Obróbka metalu - co to jest?

Obróbka metali to szereg procesów mających na celu nadanie detalom określonych parametrów, takich jak właściwości fizykochemiczne, kształt, wymiary czy chropowatość powierzchni. Metalowe elementy stosowane w licznych gałęziach przemysłu muszą spełniać ściśle określone wymagania. W tym celu wykorzystuje się procesy pozwalające zmienić i dopasować własności elementów do ustalonych norm. Co to jest obróbka metali i gdzie znajduje zastosowanie? Zapoznaj się z naszym poradnikiem!

obróbka metalu co to

Obróbka metalu — co to jest?

Obróbka metali to kompleksowe pojęcie obejmujące liczne procesy technologiczne, które mają na celu uzyskanie określonych parametrów materiału. Parametrami tymi są między innymi właściwości fizyczne i chemiczne (np. zwiększona wytrzymałość, plastyczność czy odporność na działanie korozji) oraz cechy związane z wyglądem detalu (np. rozmiar, kształt czy chropowatość powierzchni). Wykorzystanie specjalistycznej wiedzy oraz zaawansowanych maszyn i narzędzi pozwala na uzyskanie pożądanego kształtu i właściwości materiału.

Na czym polega profesjonalna obróbka metali?

Profesjonalne usługi obróbki metali polegają na wykorzystaniu w procesie zaawansowanych technologicznie maszyn oraz zaangażowaniu wysoko wykwalifikowanych specjalistów, którzy będą w stanie dobrać parametry procesu w sposób umożliwiający otrzymanie detali o określonych właściwościach.

Chcąc uzyskać oczekiwane parametry metalu, materiał poddaje się szeregom zabiegów powodujących określone zmiany w jego strukturze. W tym celu wykorzystuje się między innym procesy fizyczne oraz chemiczne oparte między innymi na nacisku narzędzi, oddziaływaniu wysokiej temperatury oraz obecności pierwiastków chemicznych zmieniających właściwości metali. Poprzez wykorzystanie odpowiednich technologii można spowodować zmianę właściwości fizycznych i chemicznych zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz przedmiotu obrabianego, a także zmianę kształtu, wymiarów czy chropowatości powierzchni.

Rodzaje obróbki metali — jakie wyróżniamy?

W zależności od właściwości oczekiwanych od gotowego detalu wykorzystuje się różne rodzaje obróbki. Omówmy pokrótce każdy z nich.

Obróbka plastyczna metali

Plastyczna obróbka metali obejmuje proces formowania metalu na zimno lub gorąco w celu uzyskania wybranego kształtu i wymiarów poprzez działanie sił zewnętrznych. Trwała zmiana kształtu następuje po wywołaniu naprężeń poprzez gięcie metalu o sile przekraczającej granicę plastyczności materiału. Na czym polega obróbka plastyczna metalu na zimno? Podczas tego procesu plastyczne kształtowanie odbywa się bez przekraczania granicy rekrystalizacji materiału. Kształtowanie metali poprzez obróbkę plastyczną na gorąco odbywa się natomiast w temperaturze przekraczającej temperaturę rekrystalizacji materiału.

Obróbkę plastyczną dzielimy na kilka procesów:

  • Gięcie – następuje zmiana kształtu bez zmiany wymiarów poprzecznych detalu.
  • Walcowanie – zmiana kształtu następuje pod wpływem obracających się walców.
  • Kucie – zmiana kształtu następuje pod wpływem uderzenia narzędzia, najczęściej w postaci młota.
  • Tłoczenie – w ten sposób zmienia się kształt blach i taśm, proces zmienia krzywiznę bez istotnej zmiany grubości detali.
  • Ciągnienie – zmiana kształtu następuje poprzez przeciąganie materiału przez ciągadło.

Obróbka cieplna metali

Co to jest obróbka cieplna metali? Ulepszanie cieplne obejmuje nagrzewanie, wygrzewanie oraz chłodzenie metali w określonej temperaturze. Zmiany wywołane w strukturze materiału nadają mu lub eliminują wybrane właściwości.

Obróbka chemiczna metali

Na czym polega obróbka chemiczna metalu? Proces ten obejmuje chemiczne lub fizykochemiczne oddziaływanie na powierzchnię materiału. Celem jest stworzenie powłoki ochronnej nadającej detalowi określone właściwości – na przykład antykorozyjne lub zwiększające wytrzymałość na uszkodzenia mechaniczne.

Obróbka elektrochemiczna metali

Obróbka elektrochemiczna metali opiera się na procesach anodowego rozpuszczania materiału pod wpływem prądu elektrycznego w odpowiednim elektrolicie. Technologia ta pozwala na precyzyjne kształtowanie i wygładzanie powierzchni, eliminując naprężenia mechaniczne.

