รอบการดัดท่อเริ่มตั้งแต่แรก โดยใส่แกนดัดเข้าไปในเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของท่อ แม่พิมพ์ดัด (ซ้าย) จะกำหนดรัศมี ส่วนแม่พิมพ์ยึด (ขวา) จะนำท่อไปรอบๆ แม่พิมพ์ดัดเพื่อกำหนดมุม
ในทุกภาคอุตสาหกรรม ความต้องการในการดัดท่อที่ซับซ้อนยังคงไม่มีการลดน้อยลง ไม่ว่าจะเป็นส่วนประกอบโครงสร้าง อุปกรณ์การแพทย์เคลื่อนที่ โครงสำหรับรถเอทีวีหรือรถอเนกประสงค์ หรือแม้แต่แถบเหล็กนิรภัยในห้องน้ำ แต่ละโครงการล้วนมีความแตกต่างกัน
การบรรลุผลลัพธ์ที่ต้องการต้องอาศัยอุปกรณ์ที่ดี โดยเฉพาะอย่างยิ่งความเชี่ยวชาญที่ถูกต้อง เช่นเดียวกับสาขาการผลิตอื่นๆ การดัดท่ออย่างมีประสิทธิภาพต้องเริ่มต้นจากแกนกลาง ซึ่งเป็นแนวคิดพื้นฐานที่อยู่เบื้องหลังโครงการใดๆ
ความมีชีวิตชีวาของแกนหลักบางส่วนช่วยกำหนดขอบเขตของโครงการดัดท่อ ปัจจัยต่างๆ เช่น ประเภทของวัสดุ การใช้งานขั้นสุดท้าย และการใช้งานประจำปีโดยประมาณส่งผลโดยตรงต่อกระบวนการผลิต ต้นทุนที่เกี่ยวข้อง และระยะเวลาในการจัดส่ง
แกนสำคัญอันดับแรกคือ องศาความโค้ง (DOB) หรือมุมที่เกิดจากการโค้ง ถัดมาคือรัศมีเส้นกึ่งกลาง (CLR) ซึ่งวิ่งไปตามแนวเส้นกึ่งกลางของท่อหรือท่อที่จะดัด โดยทั่วไป CLR ที่แคบที่สุดที่ทำได้คือเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อหรือท่อที่เป็นสองเท่า เพิ่ม CLR สองเท่าเพื่อคำนวณเส้นผ่านศูนย์กลางเส้นกึ่งกลาง (CLD) ซึ่งคือระยะห่างจากแกนเส้นกึ่งกลางของท่อหรือท่อผ่านเส้นกึ่งกลางอีกเส้นหนึ่งของการดัดกลับ 180 องศา
เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน (ID) วัดจากจุดที่กว้างที่สุดของช่องเปิดภายในท่อหรือท่อ เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก (OD) วัดจากพื้นที่ที่กว้างที่สุดของท่อหรือท่อรวมทั้งผนัง สุดท้ายวัดความหนาของผนังที่กำหนดระหว่างพื้นผิวด้านนอกและด้านในของท่อหรือท่อ
ค่าความคลาดเคลื่อนมาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับมุมโค้งคือ ±1 องศา บริษัทแต่ละแห่งมีมาตรฐานภายในที่อาจขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ที่ใช้ และประสบการณ์และความรู้ของผู้ปฏิบัติงานเครื่องจักร
ท่อจะถูกวัดและเสนอราคาตามเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกและเกจ (เช่น ความหนาของผนัง) เกจทั่วไป ได้แก่ 10, 11, 12, 13, 14, 16, 18 และ 20 ยิ่งเกจต่ำ ผนังก็จะยิ่งหนาขึ้น: 10 เกจ ท่อมีผนัง 0.134 นิ้ว และ 20 เกจ ท่อมีผนัง 0.035 นิ้ว ท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 1½ นิ้ว และ 0.035 นิ้ว ผนังนี้เรียกว่า “1½ นิ้ว” บนพิมพ์ชิ้นส่วน “ท่อ 20 เกจ”
