Wat is een metaalbraam? Soorten, oorzaken en tegenmaatregelen

Metaalbraam

Metaalbraam, of kortweg braam, is een bewerkingsfout die niet alleen hinderlijk is, maar ook een veiligheidsrisico vormt en een lelijke aanblik biedt. Het ontstaat op een bewerkte rand door plastische vervorming van het materiaal tijdens het bewerken of snijden. 

Een metaalbraam kan ontstaan ​​door het bewerkingsproces, het type materiaal en het type en de kwaliteit van het gereedschap. Om dit bewerkingsprobleem te verhelpen, is het belangrijk deze aspecten te optimaliseren, bijvoorbeeld door scherpe, hoogwaardige gereedschappen te gebruiken. 

Vrijwel elke metaalbewerkingstechniek resulteert in een of andere vorm van braamvorming. Daarom is het belangrijk om, voordat u uw onderdelen laat bewerken, te achterhalen hoe de dienstverlener omgaat met braamvorming en de daarmee samenhangende procesuitdagingen. 

Een perfect uitgangspunt is het begrijpen van de basisprincipes van het ontstaan ​​van bramen bij het bewerken van machines, van de oorzaken tot de oplossingen. Lees verder voor meer inzichten. ProleanTech. 

 

Wat is een braam? Wat zijn bramen in metaal?  

Braam in metaal zijn scherpe, ongewenste randen of uitstekende delen van een materiaal die ontstaan ​​na bewerkingsprocessen zoals draaien, lasersnijden of boren. Deze uitsteeksels kunnen ontstaan ​​wanneer een snijgereedschap vervormt in plaats van materiaal nauwkeurig te verwijderen. De onvolkomenheden treden ook op wanneer de parameters van het bewerkingsproces het werkstukmateriaal tot voorbij de grens voor nauwkeurig snijden belasten.

 

Hoe ontstaat een metalen braam? De productieprocessen die daarbij betrokken zijn.

Metaalbramen ontstaan ​​in verschillende metaalbewerkingsprocessen, van verspaningsprocessen zoals frezen, draaien en boren tot plaatbewerkingsprocessen, waaronder metaalstempelprocessen. 

Het is opvallend dat zachtere materialen zoals aluminium en koper tijdens het bewerken of plaatmetaalfabriceren eerder bramen vormen dan hardere materialen. Deze metalen hebben de neiging om tijdens deze processen te vervormen in plaats van perfect te breken. 

Braamvorming 

 

Soorten metaalbramen

Voordelen in Ponsen en stempelen van plaatmetaal Ken de fijne kneepjes van alle soorten bramen, inclusief de meest opvallende: afsnijbramen, Poisson-bramen, omrolbramen, scheurbramen en thermische bramen. Elk van deze bramen wordt op een unieke manier gevormd, waarbij het verschil doorgaans zit in hoe het materiaal zich gedraagt ​​tijdens vervorming. Zoals in de onderstaande discussie wordt uitgelegd, omvatten sommige processen metaalscheiding, laterale vervorming, randbuiging, onvolledige breuk of smelten en stollen. 

Afgesneden bramen 

Afsnijden van braam

Afsnijbramen komen vaak voor bij afsnij- of scheidingsbewerkingen op de draaibank. De bramen zijn te herkennen aan de extra stukjes materiaal die achterblijven nadat de onderdelen door het snijgereedschap van elkaar zijn gescheiden. 

Poisson-bramen 

Poisson-bramen komen voor bij ductiele materialen en ontstaan ​​meestal langs de randen. De specifieke oorzaak van dit probleem is de plastische vervorming van de materiaalrand, soms zijwaarts. 

Overrolbare bramen

Afrolbramen komen vooral voor bij boren, frezen en sleufsnijden en manifesteren zich als gebogen plooien in het materiaal. 

