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ロールフォーミングアルミニウム: 合金の選択、工具のセットアップ、生産のための公差

生産をスチールコイルからアルミニウムのロールフォーミングに移行するラインマネージャーは、セットアップシートを維持することがほとんどありません。太陽光発電取り付けブラケット用に 1.5 mm 5052-H32 を形成するメーカーは、40 メートルごとにエッジウェーブを確認したり、最終ステーションを離れるときにプロファイルの脚スプリングが 4 度開くのを観察したりすることがあります。ストリップゲージは同一で、ロールはきれいで、ライン速度は変わりませんでした。変わったのは材料です。アルミニウムは鋼よりも速く加工硬化し、降伏強度に比べてより多くの弾性エネルギーを蓄え、鋼の約 3 倍の速度で熱を伝導します。

ロールフォーミングアルミ 一定の断面プロファイルを生成するために、一連の輪郭を描いたロール ステーションを通じてアルミニウム コイルを連続的に段階的に曲げることです。成形原理は鋼と一致しますが、上記の違いにより、合金の選択、工具の仕上げ、潤滑、ライン速度、正直に見積もることができる公差など、下流側のあらゆる決定が変わります。

実際によく転がるアルミニウム合金はどれですか

アルミニウムのロール成形で主に使用される合金は 1xxx、3xxx、および 5xxx シリーズであり、6xxx 合金はソフトテンパーでのみ成形される必要があります。焼き戻しが硬ければ硬いほど、曲げ線でプロファイルに亀裂が入る可能性が高くなります。

1xxx シリーズは本質的に純粋なアルミニウムであり、最高の成形性を備えていますが、強度が非常に低いため、装飾トリム、フラッシング、ガスケットに適合します。 3xxx シリーズにはマンガンが追加されており、伸び、耐食性、コストのバランスが取れているため、3003 が屋根材、雨樋、ソーラー フレームのデフォルトとなっています。 5xxx シリーズにはマグネシウムが追加されています。5052 および 5056 は 3003-H14 の約 2 倍の降伏強度を実現し、海洋、輸送、タンクのプロファイルの標準となっています。 6xxx シリーズは熱処理可能です。 6061-T4 は大きな半径でロール成形できますが、6061-T6 は一般に亀裂が発生するため、冷間曲げには決して指定しないでください。

表 1. 典型的な工場データに基づく、一般的なアルミニウム合金のロール成形特性
合金と焼き戻し 降伏強さ 伸び 分。曲げ半径 典型的なプロファイル
1100-O 35MPa 35% 0.5t トリム、フラッシング、装飾
3003-O 45MPa 25% 1.0t 屋根、雨樋
3003-H14 145MPa 12% 1.5t ソーラーフレーム、一般セクション
5052-H32 195MPa 12% 2.0t 船舶、輸送、タンク
6061-T4 145MPa 22% 2.5t 構造セクション
仕様規則: すべての図面に合金と質を記載します。 3003-H14 用に設定されたラインは、同じゲージの 5052-H32 では動作が異なり、コイルの納品には必ず工場証明書が付属する必要があります。

ロールフォーマー内でアルミニウムの挙動がどのように変化するか

アルミニウムは、同じ剛性の軟鋼に比べて約 2 倍反発し、加工硬化が非常に速いため、5 番目のステーションに入るストリップは最初のステーションに入るストリップとは機械的に異なる材料になります。

各成形ステーションでは局所的な降伏強度が上昇し、次のステーションでの曲げ力が増加します。累積的な効果は、エッジの波の広がり、曲線状のプロファイル、またはコイルの走行上でドリフトする脚の角度として現れます。アルミニウムは摩擦熱をすぐに伝導してしまうため、セットアップが悪い場合の目に見える症状は、熱したストリップではなく、ロール表面上の微細なアルミニウムの粉塵やピックアップです。

スプリングバック補償は推測ではありません。最後の 2 つのステーションを 1 ~ 3 度過剰に曲げるか、角度を修正した工作機械を使用して、生産開始前にゼロスプリングバック校正部品を使用して検証します。

