وقتی به یک دستگاه پرس بریک (Press Brake) نگاه میکنیم، با هیبتی از فولاد و قدرت مواجه میشویم. این ماشینها برای خم کردن ورقهای فلزی سخت طراحی شدهاند و روزانه صدها تن فشار را تحمل میکنند. اما آیا تا به حال از خود پرسیدهاید که این استقامت و دوام از کجا میآید؟ ورق بریک از چه جنسی ساخته میشود که میتواند اینچنین فشاری را بدون تغییر شکل یا شکستگی تحمل کند؟
پاسخ کوتاه به سوال “ورق بریک از چه جنسی ساخته میشود؟”: بدنه و اجزای اصلی دستگاه پرس بریک عمدتاً از فولادهای آلیاژی با استحکام بالا و کربن متوسط، مانند ST52 یا S355JR، ساخته میشوند. این فولادها پس از جوشکاری، تحت عملیات حرارتی تنشزدایی قرار میگیرند تا مقاومت و پایداری ابعادی آنها به حداکثر برسد. ابزارهای آن (پانچ و ماتریس) نیز از فولادهای ابزار سختکاری شده مانند 42CrMo4 تولید میشوند.
در این مقاله، به صورت دقیق و فنی به بررسی متریال به کار رفته در بخشهای مختلف این دستگاه میپردازیم و نکاتی کلیدی را بیان میکنیم که دانستن آنها، به خصوص هنگام استعلام قیمت یا خرید پرس بریک دست دوم، حیاتی است.
۱. بدنه و فریم اصلی (Frame): ستون فقرات دستگاه
بدنه یا فریم، اسکلت اصلی دستگاه است و وظیفه تحمل تمام نیروهای وارده در حین فرآیند خمکاری را بر عهده دارد. کوچکترین تغییر شکل یا خزش (Creep) در بدنه میتواند دقت کل دستگاه را از بین ببرد. به همین دلیل، انتخاب متریال برای این بخش با وسواس فوقالعادهای انجام میشود.
- فولاد آلیاژی با استحکام بالا: رایجترین ماده برای ساخت فریم، ورقهای فولادی جوشپذیر با استحکام بالا مانند گرید ST52-3 یا معادل اروپایی آن S355JR است. این فولادها ترکیبی عالی از استحکام کششی، چقرمگی (مقاومت در برابر شکست) و جوشپذیری را ارائه میدهند. کارخانههای بزرگ در قطبهای صنعتی ایران مانند اصفهان و اراک، از تامینکنندگان اصلی این نوع ورقها هستند.
- عملیات تنشزدایی (Stress Relieving): این مهمترین مرحله پس از جوشکاری بدنه است. فرآیند جوشکاری، تنشهای داخلی شدیدی را در ساختار فولاد ایجاد میکند. اگر این تنشها آزاد نشوند، به مرور زمان باعث تغییر شکل و تاب برداشتن بدنه میشوند. برای جلوگیری از این اتفاق، فریم جوشکاری شده را در کورههای عظیم حرارتی قرار داده و تا دمای حدود ۶۰۰-۶۵۰ درجه سانتیگراد حرارت میدهند و سپس به آرامی سرد میکنند. این فرآیند، ساختار مولکولی فولاد را یکنواخت کرده و تنشها را از بین میبرد. دستگاهی که به درستی تنشزدایی نشده باشد، به مرور زمان دقت خود را از دست خواهد داد.
۲. ابزارها: پانچ (Punch) و ماتریس (Die)
پانچ و ماتریس، بخشهایی هستند که تماس مستقیم با ورق فلزی دارند و عمل خم را انجام میدهند. این قطعات باید دارای دو ویژگی متضاد باشند: سختی سطح بسیار بالا برای مقاومت در برابر سایش و مغزی نرمتر و چقرمه برای جلوگیری از شکستن تحت فشار.
- فولاد ابزار (Tool Steel): معمولاً از فولادهای آلیاژی کروم-مولیبدن مانند 42CrMo4 (معادل AISI 4140) برای ساخت این ابزارها استفاده میشود. این فولاد قابلیت سختکاری فوقالعادهای دارد.
- سختکاری القایی (Induction Hardening): لبههای کاری پانچ و ماتریس که بیشترین سایش را دارند، از طریق فرآیند سختکاری القایی یا شعلهای، به سختی حدود ۵۰-۶۰ راکول سی (HRC) میرسند. این سختی بالا، عمر ابزار را به شدت افزایش میدهد. مقاوومت سایشی این قطعات مستقیماً به کیفیت عملیات حرارتی بستگی دارد.
به گفتهی آقای مهندس فراهانی، از فروشندگان باسابقه بازار آهن شادآباد تهران: “کیفیت ابزار، نصف کیفیت خم است. یک دستگاه با بدنه عالی ولی ابزار ضعیف، مثل یک ماشین فرمول یک با لاستیک معمولی است. همیشه هنگام خرید، چه نو و چه دست دوم، به لبههای پانچ و ماتریس دقت کنید. نباید هیچگونه پریدگی، ترک یا ساییدگی عمیقی داشته باشند.”
۳. جکهای هیدرولیک و سیستم انتقال نیرو
قلب تپنده یک پرس بریک هیدرولیک، سیستم هیدرولیک آن است. کیفیت متریال در این بخش، ضامن عملکرد روان، بدون نشتی و قدرتمند دستگاه است.