ท่อจะถูกระบุด้วยขนาดท่อที่ระบุ (NPS) ตัวเลขที่ไม่มีมิติที่อธิบายเส้นผ่านศูนย์กลาง (เป็นนิ้ว) และตารางความหนาของผนัง (หรือ Sch.) ท่อจะมีความหนาของผนังหลายระดับ ขึ้นอยู่กับการใช้งาน ตารางเวลายอดนิยม ได้แก่ Sch.5, 10, 40 และ 80
ท่อขนาด 1.66 นิ้ว ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกและ NPS 0.140 นิ้ว ทำเครื่องหมายไว้ที่ผนังบนภาพวาดชิ้นส่วน ตามด้วยตารางเวลา ซึ่งในกรณีนี้คือ “ท่อขนาด 1¼ นิ้ว ชิ.40 นิ้ว” แผนภูมิแผนผังท่อระบุเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกและความหนาของผนังของ NPS และแผนผังที่เกี่ยวข้อง
ปัจจัยผนังซึ่งคืออัตราส่วนระหว่างเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกและความหนาของผนังเป็นอีกปัจจัยสำคัญสำหรับข้อศอก การใช้วัสดุที่มีผนังบาง (เท่ากับหรือต่ำกว่า 18 ga.) อาจต้องมีการรองรับเพิ่มเติมที่ส่วนโค้งโค้งเพื่อป้องกันการย่นหรือการทรุดตัว ในกรณีนี้ การดัดที่มีคุณภาพจะต้องใช้แกนและเครื่องมืออื่นๆ
องค์ประกอบที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือค่าโค้ง D ซึ่งคือเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อที่สัมพันธ์กับรัศมีโค้ง มักเรียกว่ารัศมีโค้งมีค่ามากกว่าค่า D หลายเท่า ตัวอย่างเช่น รัศมีโค้ง 2 มิติคือท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 3 นิ้ว ซึ่งเท่ากับ 6 นิ้ว ยิ่งค่า D ของโค้งสูงขึ้น การโค้งก็จะยิ่งเกิดขึ้นได้ง่ายขึ้น และยิ่งค่าสัมประสิทธิ์ของผนังต่ำ การโค้งก็จะง่ายขึ้น ความสัมพันธ์ระหว่างค่า Wall Factor และค่าโค้ง D นี้ช่วยกำหนดว่าต้องใช้ค่าอะไรบ้างในการเริ่มโครงการดัดท่อ
รูปที่ 1 ในการคำนวณเปอร์เซ็นต์ความรี ให้หารความแตกต่างระหว่าง OD สูงสุดและต่ำสุดด้วย OD ที่กำหนด
ข้อกำหนดบางประการของโครงการเรียกร้องให้ใช้ท่อหรือท่อส่งน้ำที่บางลงเพื่อจัดการต้นทุนวัสดุ อย่างไรก็ตาม ผนังที่บางกว่าอาจต้องใช้เวลาในการผลิตมากขึ้นเพื่อรักษารูปร่างและความสม่ำเสมอของท่อที่ส่วนโค้งและขจัดโอกาสที่อาจเกิดรอยย่น ในบางกรณี ต้นทุนแรงงานที่เพิ่มขึ้นเหล่านี้มีน้ำหนักเกินกว่าการประหยัดวัสดุ