工具、速度、潤滑の調整

アルミニウム用のロールツールは、D2 または DC53 工具鋼から機械加工され、0.2 ~ 0.4 マイクロメートル Ra の表面仕上げに研磨され、通常は 15 ~ 30 メートル/分で稼働します。

アルミニウムは摩耗しやすく、工具鋼に付着する傾向があるため、鋼のロール成形よりも表面仕上げと潤滑が重要になります。これらの調整により、最も一般的な欠陥が防止されます。

  • 工具材料: D2 または DC53、5xxx 合金での非常に長い稼働用のクロムメッキロール付き。
  • ロール仕上げ:アルミのピックアップやカジリを軽減する研磨または鏡面仕上げ。
  • 潤滑剤:軽鉱油または皮膜形成潤滑剤。塩素添加オイルは避けてください。
  • ストリップ状態:エッジはバリのないミル仕上げ、コイル幅公差はプラスマイナス0.1mm。
  • ライン速度: ほとんどのプロファイルで 15 ~ 30 m/分。深いセクションや複数の曲がりがあるセクションでは速度を下げます。
/-0.2mm 一般的な成形幅公差
15~30m/分 通常の回線速度ウィンドウ
2倍 スプリングバックと軟鋼の比較
塗装済みまたはコイルコーティングされたアルミニウムの場合、工具には蓄積物が残らないようにする必要があります。ロール面に捕捉された単一の粒子は、コイルが回転するたびに目に見える跡を残すため、建築ラインでは 4 時間の洗浄スケジュールが一般的です。

ロールフォーミングアルミニウムの最小曲げ半径

最小曲げ半径は、ロール成形用のアルミニウムの調質を比較する最も簡単な方法です。この値は材料の厚さの倍数で表され、これを超えると外側の曲げ面に亀裂が発生します。

曲げ軸が圧延方向に垂直な 90 度曲げの一般的な方法:

1100-O 3003-O 3003-H14 5052-H32 6061-T6 0.5t 1.0t 1.5t 2.0t 3.0t 0 1t 2t 3t

圧延方向に垂直な 90 度の曲げの値。圧延方向に平行に曲げると、最小半径が最大 50% 増加する可能性があります。

軟鋼

  • 降伏強さ 250-350 MPa
  • 曲げ後のスプリングバックが少ない
  • 研磨工具の摩耗、かじりなし
  • 通常のライン速度 20 ~ 40 m/分

アルミニウム合金

  • 降伏強さ 35-200 MPa by temper
  • スプリングバックが大きいため補償が必要
  • ロールの凝着摩耗とかじり
  • 通常のライン速度 15 ~ 30 m/分

ロールフォーミングアルミニウムの公差と表面品質

適切に調整されたアルミニウム ロール成形ラインは、受け入れられるストリップの幅と厚さが仕様内にある場合、成形幅の許容差がプラスまたはマイナス 0.2 mm、脚の長さの許容差がプラスまたはマイナス 0.3 mm に保たれます。

アルミニウム プロファイルで最も一般的な品質不良は、エッジの波、縦方向の曲がり、目に見える表面の微小な傷です。エッジウェーブは通常、不均一なストリップ幅または磨耗したロールセットによって発生します。反りはストリップの厚さが不均一であるために発生します。傷は、ロール表面の欠陥、汚れ、または潤滑不足によって発生します。これら 3 つはすべて、陽極酸化または PVDF コーティング後にさらに目立つようになるため、表面要件は見積もりの​​段階で明示する必要があり、最初のコイルを実行した後にはわかりません。

プロファイルが陽極酸化される場合、すべての微細な傷が見えると想定してください。建築用アルミニウム プロファイルには、研磨されたロール、きれいなストリップ、およびコイル検査ルーチンが必須です。

ロールフォーミングアルミニウムの用途と機械の選択

アルミニウム ロール成形生産は、太陽光発電設置、電気サポート、建築、輸送の 4 つのアプリケーション グループに分かれており、機械構成は合金の選択よりもこれらのグループ間で大きく異なります。