Obróbka cieplno-chemiczna metali

Obróbka cieplno-chemiczna metali polega na chemicznym i termicznym oddziaływaniu na detal w celu modyfikacji własności fizycznych i chemicznych materiału. Wśród procesów obróbki cieplno-chemicznej wyróżnia się m.in.: nawęglanie, azotowanie, chromowanie czy cyjanowanie.

Obróbka ścierna metali

Obróbka ścierna to proces usuwania materiału za pomocą narzędzi ściernych, takich jak tarcze, taśmy czy pasty ścierne. Metoda ta umożliwia uzyskanie bardzo gładkich powierzchni oraz wysokiej dokładności wymiarowej.

Obróbka laserowa metali

Obróbka laserowa wykorzystuje skoncentrowaną wiązkę światła laserowego do precyzyjnego cięcia, grawerowania lub modyfikacji struktury metalu. Wysoka energia lasera umożliwia uzyskanie dokładnie opracowanych krawędzi bez konieczności dalszej obróbki.

Obróbka strumieniowo-ścierna metali

Obróbka strumieniowo-ścierna polega na oddziaływaniu strumienia materiału ściernego pod wysokim ciśnieniem na powierzchnię metalu. Proces ten usuwa zanieczyszczenia, zgorzelinę i nierówności, przygotowując elementy do dalszego malowania lub powlekania.

Obróbka ultradźwiękowa metali

Obróbka ultradźwiękowa wykorzystuje fale akustyczne o wysokiej częstotliwości, które w połączeniu z medium, np. cieczą, usuwają materiał z powierzchni metalu. Technologia ta pozwala na delikatne i precyzyjne usuwanie mikronowych warstw bez uszkodzenia detali.

Obróbka elektroerozyjna metali

Obróbka elektroerozyjna polega na miejscowym topieniu i odparowywaniu metalu przy użyciu wyładowań elektrycznych w dielektryku. Technologia ta umożliwia obróbkę materiałów trudno obrabialnych, takich jak twarde stopy czy węgliki spiekane.

rodzaje obróbki metali

Czym jest i jakie znamy rodzaje obróbki skrawaniem metali?

Obróbka skrawaniem metali, znana też jako obróbka mechaniczna, polega na usuwaniu naddatku materiału w celu uzyskania określonego kształtu, wymiarów oraz chropowatości powierzchni detalu. Obróbkę tę również dzielimy na kilka procesów w zależności od rodzaju przedmiotu obrabianego oraz klasy obróbki. Więcej informacji na temat tej metody obróbki znajdziesz w naszym artykule: Obróbka skrawaniem – co to jest i kiedy się ją wykonuje?

Wyróżniamy kilka rodzajów obróbki skrawaniem:

  • Toczenie – proces stosowany do obróbki detali w postaci brył obrotowych, polegający na oddzielaniu kolejnych warstw materiału z przedmiotu.
  • Frezowanie – rodzaj obróbki metali, w którym narzędzie zawsze wykonuje ruch obrotowy, a ruch posuwowy może być wykonywany również przez narzędzie lub obrabiany element.
  • Wiercenie – proces obróbki metali polegający na wykonywaniu otworów za pomocą wiertła, poprzez ruch obrotowy i osiowy narzędzia.
  • Szlifowanie – proces obróbki wykończeniowej pozwalającej uzyskać określoną chropowatość powierzchni.
  • Struganie i dłutowanie – metody usuwania materiału za pomocą narzędzia poruszającego się ruchem posuwisto-zwrotnym, stosowane do kształtowania płaskich lub prostoliniowych powierzchni.
  • Gwintowanie – proces polegający na wykonywaniu gwintu w otworze lub na powierzchni walcowej przy użyciu narzynek, gwintowników lub odpowiednich obrabiarek.
  • Przecinanie – proces rozdzielania metalu na części za pomocą nożyc, pił taśmowych, tarczowych lub plazmy.

Obróbkę skrawaniem możemy też podzielić ze względu na rodzaj uzyskiwanego odpadu.

  • Obróbka wiórowa – odpad przyjmuje postać wiórów. Do tego rodzaju obróbki zaliczamy frezowanie i toczenie.
  • Obróbka ścierna – odpad przyjmuje postać bardzo drobnych wiórów i pyłu. Do tego rodzaju obróbki zaliczamy szlifowanie i gładzenie.

Obróbka CNC — co to jest i na czym polega?