เมื่อท่อโค้งงอ อาจสูญเสียรูปทรงกลมไป 100% บริเวณใกล้หรือรอบจุดโค้ง ความเบี่ยงเบนนี้เรียกว่า ความรี และถูกกำหนดให้เป็นความแตกต่างระหว่างมิติที่ใหญ่ที่สุดและเล็กที่สุดของเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของท่อ
ตัวอย่างเช่น ท่อ OD ขนาด 2 นิ้วสามารถวัดได้ถึง 1.975 นิ้วหลังจากการดัด ความแตกต่าง 0.025 นิ้วนี้คือปัจจัยความรี ซึ่งต้องอยู่ในเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ (ดูรูปที่ 1) ขึ้นอยู่กับการใช้งานชิ้นส่วนในขั้นสุดท้าย ความคลาดเคลื่อนสำหรับความรีอาจอยู่ระหว่าง 1.5% ถึง 8%
ปัจจัยหลักที่มีผลต่อความเป็นวงรีคือข้อศอก D และความหนาของผนัง การดัดโค้งรัศมีเล็กในวัสดุที่มีผนังบางอาจเป็นเรื่องยากเพื่อรักษาความเป็นวงรีให้อยู่ในค่าความคลาดเคลื่อน แต่ก็สามารถทำได้
ความรีจะถูกควบคุมโดยการวางแกนกลางไว้ในท่อหรือท่อในระหว่างการดัด หรือในรายละเอียดบางส่วนของท่อ โดยใช้ท่อ (DOM) ที่ดึงจากแกนกลางตั้งแต่เริ่มต้น (ท่อ DOM มีค่าความคลาดเคลื่อนของ ID และ OD ที่ค่อนข้างเข้มงวด) ยิ่งค่าความคลาดเคลื่อนของความรีต่ำ ก็ยิ่งต้องใช้เครื่องมือและเวลาในการผลิตที่มีศักยภาพมากขึ้น
การดำเนินการดัดท่อจะใช้อุปกรณ์ตรวจสอบเฉพาะทางเพื่อตรวจยืนยันว่าชิ้นส่วนที่ขึ้นรูปแล้วเป็นไปตามข้อกำหนดและความคลาดเคลื่อน (ดูรูปที่ 2) การปรับเปลี่ยนที่จำเป็นใดๆ สามารถถ่ายโอนไปยังเครื่อง CNC ตามต้องการ
ลูกกลิ้ง เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตท่อโค้งที่มีรัศมีขนาดใหญ่ การดัดด้วยลูกกลิ้งเกี่ยวข้องกับการป้อนท่อผ่านลูกกลิ้งสามลูกที่มีลักษณะเป็นสามเหลี่ยม (ดูรูปที่ 3) ลูกกลิ้งด้านนอกสองลูกซึ่งโดยปกติแล้วจะคงที่ จะรองรับด้านล่างของวัสดุ ในขณะที่ลูกกลิ้งปรับได้ด้านในจะกดทับด้านบนของวัสดุ
การดัดแบบอัด ในวิธีการที่ค่อนข้างเรียบง่ายนี้ แม่พิมพ์ดัดจะนิ่งอยู่กับที่ในขณะที่แม่พิมพ์ตัวรับจะดัดหรืออัดวัสดุรอบๆ อุปกรณ์ วิธีนี้ไม่ใช้แกนหมุน และต้องจับคู่แม่พิมพ์ดัดกับรัศมีการดัดที่ต้องการให้ตรงกันอย่างแม่นยำ (ดูรูปที่ 4)
บิดและดัด การดัดท่อรูปแบบหนึ่งที่พบได้บ่อยที่สุดคือการดัดด้วยการหมุนแบบยืด (เรียกอีกอย่างว่าการดัดด้วยแกนหมุน) ซึ่งใช้แม่พิมพ์ดัดและแม่พิมพ์แรงดันและแกนหมุน แกนหมุนคือแท่งโลหะหรือแกนเสริมที่ใช้รองรับท่อเมื่อดัด การใช้แกนหมุนจะป้องกันไม่ให้ท่อยุบ แบน หรือย่นในระหว่างการดัด จึงช่วยรักษาและปกป้องรูปร่างของท่อได้ (ดูรูปที่ 5)