太陽光発電の取り付けプロファイルは、通常、厚さ 1.5 ~ 2.5 mm の 3003-H14 または 5052 から形成され、プラスまたはマイナス 0.5 mm の長手方向の公差を保持する必要がある事前にパンチされた穴が付いています。この公差を別個のパンチング ステップで維持することはほぼ不可能であるため、インライン サーボ パンチング ステーションが同じラインに組み込まれています。

8-Axis Servo Punching Solar PV Bracket Roll Forming Machine 8軸サーボパンチング太陽光発電ブラケットロール成形機 このラインは、サーボパンチングとロールフォーミングを統合して、ソーラー取り付けプロファイルの厳しい穴公差を維持し、前述した±0.5 mmの長手方向の精度の課題に対処します。 製品を見る→

アルミニウム ケーブル トレイやストラット チャネルなどの電気サポート プロファイルは、通常 0.8 ~ 1.5 mm の薄いストリップから形成され、同じ機械が 1 回のシフトで複数のプロファイル幅を稼働することがよくあります。クイックチェンジカセットツールにより、切り替え時間を 30 分未満に抑えます。

Adjustable Width Cable Tray Roll Forming Machine 調整可能な幅のケーブルトレイロール成形機 複数のケーブル トレイ幅を素早く切り替えられるように設計されたこの機械は、薄ストリップの電気サポート プロファイルに適しており、工具の交換は 30 分以内に完了します。 製品を見る→

建築プロファイルには、PV モジュール フレームや窓ドア フレームが含まれます。曲げの品質によって、フレームの角が 0.5 mm 以内に閉じるかどうかが決まります。これらのラインは速度が遅く、工場内で最高のロール仕上げが求められます。

PV Frame and Window Door Profile Roll Forming Machine PV フレームおよび窓ドアプロファイルロール成形機 この機械は、PV モジュール フレームや窓ドア フレームなどの建築プロファイルを正確に曲げることができ、本文で説明されているように 0.5 mm 以内のコーナー クロージャーの実現に役立ちます。 製品を見る→

ラインを注文する前に、アプリケーションのケーススタディを比較し、独自のコイルでのテスト運転をリクエストしてください。の 顧客事例ライブラリ は、同様のプロファイルが生産ラインでどのように扱われるかを示しており、上海四華精密機械有限公司は、アルミロール成形機の試運転をサポートしています。

合金だけでなく、機械構成をプロファイル ファミリに合わせます。ソーラーブラケットラインにはインラインパンチングが必要です。ケーブル トレイ ラインには素早い切り替えが必要です。建築フレームラインには鏡面仕上げのツールと低速が必要です。

よくある質問

6061-T6 はロール成形できますか?

いいえ、T6 焼き戻しでは、6061 の伸びは 10% 未満であり、降伏強度が高いため、典型的なロール成形の曲げでは外側半径に亀裂が発生します。代わりに 6061-T4、5052-H32、または 3003-H14 を使用してください。 6061-T6 が設計要件である場合は、T4 でロールフォームし、完成したプロファイルをエージングします。

ロールフォーミングに最適なアルミニウム合金は何ですか?

一般的なプロファイルの場合、3003-H14 が最も安全なデフォルトです。構造用、海洋用、または輸送用プロファイルの場合、5052-H32 または 5056 は許容可能な成形性を備えた高い強度を提供します。純粋に装飾的なプロファイルの場合、1100-O または 3003-O は亀裂のリスクを完全に排除します。

アルミロール成形時のスプリングバックをどのように軽減するのですか?

最終ステーションを 1 ~ 3 度オーバーベンドするか、ゼロ成形角度を適用するサイジング ステーションを追加するか、ステーション間のストリップ張力を増加するか、スプリングバックを補正したツールを使用します。生産前に校正部品のスプリングバックを測定します。

アルミニウムにはスチールとは異なるロール工具が必要ですか?

工具鋼のグレードは同じ D2 または DC53 で構いませんが、ロール仕上げはより細かく、クリアランスはわずかに厳しく、潤滑剤は軽くする必要があります。これらの違いは、アルミニウムの場合は必須であり、オプションではありません。