan yang paling penting adalah cetakan pembengkokan, cetakan tekanan, dan cetakan penjepit. Bergantung pada radius pembengkokan dan ketebalan dinding, cetakan mandrel dan wiper mungkin juga diperlukan untuk memperoleh pembengkokan yang dapat diterima. Komponen dengan beberapa pembengkokan memerlukan collet yang mencengkeram dan menutup dengan lembut ke bagian luar pipa, berputar sesuai kebutuhan, dan menggerakkan pipa ke pembengkokan berikutnya.
Inti dari proses ini adalah membengkokkan die untuk membentuk radius garis tengah dari komponen tersebut. Die saluran cekung dari die tersebut sesuai dengan diameter luar dari tabung dan membantu menahan material ketika ditekuk. Pada saat yang sama, die tekanan menahan dan menstabilkan tabung ketika dililitkan di sekitar die pembengkok. Die penjepit bekerja bersama dengan die penekan untuk menahan tabung terhadap segmen lurus dari die pembengkok ketika bergerak. Mendekati ujung die pembengkok, gunakan doctor die ketika diperlukan untuk menghaluskan permukaan material, menyangga dinding tabung, dan mencegah kerutan dan pita.
Mandrel, sisipan baja berlapis krom atau paduan perunggu untuk menyangga pipa atau tabung, mencegah keruntuhan atau tekukan tabung, dan meminimalkan ovalitas. Jenis yang paling umum adalah mandrel bola. Ideal untuk tekukan multi-radius dan untuk benda kerja dengan ketebalan dinding standar, mandrel bola digunakan bersama-sama dengan wiper, fixture, dan pressure die; bersama-sama mereka meningkatkan tekanan yang dibutuhkan untuk menahan, menstabilkan, dan menghaluskan tekukan. Mandrel sumbat adalah batang padat untuk siku radius besar pada pipa berdinding tebal yang tidak memerlukan wiper. Mandrel pembentuk adalah batang padat dengan ujung yang ditekuk (atau dibentuk) yang digunakan untuk menyangga bagian dalam tabung berdinding tebal atau tabung yang ditekuk dengan radius rata-rata. Selain itu, proyek yang memerlukan tabung persegi atau persegi panjang memerlukan mandrel khusus.
Pembengkokan yang akurat memerlukan perkakas dan pengaturan yang tepat. Sebagian besar perusahaan pembengkokan pipa memiliki stok perkakas. Jika tidak tersedia, perkakas harus dicarikan sumbernya untuk mengakomodasi radius tekukan tertentu.
Biaya awal untuk membuat cetakan tekuk dapat sangat bervariasi. Biaya satu kali ini mencakup bahan dan waktu produksi yang dibutuhkan untuk membuat peralatan yang dibutuhkan, yang biasanya digunakan untuk proyek berikutnya. Jika desain komponen fleksibel dalam hal radius tekuk, pengembang produk dapat menyesuaikan spesifikasi mereka untuk memanfaatkan perkakas tekuk yang sudah ada milik pemasok (ketimbang menggunakan perkakas baru). Ini membantu mengelola biaya dan memperpendek waktu tunggu.
Gambar 3. Ideal untuk produksi tikungan radius besar, pembengkokan rol untuk membentuk tabung atau tabung dengan tiga rol dalam konfigurasi segitiga.
Lubang, slot, atau fitur tertentu di atau dekat tikungan menambah operasi tambahan pada pekerjaan tersebut, karena laser harus dipotong setelah tabung ditekuk. Toleransi juga mempengaruhi biaya. Pekerjaan yang sangat menuntut mungkin memerlukan mandrel atau cetakan tambahan, yang dapat meningkatkan waktu persiapan.
Ada banyak variabel yang perlu dipertimbangkan produsen saat mencari siku atau tikungan khusus. Faktor-faktor seperti peralatan, bahan, kuantitas, dan tenaga kerja semuanya berperan.
Meskipun teknik dan metode pembengkokan pipa telah maju selama bertahun-tahun, banyak dasar pembengkokan pipa tetap sama. Memahami dasar-dasarnya dan berkonsultasi dengan pemasok yang berpengetahuan akan membantu Anda memperoleh 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.
Sekarang dengan akses penuh ke edisi digital The FABRICATOR, akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.
Edisi digital The Tube & Pipe Journal sekarang sepenuhnya dapat diakses, 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 stamping logam.
Sekarang dengan akses penuh ke edisi digital The Fabricator en Español, akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.