Minimale buigradius

De minimale buigradius is de kleinst mogelijke buigradius van het materiaal, zonder dat er breuk- of scheurvorming optreedt. De waarde is onder andere afhankelijk van de materiaalsoort en plaatdikte. Bij het buigen van plaatmateriaal is de minimale buigradius een bepalende factor.

Om kwaliteitsverminderingen door rekken en stuiken te voorkomen, is er een ondergrens voor de minimale buigradius waaraan voldaan moet worden. Wordt deze grens overschreden dan zal dit leiden tot scheurvorming aan de buitenzijde. Ook bestaat het gevaar dat het werkstuk breekt.

Tijdens de buigbewerking worden de buitenste vezels (blauw) oftewel de buitenzijde van het gebogen deel uitgerekt. De binnenste vezels (rood) – dus de binnenzijde van het zetwerk – worden gestuikt. Tussen de binnenzijde en buitenzijde ligt de neutrale lijn, die in het figuur groen is gemarkeerd. Op deze plek wordt het materiaal noch gestrekt, noch gestuikt.

De binnenradius is de radius die na het buigproces aan de binnenzijde van het buiging gemeten wordt. Op de plaats van de buiging neemt de materiaalsterkte af. De minimale buigradius is belangrijk omdat – wanneer deze waarde word overschreden – het materiaal kan scheuren of breken. Over het algemeen geldt het volgende:

  1. Hoe groter de buigradius, hoe kleiner het breukgevaar en hoe kleiner het sterkteverlies.
  2. Hoe kleiner de buigradius, hoe groter de afname van de materiaaldikte bij het buigpunt.
Invloed van buigen op het materiaal - stuik en rekOnder invloed van een drukkracht en trekkracht zal het materiaal buigen. Aan de buitenzijde rekt het materiaal op en aan de binnenzijde trekt het materiaal samen.

De minimale buigradius bepalen

Voor het bepalen van de minimale buigradius zijn verschillende factoren van belang. Zoals:

  • Plaatdikte
  • Materiaalsterkte
  • Materiaalsoort
  • De walsrichting
  • Buigsnelheid
  • De gebruikte gereedschappen
  • De gebruikte machine
  • De gebruikte buigtechniek

Bovendien heeft iedere te bewerken materiaalsoort zijn eigen omrekeningsfactor. Voor aluminium wordt de minimale buigradius bepaalt door de plaatdikte met een factor 2 te vermenigvuldigen. Voor het buigen van koper, geldt een omrekeningsfactor van 1.5. Bij staal is de omrekeningsfactor 1 x de plaatdikte. De minimale buigradius is dan gelijk aan de plaatdikte.

Let op: De omrekeningsfactor verschilt per plaatdikte en per materiaalsoort. Een 20 mm plaat van Hardox 400 heeft een omrekeningsfactor van 3, terwijl Hardox 500 een omrekeningsfactor van 4.5 heeft.

Materialen met een hoge sterkte hebben ook vaak een hogere hardheid. Daarom is de minimale buigradius groter dan bij zachtere staalsoorten. Om de werkelijke minimale buigradius te bepalen, worden doorgaans proefzettingen uitgevoerd. De uitslagen van deze proefzettingen worden in tabellen opgeslagen. Deze informatie is in de voorbereidende fase en tijdens het buigen beschikbaar voor de plaatbewerker en werkvoorbereider. Tosec heeft een eigen “BOM-module” (buigen op maat) ontwikkelt om altijd de juiste waarden te kunnen hanteren.

Invloed van de walsrichting

De walsrichting is een van grote invloed op de minimale buigradius. Door het uitrekken van het materiaal tijdens het walsen ontstaat een vezelachtige materiaalstructuur. De rek van de vezels vind altijd plaats in de walsrichting. Het gevolg van buigen parallel aan de walsrichting is dat er scheurvorming in het materiaal kan optreden. De minimale buigradius moet daarom groter zijn. Veel beter is het om de plaat te buigen haaks op de walsrichting. Hierdoor kan de minimale buigradius kleiner zijn. (Zie afbeeldingen hieronder).

Parallel buigen aan de walsrichtingParallel aan de walsrichting buigen, dan is de buigradius groter.
Haaks buigen op de walsrichtingHaaks buigen ten opzichte van de walsrichting, dan is de buigradius kleiner.

Radius zetten en buigradius

Wij hebben 6 kantbanken met een zetlengtes tussen 1590 en 7200 mm. Op deze kantbanken kunnen wij door gebruik van radiusgereedschappen een zeer nauwkeurige binnenradius aanbrengen. Radiusstempels worden veel gebruikt wanneer zeer harde staalsoorten zoals bijvoorbeeld Hardox gebogen moeten worden. Deze materialen hebben een hoge hardheid en zullen snel scheuren bij een te kleine radius.

Met onze radiusstempels zorgen wij ervoor dat materiaalsoorten, optimaal gebogen worden. Overeenkomstig hun specifieke eigenschappen, zonder dat de materiaal kwaliteit verloren gaat.

Voordat aan plaatwerk een radius aangebracht kan worden, moet eerst de minimale buigradius bekend zijn. De minimale buigradius is per materiaalsoort en plaatdikte verschillend. Vooraf bepaalde radii zijn bij veel toepassingen noodzakelijk, zowel vanuit visueel als constructief oogpunt. Met onze radiuswerktuigen kunnen wij een binnenradius met een tolerantie van 0,5 mm aanbrengen. Een zeer grote radius kunnen wij buigen door meerdere stapzettingen uit te voeren.

D.m.v. buigen ontstaat een grote buigradius die niet snel breektEen grote radius aanbrengen d.m.v. stapzetten
Hardox buigen - stapzettenDe minimale buigradius van Hardox is groot.

Terugveren van de plaat

Staal zal na het buigen altijd een klein beetje terugveren. Om een werkstuk in de juiste hoek te buigen, wordt het staal in een iets scherpere hoek gebogen. Na het buigen zal het werkstuk licht terugveren. Door hier tijdens het buigen rekening mee te houden, zal het werkstuk aan de gewenste toleranties voldoen.

Het terugveren kan met moderne CNC-kantbanken zeer goed gecompenseerd worden.

Het wordt kritisch wanneer een plaat exact op de minimale buigradius gebogen moet worden. Omdat de plaat iets zal terugveren moet de werkelijke radius nog kleiner zijn dan de theoretische buigradius. Daarom is de werkelijke minimale buigradius altijd groter dan de theoretisch mogelijke radius.