Scheur bramen 

Door het vormgeven in plaats van volledig snijden ontstaan ​​er bramen aan de zijkant van het bewerkte onderdeel. Deze bramen komen vooral voor in gatenponsen in plaatwerk operaties. 

Thermische bramen

Thermische braam

Deze metaalbramen, ook wel slakken genoemd, ontstaan ​​na het uitharden van gesmolten metaal tijdens las-, plasmasnij- of lasersnijprocessen. Ze komen tevoorschijn nadat het basismetaal is afgekoeld. Een goede oplossing is om deze oneffenheden met een staalborstel te verwijderen. 

 

Waarom is het belangrijk om bramen te verwijderen? – De gevolgen van de metaalbraam

Metaalbramen bij het snijden van plaatmetaal en aanverwante processen worden verwijderd, omdat ze, indien onbehandeld, diverse aspecten van het bewerkte onderdeel en het bedrijf als geheel kunnen beïnvloeden. Dit heeft gevolgen voor de veiligheid, de nauwkeurigheid van de assemblage, de functionaliteit, de esthetiek van het product en de productie-efficiëntie. 

Storing in de werking en assemblage van componenten.

Braamrandjes kunnen de functionaliteit van onderdelen en componenten belemmeren. Zelfs de kleinste braamrandjes kunnen leiden tot verkeerde uitlijning of een slechte passing van onderdelen. Dit kan de werking en prestaties ernstig schaden. 

Bezorgdheid over de veiligheid

Metaalbramen hebben scherpe randen die gemakkelijk letsel kunnen veroorzaken, zowel bij de eindgebruiker als bij de machinist. 

Product-esthetiek 

Braamranden zijn geen fraai gezicht en kunnen de esthetische waarde van een onderdeel gemakkelijk verlagen. Industrieën die esthetiek hoog in het vaandel hebben staan, werken mogelijk niet met onderdelen die braamranden bevatten. 

Kostbare afgekeurde of herwerkte onderdelen

In de lucht- en ruimtevaart, de medische sector en andere risicovolle industrieën kan een kleine fout al desastreus zijn. Zelfs één braam op een onderdeel is genoeg om kostbare afkeuringen of herstelwerkzaamheden te veroorzaken. Deze industrieën willen geen risico's nemen met de veiligheid. 

Lagere productie-efficiëntie 

Ontbramen kost meer tijd in het productieproces, wat ook kostbaar is. Daardoor wordt de kostenefficiëntie van het proces beïnvloed. 

 

Methoden en hulpmiddelen om metaalbraam te verwijderen

Voor en na het ontbramen

Bramen Het verwijderen van metaalbraam kan op de volgende manieren: handmatig afwerken, ponsen, gaten ontbramen, borstelen, elektrochemische verwijdering, trommelen, slijpen, walsen en thermische processen. Elk van deze methoden vereist specifieke gereedschappen voor het verwijderen van metaalbramen, waaronder ontbraammessen, vijlen en schuurpapier. metalen ponsen machines, op spindels gemonteerde snijgereedschappen en elektroden.

De methoden en bijbehorende hulpmiddelen worden hierna besproken:

Handmatig afwerken/ontbramen 

Dit is een conventionele strategie die gekenmerkt wordt door het gebruik van schuurpapier of andere handgereedschappen om de bewerkingsbraam te verwijderen. Methoden in deze categorie zijn onder andere:

• Handmatig poetsen
• Gebruik van schuurpapier
• Handgereedschap met elektrische aandrijving
• Braamsnijdende messen

Handmatig ontbramen

Voordelen van handmatig ontbramen

• Voordelige methode
• Veelzijdig 

Nadelen van handmatig ontbramen

• Uitsluitend voor kleinschalige bewerkingsprocessen.