ระเบียบวินัยนี้รวมถึงการดัดโค้งหลายรัศมีสำหรับชิ้นส่วนที่ซับซ้อนซึ่งต้องใช้รัศมีเส้นกึ่งกลางสองรัศมีหรือมากกว่า การดัดโค้งหลายรัศมียังเหมาะสำหรับชิ้นส่วนที่มีรัศมีเส้นกึ่งกลางขนาดใหญ่ (อาจไม่สามารถใช้เครื่องมือแบบแข็งได้) หรือชิ้นส่วนที่ซับซ้อนซึ่งต้องขึ้นรูปภายในรอบเต็มหนึ่งรอบ
รูปที่ 2 อุปกรณ์เฉพาะทางให้การวินิจฉัยแบบเรียลไทม์เพื่อช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานยืนยันข้อมูลจำเพาะของชิ้นส่วนหรือแก้ไขการแก้ไขใดๆ ที่จำเป็นในระหว่างการผลิต
ในการดัดชิ้นงานประเภทนี้ เครื่องดัดแบบหมุนจะมีชุดเครื่องมือ 2 ชุดขึ้นไป ชุดหนึ่งสำหรับรัศมีที่ต้องการ การตั้งค่าแบบกำหนดเองบนเครื่องดัดแบบ 2 หัว – หัวหนึ่งสำหรับการดัดไปทางขวาและอีกหัวหนึ่งสำหรับการดัดไปทางซ้าย – ช่วยให้ได้รัศมีทั้งเล็กและใหญ่บนชิ้นส่วนเดียวกัน การเปลี่ยนผ่านระหว่างข้อศอกซ้ายและขวาสามารถทำซ้ำได้หลายครั้งตามต้องการ ช่วยให้สามารถขึ้นรูปชิ้นงานที่ซับซ้อนได้อย่างสมบูรณ์โดยไม่ต้องถอดท่อหรือใช้เครื่องจักรอื่นใด (ดูรูปที่ 6)
ในการเริ่มต้น ช่างเทคนิคจะตั้งค่าเครื่องจักรตามรูปทรงของท่อที่แสดงไว้ในแผ่นข้อมูลการดัดหรือการพิมพ์การผลิต โดยป้อนหรืออัปโหลดพิกัดจากการพิมพ์พร้อมกับข้อมูลความยาว การหมุน และมุม ขั้นต่อไปคือการจำลองการดัดเพื่อให้แน่ใจว่าท่อจะสามารถเคลียร์เครื่องจักรและเครื่องมือได้ในระหว่างรอบการดัด หากการจำลองแสดงให้เห็นการชนหรือการรบกวน ผู้ปฏิบัติงานจะปรับเครื่องจักรตามความจำเป็น
แม้ว่าวิธีนี้มักจำเป็นสำหรับชิ้นส่วนที่ทำจากเหล็กหรือสเตนเลส แต่ก็สามารถรองรับโลหะในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ ความหนาและความยาวของผนังได้
การดัดแบบอิสระ วิธีการที่น่าสนใจกว่าคือการดัดแบบอิสระซึ่งใช้แม่พิมพ์ที่มีขนาดเท่ากับท่อหรือท่อที่จะดัด (ดูรูปที่ 7) เทคนิคนี้ยอดเยี่ยมสำหรับการดัดแบบเหลี่ยมมุมหรือหลายรัศมีที่มากกว่า 180 องศาโดยมีส่วนตรงเพียงไม่กี่ส่วนระหว่างการดัดแต่ละส่วน (การดัดแบบยืดด้วยการหมุนแบบดั้งเดิมจำเป็นต้องมีส่วนตรงบางส่วนเพื่อให้เครื่องมือจับได้) การดัดแบบอิสระไม่จำเป็นต้องมีการยึดจับ จึงช่วยขจัดความเป็นไปได้ในการทำเครื่องหมายท่อหรือท่อใดๆ
ท่อที่มีผนังบางซึ่งมักใช้ในเครื่องจักรด้านอาหารและเครื่องดื่ม ส่วนประกอบเฟอร์นิเจอร์ และอุปกรณ์ทางการแพทย์หรือดูแลสุขภาพ เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการดัดงอแบบอิสระ ในทางกลับกัน ชิ้นส่วนที่มีผนังหนาอาจไม่เหมาะสำหรับการใช้งาน
