Uitdagingen in plooien van aluminium

Aluminium vindt steeds meer zijn weg naar ontwerpen van maakbedrijven. Een populariteit die het materiaal onder meer dankt aan eigenschappen als het lichte gewicht en de goede corrosiebestendigheid. Maar zonder uitdagingen is het verwerken van aluminium helaas niet, zeker als het op plooien aankomt. Metaalbewerkers moeten er bijvoorbeeld over waken dat er geen scheurtjes kunnen ontstaan in de plooien. Ze zullen ook maatregelen moeten nemen om ‘vreten’ en markeringen in het materiaal te voorkomen. Vaak moeten ze het antwoord zoeken in het gebruik van het gereedschap.

Alles begint met de materiaalkeuze, want buigen is omvormen. Aluminium bestaat immers in verschillende kwaliteiten, die elk hun eigenschappen hebben en dus een impact op de keuze van het gereedschap. U hoeft daar niet eens een metallurg voor te zijn. De specifieke naam verraadt al heel veel. De eerste vier cijfers zeggen namelijk iets over de samenstelling. Aluminium 3030 wil zeggen dat het materiaal voor 97,6% bestaat uit aluminium, de rest is ijzer (0,35%), silicium (0,15%), mangaan (0,1 tot 0,7%), koper (0,1%) en zink en andere sporenelementen (0,05 tot 0,5%). 

Het is vooral het percentage aan silicium dat een aanwijzing geeft over de hardheid en buigzaamheid van het materiaal. Ook wat er na het streepje volgt is veelzeggend. O staat voor zacht, H voor halfhard en T voor behandeld en dus hard. De uitdaging zit hem niet zozeer in het plooien een scherpe binnenradius in zacht of halfhard aluminium. Bij hard materiaal daarentegen, zal de scherpe binnenradius drie keer de materiaaldikte zijn en moet het aluminium bij voorkeur tegen de nerf in worden gebogen. Een wondermiddel is er echter niet, aangezien het materiaal van nature zo hard is, dat het de neiging heeft om te spannen en te barsten. Wel kunnen precisiegeslepen stempel- en matrijzensets een nauwkeurig buigpunt opleveren. Daarnaast is een moderne plooibank, die de stempel en de matrijs strak kan uitlijnen, belangrijk. Gebruik ook een smeermiddel dat specifiek voor aluminium dient om wrijving tot een minimum te beperken. 

Fabrikanten hebben speciale radiusgereedschappen ontwikkeld om optimaal te plooien zonder ‘vreten’ of schade. De buiging komt dan in feite tot stand door een opeenvolging van meerdere radii. Hierdoor kan de plaat meer symmetrisch in de V-matrijs rollen, met minder kracht en minder wrijving tussen het materiaal en het gereedschap. Op die manier zullen er minder sporen, inkepingen of koolstofafzettingen op het werkstuk ontstaan. 

Andere tips zijn het gebruik van gereedschappen waarvan het materiaal een lage wrijvingscoëfficiënt kent en het aanbrengen van een smeermiddel op oliebasis, specifiek voor gebruik met aluminium. Ook gereedschap met een gepolijst oppervlak kan soelaas brengen om deze problematiek te temperen, of gereedschappen met een grotere schouderradius, zodat ze meer vloeien dan schrapen. Verdeel, ten slotte, de druk van de stempel over een groter oppervlak. 

Vreten ontstaat wanneer de schouderradius zich vastgrijpt in het gebogen materiaal en er zich residu opbouwt. Een suggestie om vreten te voorkomen is het vergroten van de inloop­radii van het gereedschap. Dat zijn de afgeronde randen aan de onderste matrijs. Door ze groter te maken wordt de vormbelasting gespreid. De radii van het gereedschap moeten worden gepolijst tot 0,008 mm of beter. Een uitstekende afwerking van de matrijs draagt in hoge mate bij tot het verminderen van markeringen en vreten. Daarnaast zullen ook gereedschappen met een grotere schouder­radius interessant zijn. Zorg er verder voor dat het gereedschap harder is dan het te plooien materiaal. Ook een speciale coating op het gereedschap kan helpen om vreten, markeringen en onnauwkeurigheden te voorkomen.     ■