• Inconsistente resultaten bij het snijden van bramen
• Tijdrovend 
• Niet geschikt voor complexe geometrieën

Mechanische methoden

Bij deze methoden wordt gebruikgemaakt van schurende of fysieke kracht om bramen van onderdelen te verwijderen. De processen omvatten slijpen, borstelen, trommelen (trommelpolijsten), walsen, trilafwerking, ontbramen van gaten en ponsapplicatie. Deze mechanische methoden, samen met de andere opties (elektrochemische, thermische en geautomatiseerde methoden), ondervangen de tekortkomingen van handmatig ontbramen. 

Hieronder vindt u meer details over de mechanische technologieën;

Malen 

Slijpen houdt in dat een roterende slijpschijf wordt gebruikt om bramen van een materiaal te verwijderen. Deze methode is perfect voor het creëren van gladde oppervlakken en randen, zelfs bij harde materialen.

Borstelen 

Ontbraamborstels hebben dunne draden of metalen filamenten op een roterende schijf. Terwijl de schijf draait, verwijderen de draden of filamenten bramen van de rand van het werkstuk. Hoewel borstelen niet altijd even consistent is, is het een goedkope en snelle methode. 

Trommelen (trommelafwerking) 

Trommelen is een mechanische techniek voor het ontbramen van onderdelen, waarbij een combinatie van de te bewerken onderdelen en een schurend medium in een trommel of vat roteert. Fabrikanten waarderen deze vorm van ontbramen vanwege de kosteneffectiviteit. 

Een tumbler-opstelling

Naast het verwijderen van bramen, polijst het trommelpolijsten de werkstukken ook. Voor een optimaal resultaat, met name wat betreft de oppervlakteafwerking, wordt het schuurmiddel gecombineerd met speciale slijpmiddelen. Het tuimelen van vaten is ofwel een nat trommelen type of een droog trommelen type, afhankelijk van of er water wordt gebruikt. 

Rollen 

Bij walsen wordt het onderdeel met bramen door krachtige walsen geleid die de bramen platdrukken en gladmaken. Deze methode is de voorkeurmethode wanneer vervorming van het onderdeel ongewenst is en de druk constant moet blijven. Het wordt vooral gebruikt voor het ontbramen van plaatmetaal.  

Vibrerende afwerking 

Trillingsontbramen

Vibratiepolijsten of ontbramen is een proces waarbij de onderdelen in een kamer worden geplaatst en in trilling worden gebracht. De kamer is verbonden met dempers of veren, die de basis scheiden van het vibratiemechanisme. De trillingsbron is een excentrisch draaiend gewicht. Er bestaan ​​verschillende uitvoeringen van vibratieontbraammachines, waaronder trogmachines en ronde kommen.

Gat ontbramen

Ontbramen van gaten

Het ontbramen van gaten is een techniek om bramen van het binnenoppervlak van een machinaal bewerkt gat te verwijderen. Hiervoor wordt een speciaal gereedschap met een taps toelopend uiteinde gebruikt. Het proces is eenvoudig, betaalbaar en snel, maar is alleen geschikt voor gaten.  

Ponsontbraam

Zoals de naam al doet vermoeden, bestaat ponsontbramen uit een matrijs of pons die de braam van het werkstuk afsnijdt. Deze mechanische methode is gebaseerd op de grondbeginselen van metaalponsprocessenDit omvat doorgaans maatstempels en stansmatrijzen. De productiviteit en efficiëntie zijn veel beter dan bij handmatig ontbramen; de beperking tot eenvoudigere geometrieën en de noodzaak van speciaal gereedschap zijn echter aandachtspunten. 

Voordelen van mechanisch ontbramen

• Veelzijdigheid in materiaal en complexiteit
• Hogere precisie 
• Kan worden geautomatiseerd voor een hogere productiviteit.
• Relatief snelle methode, met name voor middelgrote tot grootschalige verwerking.

Nadelen van mechanisch ontbramen

• Vereist adequate controle om oppervlakteverandering te voorkomen.
• Onderhoudskosten als gevolg van slijtage van gereedschap
• Niet geschikt voor dunne of delicate onderdelen.