เครื่องมือเป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับโครงการดัดท่อส่วนใหญ่ ในการดัดท่อแบบยืดหมุน เครื่องมือสามอย่างที่สำคัญที่สุดคือ แม่พิมพ์ดัด แม่พิมพ์แรงดัน และแม่พิมพ์ยึด ทั้งนี้ ขึ้นอยู่กับรัศมีการดัดและความหนาของผนัง อาจจำเป็นต้องใช้แม่พิมพ์แกนและแม่พิมพ์ปัดเพื่อให้ได้การดัดที่ยอมรับได้ ชิ้นส่วนที่มีการดัดหลายจุดต้องใช้ปลอกจับที่จับและปิดอย่างนุ่มนวลที่ด้านนอกของท่อ หมุนตามความจำเป็น และเคลื่อนย้ายท่อไปยังการดัดครั้งต่อไป
หัวใจสำคัญของกระบวนการคือการดัดแม่พิมพ์เพื่อสร้างรัศมีเส้นกึ่งกลางของชิ้นส่วน แม่พิมพ์ช่องเว้าของแม่พิมพ์จะพอดีกับเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของท่อ และช่วยยึดวัสดุไว้ขณะที่ดัด ในเวลาเดียวกัน แม่พิมพ์แรงดันจะยึดและทำให้ท่อคงที่ในขณะที่พันรอบแม่พิมพ์ดัด แม่พิมพ์ยึดจะทำงานร่วมกับแม่พิมพ์กดเพื่อยึดท่อไว้กับส่วนตรงของแม่พิมพ์ดัดในขณะที่เคลื่อนที่ ใกล้ปลายแม่พิมพ์ดัด ให้ใช้แม่พิมพ์ฉีดเมื่อจำเป็นต้องทำให้พื้นผิวของวัสดุเรียบ รองรับผนังท่อ และป้องกันการย่นและการรัด
แกนหมุน โลหะผสมทองแดงหรือเหล็กชุบโครเมียมสำหรับรองรับท่อหรือท่อ ป้องกันการยุบตัวหรือหักงอของท่อ และลดความเป็นวงรีให้เหลือน้อยที่สุด แกนหมุนแบบลูกบอลเป็นประเภทที่นิยมใช้มากที่สุด แกนหมุนแบบลูกบอลเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการดัดโค้งหลายรัศมีและชิ้นงานที่มีความหนาของผนังมาตรฐาน โดยจะใช้ร่วมกับตัวปัด อุปกรณ์ติดตั้ง และแม่พิมพ์แรงดัน เมื่อใช้งานร่วมกันจะช่วยเพิ่มแรงดันที่จำเป็นในการยึด รักษาเสถียรภาพ และทำให้การดัดโค้งเรียบ แกนหมุนแบบปลั๊กเป็นแท่งทึบสำหรับข้อต่อรัศมีขนาดใหญ่ในท่อที่มีผนังหนาซึ่งไม่จำเป็นต้องใช้ตัวปัด แกนหมุนแบบขึ้นรูปเป็นแท่งทึบที่มีปลายโค้งงอ (หรือขึ้นรูป) ซึ่งใช้เพื่อรองรับภายในของท่อที่มีผนังหนาหรือท่อที่โค้งงอเป็นรัศมีเฉลี่ย นอกจากนี้ โครงการที่ต้องการท่อสี่เหลี่ยมหรือสี่เหลี่ยมผืนผ้าต้องใช้แกนหมุนแบบพิเศษ
การดัดท่ออย่างแม่นยำต้องใช้เครื่องมือและการติดตั้งที่เหมาะสม บริษัทดัดท่อส่วนใหญ่มีเครื่องมืออยู่ในสต็อก หากไม่มีเครื่องมือดังกล่าว จะต้องจัดหาเครื่องมือที่รองรับรัศมีการดัดที่เฉพาะเจาะจง
