พับเหล็กต้องเผื่อรัศมีเท่าไหร่? คู่มือ Bend Radius และระยะขอบขั้นต่ำ

คำตอบสั้น ๆ คือ สำหรับเหล็กแผ่นทั่วไป รัศมีพับด้านในไม่ควรเล็กกว่าความหนาของแผ่น เช่นแผ่นหนา 3 มิลลิเมตร รัศมีด้านในควรอย่างน้อย 3 มิลลิเมตร ถ้าเล็กกว่านั้นเสี่ยงที่ผิวด้านนอกของแนวพับจะร้าว

ส่วนสเตนเลสและอลูมิเนียมต้องใช้รัศมีมากกว่าเหล็กทั่วไป เพราะเหนียวน้อยกว่าหรือแข็งกว่า บทความนี้จะลงรายละเอียดทั้งค่ารัศมี ระยะขอบขั้นต่ำ และการเผื่อความยาวแผ่นคลี่

ทำไมพับเล็กเกินไปแล้วชิ้นงานร้าว

เวลาพับ เนื้อโลหะด้านนอกของแนวพับถูกยืด ส่วนด้านในถูกอัด ยิ่งรัศมีเล็ก การยืดที่ผิวด้านนอกยิ่งรุนแรง

ถ้าการยืดเกินความสามารถของวัสดุ ผิวด้านนอกจะเกิดรอยร้าวเล็ก ๆ ซึ่งบางครั้งมองด้วยตาเปล่าไม่เห็นทันที แต่กลายเป็นจุดเริ่มของการแตกหักเมื่อชิ้นงานรับแรงหรือสั่นสะเทือนในการใช้งานจริง

ตารางรัศมีพับด้านในขั้นต่ำ

ค่าด้านล่างเป็นตัวคูณของความหนาแผ่น (t) ใช้เป็นแนวปฏิบัติทั่วไปสำหรับงานพับเย็น

หมายเหตุ: ค่าเหล่านี้เป็นแนวปฏิบัติสำหรับประเมินเบื้องต้น ค่าจริงขึ้นอยู่กับเกรดวัสดุ สภาพการอบอ่อน และทิศทางเกรน หากเป็นงานสำคัญควรทดลองพับชิ้นตัวอย่างก่อนผลิตจริง

ระยะขอบขั้นต่ำ ปัจจัยที่ทำให้พับไม่ได้เลย

นอกจากรัศมีแล้ว ระยะจากแนวพับถึงขอบแผ่น (Flange) ต้องยาวพอที่ชิ้นงานจะวางพาดบนร่องแม่พิมพ์ได้ ถ้าสั้นเกินไป ชิ้นงานจะตกลงไปในร่องหรือกระเด็นออกระหว่างพับ

หลักคร่าว ๆ ที่ใช้ได้คือ

• ความกว้างร่องแม่พิมพ์ (V-Die) ที่ใช้ทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 6 ถึง 8 เท่าของความหนาแผ่น

• ระยะขอบขั้นต่ำควรไม่น้อยกว่า ครึ่งหนึ่งของความกว้างร่อง บวกความหนาแผ่น

• ในทางปฏิบัติแปลว่าแผ่นหนา 3 มิลลิเมตร ควรมีระยะขอบอย่างน้อยราว 12 ถึง 15 มิลลิเมตร

ถ้าแบบงานจำเป็นต้องมีขอบสั้นกว่านั้นจริง ๆ ให้แจ้งล่วงหน้า เพราะอาจต้องพับแผ่นยาวกว่าแล้วตัดขอบทิ้งทีหลัง ซึ่งมีผลกับราคาและเวลา

ความยาวแผ่นคลี่ ทำไมบวกลบตรง ๆ ไม่ได้

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อยที่สุดคือคิดความยาวแผ่นคลี่โดยเอาความยาวแต่ละด้านมาบวกกันตรง ๆ ซึ่งจะได้แผ่นที่ยาวเกินจริงเสมอ