Elektrochemisch ontbramen (ECD)

Elektrochemisch ontbramen houdt in dat een elektrolyt wordt gebruikt om bramen op te lossen. Het werkstuk fungeert als anode, terwijl het gereedschap als kathode dient. De elektrolyse wordt met name toegepast op de braamgebieden. Doordat de elektrolyt lading overdraagt ​​tussen de twee polen, vindt het ontbraamproces plaats. Elektrochemisch ontbramen is uitstekend geschikt voor het verwijderen van bramen uit complexe geometrieën en geleidende, moeilijk te bewerken materialen. 

Voordelen van elektrochemisch ontbramen

• Perfect voor complexe geometrieën en moeilijk bereikbare plekken.
• Vrij van hittevervorming en mechanische spanning
• Heeft geen invloed op het basismetaal.
• Erg precies 

Nadelen van elektrochemisch ontbramen

• Vereist uitgebreide technische expertise.
• Hoge initiële kosten

Thermisch ontbramen

Thermisch ontbramen houdt in dat door verbranding op hoge temperatuur de bramen van het werkstuk smelten. Thermische energie, zoals de techniek ook wel wordt genoemd, produceert een thermische schokgolf die de oppervlakte-imperfecties verdampt. 

Thermisch ontbramen

Door de lage verhouding tussen oppervlakte en massa van het andere deel van het werkstuk en de korte blootstellingstijd wordt alleen de braam aangetast door de verdamping. Houd er rekening mee dat thermisch ontbramen doorgaans wordt aanbevolen voor oxidatiegevoelige materialen met een lage geleidbaarheid. 

Voordelen van thermisch ontbramen

• Relatief korte cyclustijden
• Gelijkmatige verwijdering van bramen, zelfs op complexe onderdelen.
• Meerdere ontbraamwerkzaamheden aan verschillende oppervlakken en doorgangen.

Nadelen van thermisch ontbramen

• Hoge instelkosten
• Niet ideaal voor warmtegevoelige onderdelen/materialen.
• Een tweede reiniging kan nodig zijn. 

Geautomatiseerde ontbraamtechnieken

Geautomatiseerde ontbraammethoden zijn geschikt voor onderdelen die in grote volumes worden geproduceerd. Enkele technieken in deze categorie zijn elektrochemisch ontbramen, thermisch ontbramen, vibrerend ontbramen, trommelontbramen, lineair ontbramen en cryogeen ontbramen. Automatisering wordt grotendeels toegevoegd aan de eerder besproken technieken. De voordelen van deze strategie liggen in plaatwerk snijden De voordelen zijn de verbeterde oppervlakteafwerking en procesherhaalbaarheid dankzij een constante temperatuur, druk, cyclustijd en gereedschapspad. 

Voordelen van geautomatiseerd ontbramen

• Verbeterde kwaliteit en reproduceerbaarheid
• Hogere productiesnelheid
• Past gemakkelijk in moderne productielijnen.
• Maakt nauwkeurige controle van diverse ontbraamelementen mogelijk. 

Nadelen van geautomatiseerd ontbramen

• Hoge initiële investering
• Alleen economisch haalbaar bij grootschalige productie. 
• Voor de kalibratie en het onderhoud van de apparatuur is gekwalificeerd personeel nodig.

Hoe voorkom of bestrijd je metaalbraam? 

Effectieve strategieën voor het beheersen van metaalbramen omvatten aspecten zoals het gebruik van scherpe snijgereedschappen, het optimaliseren van de aanvoersnelheid en parameters van de bewerking, het gebruik van geschikte koelvloeistof en het toepassen van ontbraamtechnieken in het productieproces. Andere aandachtspunten zijn het ontwerpen van onderdelen met eigenschappen die braamvorming verminderen, het implementeren van strenge kwaliteitscontrolemaatregelen en preventief machineonderhoud dat de precisie van gereedschap en bewerking garandeert. 