- سیلندرها: لوله سیلندرها از فولادهای بدون درز (Seamless) با سطح داخلی سنگخورده و صیقلی (Honed Tubes) ساخته میشوند تا پیستون به راحتی و بدون ایجاد خراش در آن حرکت کند.
- شفت پیستون: این بخش باید مقاوومت خمشی و سطحی بالایی داشته باشد. به همین دلیل از فولادهایی مانند Ck45 ساخته شده و سطح آن با یک لایه کروم سخت (Hard Chrome) پوشش داده میشود تا در برابر خوردگی و سایش محافظت شود.
خرید پرس بریک دست دوم: چرا جنس بدنه اهمیت دوچندان دارد؟
هنگام خرید یک پرس بریک دست دوم، شما در حال خرید یک دستگاه با سابقه کاری هستید. کیفیت متریال اولیه و فرآیندهای ساخت، نقش تعیینکنندهای در سلامت فعلی دستگاه دارد.
- بازرسی چشمی بدنه: به دنبال هرگونه ترک مویی، به خصوص در نقاط جوش و گوشههای پر تنش باشید.
- تست دقت: از فروشنده بخواهید یک ورق بلند را در طولهای مختلف برای شما خم کند. اگر زاویه خم در ابتدا، وسط و انتهای ورق یکسان نباشد، میتواند نشانهای از خستگی و تغییر شکل جزئی در بدنه اصلی (Deformation) باشد.
- دریافت مشخصات فنی: سعی کنید کاتالوگ یا مشخصات فنی اصلی دستگاه را از فروشنده بگیرید تا از گرید فولاد به کار رفته در آن مطلع شوید. دستگاهی که با فولاد باکیفیت و با تنشزدایی اصولی ساخته شده، حتی پس از سالها کار سنگین، دقت خود را حفظ میکند.
آقا اصلا حواست هست چی به چیه؟ فکر نکن داری آهنپاره میخری! این دستگاه یه موجود زندهس. اون بدنهش که از فولاد ST52 ساختن رو اول جوش میدن، بعد میندازنش تو کوره غولپیکر که همه استرس و فشار جوشکاری از تنش در بره. اگه این کارو نکنن، دستگاه بعد یه مدت کار کردن دل و رودهش میریزه بهم و دیگه خم صاف بهت نمیده. پس وقتی رفتی دستگاه دست دوم ببینی، مثل کارآگاهها چهارچشمی بپا که جای ترک و جوشکاری ناجور رو بدنهش نباشه. گول رنگ و ظاهر تمیزشو نخور، اصل کار همون شاسی و اسکلت شه!
تاثیر متریال بر قیمت و هزینهها
جنس و کیفیت فولاد به کار رفته، تأثیر مستقیمی بر قیمت روز دستگاه دارد. خرید مستقیم از کارخانه به شما این امکان را میدهد که از کیفیت متریال و انجام صحیح عملیات حرارتی اطمینان حاصل کنید. بسیاری از تولیدکنندگان در شهرهای بزرگ مانند تهران و تبریز، امکان ارسال به شهرستان را با بستهبندی مطمئن فراهم میکنند.
برای تامین مصالح پروژه و تجهیز کارگاه خود، همیشه از چند تامین کننده معتبر پیش فاکتور آنلاین بگیرید و کیفیت ساخت را فدای قیمت مناسب نکنید. یک دستگاه ارزانقیمت که از فولاد ضعیف ساخته شده و تنشزدایی نشده، در آینده هزینههای تعمیر و افت کیفیتی بسیار بیشتری را به شما تحمیل خواهد کرد.
فرمول ساده تنش که اساس طراحی این ماشینهاست، به ما توزیح میدهد که چرا سطح مقطع و جنس بدنه مهم است:
σ=FA \sigma = \frac{F}{A}
- σ\sigma (سیگما) = تنش داخلی وارد بر ماده (باید از مقاومت ماده کمتر باشد)
- F = نیرویی که دستگاه وارد میکند (مثلاً ۱۰۰ تن)
- A = سطح مقطع قسمتی از بدنه که نیرو را تحمل میکند
این فرمول به سادگی نشان میدهد که برای تحمل یک نیروی ثابت، هرچه مقاومت ماده بالاتر باشد، میتوان با اطمینان بیشتری کار کرد.
شرکت های سازنده خوب هرگز کیفیت مواد اولیه را فدا نمیکنند. این شرکت ها میداند که اعتبارشان به کیفیت محصولاتشان بستگی دارد.
جمعبندی
در نهایت، یک دستگاه پرس بریک، مجموعهای مهندسی شده از فولادهای باکیفیت است که هر کدام برای وظیفهای خاص انتخاب و آمادهسازی شدهاند. از فولاد آلیاژی تنشزدایی شده در بدنه گرفته تا فولاد ابزار سختکاری شده در پانچ و ماتریس، همگی دست به دست هم میدهند تا این غول صنعتی بتواند با دقت و قدرت، ورقهای سخت را رام کرده و به شکل دلخواه درآورد. آگاهی از این جزئیات، دید شما را در هنگام خرید، به خصوص خرید یک پرس بریک دست دوم، حرفهایتر و انتخابتان را هوشمندانهتر خواهد کرد.
منبع علمی:
- Degarmo, E. P., Black, J. T., & Kohser, R. A. (2011). DeGarmo’s Materials and Processes in Manufacturing. John Wiley & Sons. (فصلهای مربوط به خواص مکانیکی فلزات و فرآیندهای ساخت).