Kanten

Een kantbank is een machine waarmee je plaatwerk kan kanten. Een kantbank is een nauwkeurige hydraulische of servo-elektrische pers. In deze pers zijn twee verwisselbare gereedschappen gemonteerd, waartussen de plaatwerk onderdelen gekant worden bij het sluiten van de pers. Het bovengereedschap noemen we het kantmes en is wigvormig. Het ondergereedschap noemen we de matrijs. De matrijs heeft een uitsparing in een V- of U-vorm in de bovenkant van het gereedschap.

Bij het kanten wordt het vlakke plaatwerk onderdeel wordt boven op de matrijs gelegd, terwijl het door de operator tegen CNC gepositioneerde achteraanslagen wordt gedrukt. Dit zodat het te kanten onderdeel nauwkeurig gepositioneerd wordt tijdens het buigen. De pers beweegt vervolgens het kantmes over een verticale as omlaag, zodat het kantmes in de uitsparing van de matrijs wordt gedrukt.

Het kantmes oefent een puntlast uit op het plaatwerk onderdeel dat op de V-uitsparing ligt. Er ontstaat daardoor een buigmoment op de plaat. In de buigzone wordt het materiaal tot voorbij de vloeigrens vervormd.

Bij het vrijbuigen beweegt het kantmes tijdens de persgang tot op een CNC gecontroleerd Y-coördinaat (diepte). Wanneer het kantmes na het kanten terug omhoog beweegt, zal het plaatmetaal na geringe terugvering blijvend vervormd zijn. Het kantmes beweegt precies zover naar beneden tot het punt waar er, na het terugbuigen, de gewenste hoek is bereikt. Bij het vrijbuigen drukt de kantbank het materiaal dus niet volledig onderin de matrijs. Vrijbuigen heeft als voordeel dat er met een enkele ondermatrijs verschillende hoeken gekant kunnen worden. Ook is het benodigde tonnage van de kantbank kleiner dan bij matrijsbuigen, en is er daarom minder sprake van aftekening van het kantgereedschap op het oppervlak van de plaat.

Bij het matrijsbuigen wordt de plaat tijdens het kanten juist wel met kracht onder in de matrijs geperst. In jargon noemen we deze techniek ook wel ‘dooddrukken’. De resulterende hoek is dan exact gelijk aan de hoek zoals in de V-uitsparing van de matrijs. De plaat wordt met zoveel kracht in de matrijs gedrukt totdat alle interne spanning in het materiaal geneutraliseerd wordt; het materiaal veert dan niet meer terug en heeft de vorm van de matrijs aangenomen.

Het is van belang om te weten dat de kromming van een plaat na het kanten geen boog met perfect constante radius beschrijft. Ook is de kromming van de plaat aan de buitenkant van de buiging niet perfect concentrisch met de kromming aan de binnenkant van de buiging. Dat wil zeggen dat het middelpunt van beide radii niet op dezelfde plek ligt.

Dit is het resultaat van het verloop van de spanningsopbouw in de plaat tijdens het buigen.Wanneer een plaat gebogen wordt, dan wordt het materiaal aan de binnenkant van de buiging in elkaar gedrukt; we noemen dit stuiken. Aan de buitenkant van de buiging rekt het materiaal juist op. Tijdens het buigen rekt het materiaal aan de buiten kant harder op dan het materiaal aan de binnenkant kan stuiken. Ook spelen factoren zoals het wrijvingscoëfficiënt van het materiaal met de matrijs mee.

Om de beenlengtes van een gebogen plaat nauwkeurig te kunnen realiseren, moet er alvorens het kanten bepaald worden wat de lengte moet zijn van de vlakke uitslag van de plaat (het uitgevouwen product). Vanwege bovenstaand effect voldoet het niet om simpelweg de lengte van de neutrale lijn van de buiging in de plaat te bepalen (aan de hand van de het gemiddelde tussen de buiten- en binnenradius).

Er bestaat een formule om de juiste gecorrigeerde neutrale lijn na het kanten te bepalen aan de hand van de z.gn. K-factor. Echter geeft dit geen nauwkeurig eindresultaat. De meest betrouwbare manier om de juiste afmeting van de uitslag te bepalen, is aan de hand van de in de praktijk gemeten waarden. Van een in de praktijk gekante plaat kan het zogenaamde zetverlies berekend worden. Met het zetverlies kan de lengte van de uitslag van de plaat worden berekend. Het zetverlies wordt dan dus toegepast om de lengte van de uitslag mee te berekenen, in plaats van een formule die de neutrale lijn van de plaat beschrijft.

Het zetverlies kan als volgt worden gedefinieerd: Het verschil tussen de som van de beenlengtes tot de buitenmaten van de gebogen plaat (als je uit zou gaan van een perfecte scherpe hoek in plaats van een buigradius), en de lengte van de uitgeslagen vlakke plaat. Het zetverlies is het aantal millimeter dat je bij het berekenen van de uitslag in mindering moet brengen op de opgetelde lengte van de zetbenen gemeten op de buitenmaten.

Contour heeft een uitgebreide database opgebouwd van alle gangbare materiaal- en gereedschapscombinaties. Voor al deze combinaties zijn de zetverliezen op een ingenieuze wijze in een CADCAM database ingevoerd. Aan de hand van deze database kunnen wij voor iedere gewenste hoek de juiste uitslag bepalen.

Door de radius van de punt van het kantmes en de opening van de matrijs te variëren, kan de omvang van de buigzone en daarmee de radius van de buiglijn in het plaatmateriaal beïnvloed worden. Wanneer een grotere radius gewenst is, kan er in plaats van een enkele buiging ook voor stepkanten gekozen worden. Bij het stepkanten worden er in werkelijkheid meerdere buigingen van slechts enkele graden naast elkaar gekant totdat deze buigingen samen de gewenste hoek opleveren.

Hoewel er formules zijn om de kromming te benaderen, blijkt het empirisch opmeten van het buigresultaat de enige echt nauwkeurige manier om vast te stellen hoe het eindproduct eruit zal zien. Bij Contour hebben we van alle gangbare materialen en gereedschapscombinaties daarom de resulterende buigingen met een scanner opgemeten. Met deze data is het mogelijk om met korte doorlooptijden nauwkeurig plaatwerkproducten te engineeren. Na het kanten van deze producten sluit de buiging naadloos aan op de aanliggende producten. Bij het TIG lassen kunnen de onderdelen daarom vaak zonder toevoeging van vulmateriaal aan elkaar ‘gevloeid’ worden.