Obróbka CNC (Computerized Numerical Control) to obróbka mechaniczna realizowana przy użyciu maszyn sterowanych numerycznie. Obróbka mechaniczna metalu może odbywać się przy użyciu maszyn konwencjonalnych lub maszyn CNC. Obróbka konwencjonalna wymaga dużej ingerencji operatora odpowiedzialnego za przygotowanie i uzbrojenie maszyny, mocowanie przedmiotu obrabianego, a następnie ręczne sterowanie osiami obrabiarki. Taki rodzaj obróbki jest bardzo czasochłonny i pracochłonny, dlatego wykorzystuje się go przeważnie w przypadku prostych detali lub półfabrykatów przeznaczonych do dalszej obróbki. Precyzyjna obróbka metali obejmująca produkcję skomplikowanych kształtów wymaga natomiast wykorzystania maszyn sterowanych numerycznie.

W obróbce CNC metalu programowanie procesu polega na podaniu danych wejściowych przygotowanych wcześniej w programie CAD/CAM. Rola operatora sprowadza się jedynie do załadowania i wyładowania detalu oraz bieżącej kontroli pracy maszyny. Maszyna w sposób automatyczny nadzoruje pracę narzędzia i weryfikuje zgodność procesu z zaimplementowanymi danymi wejściowymi. Takie działanie sprawia, że procesy takie jak frezowanie CNC czy toczenie CNC charakteryzują się doskonałą wydajnością, precyzją oraz powtarzalnością, dzięki czemu znajdują powszechne zastosowanie w produkcji seryjnej.

Klasy obróbki metali

Klasy obróbki metali wskazują na stopień dokładności obróbki, jakiej został poddany na danym etapie element obrabiany.

W przypadku obróbki skrawaniem metali występują trzy klasy obróbki:

  • Obróbka szorstka (zgrubna) – wstępny etap obróbki polegający na usunięciu większych zbędnych warstw materiału obrabianego. Celem jest przygotowanie detalu do kolejnych, bardziej precyzyjnych etapów procesu.
  • Obróbka średnio precyzyjna (kształtująca) – kolejny etap obróbki metali nadający elementowi przybliżone parametry (kształt i wymiary). Uzyskiwane w ten sposób wymiary są bliskie oczekiwanym, nadal jednak odbiegają nieco od norm.
  • Obróbka wysoko precyzyjna (wykańczająca) – ostatni etap obróbki metali, podczas którego dopracowuje się powierzchnię materiału w celu uzyskania idealnej zgodności wymiarowej oraz określonej chropowatości.

Narzędzia do obróbki metali

Każdy proces obróbki metali wymaga zastosowania specjalistycznych narzędzi. Jakie narzędzia wykorzystujemy do każdego rodzaju obróbki metali?

  • Do obróbki plastycznej wykorzystujemy między innymi:
    • maszyny: prasy, giętarki, walcarki, wyoblarki, ciągarki, zaginarki
    • narzędzia: matryce, stemple, ciągadła, młoty mechaniczne i elektryczne, przyrządy do wyoblania, tłoczniki, wygniataki, wzorniki, kowadła
  • Do obróbki skrawaniem wykorzystujemy między innymi:
    • maszyny: tokarki, frezarki, szlifierki
    • narzędzia skrawające: noże, frezy, wiertła, rozwiertaki, gwintowniki, narzynki, piły, ściernice
  • Do spawania metali wykorzystujemy między innymi:
    • maszyny: spawarki TIG, MIG/MAG, MMA
    • narzędzia: różnego rodzaju elektrody i gazy osłonowe.

Zastosowanie obróbki metali w przemyśle

Obróbka metalu znajduje szerokie zastosowanie praktycznie w każdej gałęzi przemysłu, a przy jej użyciu produkuje się przeróżne elementy – od niewielkich detali, po produkty wielkogabarytowe. Na przykład w przemyśle motoryzacyjnym wykorzystuje się ją do produkcji części silników, karoserii czy układów przeniesienia napędu. W przemyśle lotniczym stosuje się ją do wytwarzania precyzyjnych komponentów turbin i struktur nośnych. Branża energetyczna korzysta z obróbki metali przy produkcji rur, elementów elektrowni oraz maszyn stosowanych w energetyce odnawialnej, takich jak turbiny wiatrowe.

Starannie przemyślana i prawidłowo wykonana obróbka zapewnia metalowym przedmiotom zgodność z normami oraz pozwala przedłużyć ich żywotność. Skorzystaj z usług profesjonalnego wykonawcy. Zapoznaj się z naszą ofertą!

Czy ten post był pomocny?

4.2 / 5. 5

Bądź pierwszym, który oceni!

Nasza oferta