ค่าธรรมเนียมเริ่มต้นในการสร้างแม่พิมพ์ดัดอาจแตกต่างกันอย่างมาก ค่าธรรมเนียมครั้งเดียวนี้ครอบคลุมถึงวัสดุและเวลาในการผลิตที่จำเป็นในการสร้างเครื่องมือที่จำเป็น ซึ่งโดยทั่วไปจะใช้สำหรับโครงการถัดไป หากการออกแบบชิ้นส่วนมีความยืดหยุ่นในแง่ของรัศมีการดัด ผู้พัฒนาผลิตภัณฑ์สามารถปรับเปลี่ยนคุณลักษณะเฉพาะเพื่อใช้ประโยชน์จากเครื่องมือดัดที่มีอยู่ของซัพพลายเออร์ได้ (แทนที่จะใช้เครื่องมือใหม่) ซึ่งจะช่วยจัดการต้นทุนและลดระยะเวลาดำเนินการ
รูปที่ 3 เหมาะสำหรับการผลิตท่อโค้งรัศมีขนาดใหญ่ โดยใช้ลูกกลิ้งดัดเป็นท่อหรือท่อที่มีลูกกลิ้ง 3 ลูกในลักษณะสามเหลี่ยม
รู ช่อง หรือคุณลักษณะอื่นๆ ที่กำหนดไว้ที่หรือใกล้ส่วนโค้งจะเพิ่มการทำงานเสริมให้กับงาน เนื่องจากจะต้องตัดเลเซอร์หลังจากที่ดัดท่อแล้ว ความคลาดเคลื่อนยังส่งผลต่อต้นทุนด้วย งานที่ต้องการความแม่นยำสูงอาจต้องใช้แกนหรือแม่พิมพ์เพิ่มเติม ซึ่งอาจเพิ่มเวลาในการตั้งค่าได้
มีตัวแปรหลายประการที่ผู้ผลิตต้องพิจารณาเมื่อจัดหาข้อศอกหรือส่วนโค้งที่กำหนดเอง ปัจจัยต่างๆ เช่น เครื่องมือ วัสดุ ปริมาณ และแรงงาน ล้วนมีบทบาททั้งสิ้น
แม้ว่าเทคนิคและวิธีการดัดท่อจะก้าวหน้ามากขึ้นในช่วงหลายปีที่ผ่านมา แต่หลักพื้นฐานในการดัดท่อหลายประการยังคงเหมือนเดิม การทำความเข้าใจหลักพื้นฐานและขอคำปรึกษาจากซัพพลายเออร์ที่มีความรู้จะช่วยให้คุณได้รับผลลัพธ์ที่ดีที่สุด
FABRICATOR เป็นนิตยสารชั้นนำด้านอุตสาหกรรมการขึ้นรูปและการผลิตโลหะในอเมริกาเหนือ นิตยสารดังกล่าวนำเสนอข่าวสาร บทความทางเทคนิค และประวัติกรณีศึกษาที่ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น FABRICATOR ให้บริการอุตสาหกรรมมาตั้งแต่ปี 1970
ตอนนี้คุณสามารถเข้าถึง The FABRICATOR ฉบับดิจิทัลได้อย่างเต็มรูปแบบ และเข้าถึงแหล่งข้อมูลอุตสาหกรรมที่มีคุณค่าได้อย่างง่ายดาย
ตอนนี้สามารถเข้าถึงฉบับดิจิทัลของ The Tube & Pipe Journal ได้อย่างสมบูรณ์แล้ว ซึ่งช่วยให้เข้าถึงแหล่งข้อมูลที่มีค่าของอุตสาหกรรมได้อย่างง่ายดาย
เพลิดเพลินกับการเข้าถึง STAMPING Journal ฉบับดิจิทัลอย่างเต็มรูปแบบ ซึ่งนำเสนอความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีล่าสุด แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุด และข่าวสารอุตสาหกรรมสำหรับตลาดการปั๊มโลหะ
ตอนนี้คุณสามารถเข้าถึง The Fabricator en Español ฉบับดิจิทัลได้อย่างเต็มรูปแบบ ทำให้เข้าถึงแหล่งข้อมูลที่มีค่าของอุตสาหกรรมได้อย่างง่ายดาย