De strategieën worden hieronder verder toegelicht.

Hoogwaardig snijgereedschap

Kwaliteitssnijden 

De juiste gereedschappen om metaalbraamvorming tegen te gaan, zijn scherpe en geschikte gereedschappen die nauwkeurigheid garanderen, idealiter in één keer. Het tegenovergestelde geldt voor botte, verbogen of gebroken gereedschappen die de braamvorming juist bevorderen. 

Geoptimaliseerde voedingssnelheden en snijparameters

Om de kwaliteit van het gereedschap te verbeteren, moeten de snijparameters en de voeding worden geoptimaliseerd om metaalbraamvorming te voorkomen. Optimalisatie betekent het nauwkeurig afstemmen van de parameters op de betreffende bewerking, zoals snijdiepte, tandvertanding, snijsnelheid, enzovoort.

Geoptimaliseerde snijparameters

De voordelen van optimalisatie zijn onder andere minimale warmteontwikkeling en lagere snijkrachten, wat resulteert in een hogere maatnauwkeurigheid. 

Gebruik van koelvloeistof

Het gebruik van het juiste type koelvloeistof en de juiste doorstroomsnelheid is cruciaal voor het voorkomen van braamvorming, omdat dit de wrijving en warmteontwikkeling vermindert. De juiste toepassing van koelvloeistof is met name effectief in het minimaliseren van gereedschapslijtage. 

Preventief machineonderhoud

Braamvorming kan ook worden voorkomen door regelmatig onderhoud van CNC-bewerkingsmachines en -gereedschappen. De machinist moet proactief problemen aanpakken zoals botte gereedschappen, verkeerd uitgelijnde machines, versleten onderdelen en kapotte componenten.  

Ontwerpkenmerken die braamvorming minimaliseren

De ontwerper van het onderdeel speelt een belangrijke rol bij het voorkomen van braamvorming, aangezien productieprocessen verschillende effecten hebben op de kans op braamvorming. Bij het ontwerpen moet rekening worden gehouden met de positie van het onderdeel, de snijrichting, de spanningsverdeling en andere relevante factoren.  

Ontbraamtechnieken

Soms zijn bramen onvermijdelijk, bijvoorbeeld bij het bewerken van zeer harde materialen of in complexe geometrieën. In zulke gevallen komen de hier beschreven ontbraamtechnieken goed van pas.  Of het nu gaat om mechanische, thermische, elektrochemische of zelfs handmatige ontbraammethoden, bedrijven moeten effectieve ontbraammethoden toepassen om ervoor te zorgen dat alleen CNC-gefreesde of gefabriceerde onderdelen van hoge kwaliteit de klant bereiken. 

Strenge kwaliteitscontrole 

Tot slot maakt een professioneel CNC-bewerkingsbedrijf het geheel compleet met een robuuste kwaliteitscontrole die ervoor zorgt dat klanten geen bramen op hun onderdelen aantreffen. Mocht er toch een braam aanwezig zijn, dan wordt deze door middel van meerdere inspecties verholpen.

In Conclusie

Net als haaientanden kunnen metaalbramen door vlees snijden. Deze imperfecties, die in vrijwel elk metaalbewerkingsproces voorkomen, beïnvloeden ook de functionaliteit en waarde van een onderdeel. Gelukkig zijn er manieren om hiermee om te gaan, zoals in dit artikel is beschreven. 

Als uw tekeningen voor CNC-gefreesde onderdelen details bevatten over het ontbramen van metaal, dan is dat knap. Zo niet, dan biedt dit artikel u stof tot nadenken voor uw volgende bewerkingsproject. Onze experts staan ​​klaar om uw project te begeleiden en zorgen ervoor dat metaalbramen en alle andere veelvoorkomende en unieke uitdagingen vakkundig worden aangepakt. 

Contact vandaag nog meer te weten komen en krijgen een offerte.