עקרונות ליבה והיגיון
תהליך זה ממנף את הלחץ המכני שנוצר על ידי סיבוב גלילים בשילוב עם מאפייני העיוות הפלסטי של החומר כדי לעצב בהדרגה את החומר לצורה מוגדרת מראש באמצעות סדרה של מעברי גלגול. באופן ספציפי, ניתן לחלק את התהליך לשלבים הבאים:
העברת כוח: מנוע מניע את הגלילים להסתובב; כאשר החומר נכנס לרווח בין הגלילים, הוא נתון לכוחות לחיצה רדיאליים וגם לכוחות חיכוך.
דפורמציה פלסטית: בלחץ, מתח החומר עולה על חוזק התפוקה שלו, וכתוצאה מכך שינוי בלתי הפיך בצורתו.
יצירה מתמשכת: החומר ניזון קדימה ברציפות כשהגלילים מסתובבים; על ידי עיבוד רציף דרך מספר קבוצות של גלילים, הוא משיג בסופו של דבר את פרופיל החתך הרצוי-.
מרכיבים תפעוליים מרכזיים
מערכת רולר: הליבה של בקרת צורה ולחץ
עיצוב רולר:
המשטחים של הגלילים מתוכננים עם חריצים קמורים וקעורים ספציפיים כדי להתאים לפרופיל החתך הצולב-(לדוגמה, בעת ייצור פלדת תעלה C-, קווי המתאר של הגלילים חייבים להתאים בדיוק לפרופיל התעלה הנדרש). סטים מרובים של רולים מסודרים על פי העיקרון של "צורה מתקדמת"-גלילים מוקדמים יותר מבצעים את הכיפוף הראשוני, בעוד הגלילים הבאים משכללים בהדרגה את הממדים והזוויות כדי להשיג את הצורה הסופית.
התאמת לחץ:
מנגנונים הידראוליים או מכניים משמשים כדי להתאים את הפער בין הגלילים, ובכך לשלוט בגודל הלחץ המופעל. לחץ לא מספק גורם להיווצרות חלקית, בעוד שלחץ מוגזם עלול להוביל לסדקים בחומר או לבלאי מואץ של הגלילים.
מערכת הזנת חומרים והולכה
שיטת האכלה:
החומר (למשל, רצועות פלדה, יריעות אלומיניום) מוזן לתוך מרווח הגלילים במהירות קבועה על ידי התקן הזנה (כגון מסוע גלילה או מסוע). מהירות ההזנה חייבת להיות מסונכרנת עם מהירות הסיבוב של הגלילים (בדרך כלל נעה בין 0.5 ל-10 מטר לדקה, מותאמת על סמך עובי החומר ומורכבות היצירה).
הילוך כוח:
מנוע מניע את הגלילים באמצעות רכיבים כגון מפחיתי מהירות ותיבות הילוכים, מה שמבטיח מהירות סיבוב יציבה (עם סובלנות של פחות או שווה ל-1%) כדי למנוע סטיות ממדים במוצר שנוצר כתוצאה מתנודות מהירות.
הנחייה ומיקום התקני כניסת:
לוחות הנחייה מתרחבים או גלילי הנחייה מתכווננים משמשים בכניסה כדי להבטיח שהחומר נכנס למרכז מרווח הגליל בדיוק, ובכך מונע הטיה או עיוות.
מיקום פוסט-גיבוש:
גלילי תמיכה או התקני יישור מותקנים בקצה הפריקה כדי למנוע מהפרופיל שנוצר לעבור עיוות הנגרם כתוצאה משחרור מתח.
ניתוח שלב-אחר-שלב של תהליך הגיבוש
אם ניקח לדוגמה את יצירת הפלדה של ערוץ C-, ניתן לחלק את זרימת העבודה לארבעה שלבים:
שלב האכלה ראשוני
חומר יריעות שטוח מוזן על ידי מנגנון הזנה לתוך קבוצת הגלילים הראשונה, אשר מבצעות לחיצה ראשונית כדי לקבוע את זווית הכיפוף המוקדמת- של האוגנים הצדדיים (למשל, 15-30 מעלות).
שלב גיבוש מתקדם
החומר עובר ברצף דרך סטים 2 עד 8 של הגלילים (בהתאם לדיוק הנדרש); כל סט של גלילים מגדיל בהדרגה את זווית האוגן (למשל, ב-10-15 מעלות למעבר) ובו זמנית שולט בגובה ובשטוח של הרשת (החלק האנכי המרכזי).
שלב גימור וגודל
קבוצת הגלילים הסופית מפעילה לחיצה מדויקת על החתך-, מתקנת שגיאות זווית כלשהי (בטווח של פחות או שווה למעלה אחת), מבטיחה את הניצב של האוגנים ביחס לרשת, ובו-זמנית מבטלת קמטים זעירים של פני השטח.
שלב חיתוך ופריקה
הפרופיל הארוך שנוצר נחתך לאורך שצוין על ידי גזירה מעופפת או מכשיר ניסור ולאחר מכן מועבר החוצה באמצעות מסוע, ובכך משלים את ייצור המוצר המוגמר.
יישום מורחב של עקרונות: טכנולוגיית CNC Roll Forming
מכונות מודרניות ליצירת גלילים משלבות מערכות בקרה נומרית ממוחשבת (CNC) כדי לשפר את הדיוק של תהליך הגיבוש באמצעות השיטות הבאות:
התאמת פרמטר בזמן אמת-: חיישנים עוקבים באופן רציף אחר עובי החומר והטמפרטורה בזמן אמת, ומאפשרים למערכת ה-CNC לכוונן באופן אוטומטי- את מרווח הגלילים והלחץ.
בקרה מתואמת מרובת-צירים: עבור חתכים- מורכבים (כגון פרופילי חתך- משתנים), מנועי סרוו מניעים קבוצות מרובות של גלילים לפעול בתיאום, ובכך משיגים יצירת תלת-ממדית.
סימולציה וירטואלית-ויזואליזציה מראש: תוכנת CAD/CAM משמשת כדי לדמות את כל תהליך הגיבוש, המאפשרת{1}}אופטימיזציה מראש של סידורי רולר ופרמטרים של תהליך, מה שעוזר למזער בזבוז חומר הקשור לריצות ניסיון פיזיות.