เหตุผลคือบริเวณแนวพับ เนื้อวัสดุถูกยืดและอัดจนความยาวเปลี่ยนไป ระนาบที่ความยาวไม่เปลี่ยนเรียกว่าระนาบกลาง (Neutral Axis) ซึ่งไม่ได้อยู่กึ่งกลางความหนาพอดี แต่เลื่อนเข้าหาด้านในของแนวพับ

สัดส่วนตำแหน่งนี้เรียกว่า K-Factor โดยทั่วไปอยู่ราว 0.3 ถึง 0.45 ขึ้นกับวัสดุและรัศมีพับ ยิ่งรัศมีเล็ก ระนาบกลางยิ่งเลื่อนเข้าด้านใน

ในทางปฏิบัติ ถ้าคุณส่งไฟล์เป็นแบบ 3 มิติหรือระบุขนาดสำเร็จมาให้ ทางโรงงานจะคำนวณแผ่นคลี่ให้เอง สิ่งที่ควรระบุคือขนาดชิ้นงานหลังพับ ไม่ใช่ขนาดแผ่นก่อนพับ เพื่อไม่ให้เกิดการคำนวณซ้ำซ้อน

การดีดกลับ (Springback)

โลหะมีความยืดหยุ่นอยู่ในตัว หลังปล่อยแรงกด ชิ้นงานจะคลายตัวกลับเล็กน้อย ทำให้มุมที่ได้กว้างกว่ามุมที่กดลงไป

• เหล็กแผ่นทั่วไปดีดกลับน้อย ประมาณ 1 ถึง 3 องศา

• สเตนเลสดีดกลับมากกว่า เพราะมีความแข็งแรงคราก (Yield Strength) สูงกว่า

• วัสดุยิ่งแข็งแรงและรัศมียิ่งใหญ่ ยิ่งดีดกลับมาก

ช่างจะชดเชยด้วยการกดเกินมุมเป้าหมายเล็กน้อย ซึ่งเป็นเรื่องปกติของงานพับ แต่หมายความว่างานที่ต้องการมุมแม่นยำมากควรระบุค่าความคลาดเคลื่อนของมุมที่ยอมรับได้ มาในแบบด้วย

ทิศทางเกรน เรื่องที่มักถูกมองข้าม

เหล็กแผ่นผ่านการรีดมา เนื้อวัสดุจึงมีทิศทางของเกรนตามแนวรีด

• พับขวางแนวเกรน ปลอดภัยกว่า เนื้อวัสดุทนการยืดได้ดีกว่า

• พับขนานแนวเกรน เสี่ยงร้าวมากกว่า โดยเฉพาะเมื่อใช้รัศมีเล็กหรือวัสดุแข็ง

ถ้าชิ้นงานมีแนวพับหลายทิศทางจนเลี่ยงไม่ได้ ควรเพิ่มรัศมีในแนวที่ต้องพับขนานเกรน หรือแจ้งให้ทีมงานพิจารณาการวางชิ้นงานบนแผ่นตั้งแต่ขั้นตอนตัด

เช็กลิสต์ก่อนส่งแบบงานพับ

• ระบุชนิดและเกรดวัสดุ พร้อมความหนา

• ระบุรัศมีพับด้านใน หรือแจ้งว่าให้ใช้ค่ามาตรฐานของโรงงาน

• ระบุขนาดหลังพับ และจุดอ้างอิงในการวัด

• ระบุค่าความคลาดเคลื่อนของมุม ที่ยอมรับได้

• ตรวจว่าระยะขอบยาวพอ สำหรับทุกแนวพับ

• ระบุว่าผิวด้านไหนคือด้านที่มองเห็น เพราะด้านที่สัมผัสแม่พิมพ์อาจมีรอยเล็กน้อย

คำถามที่พบบ่อย

พับแล้วผิวเป็นรอย แก้ได้ไหม

รอยจากการเสียดสีกับแม่พิมพ์เป็นเรื่องปกติ โดยเฉพาะกับสเตนเลสผิวเงา ลดได้ด้วยการใช้ฟิล์มกันรอยหรือแม่พิมพ์แบบพิเศษ ถ้างานของคุณเป็นงานที่เห็นผิวชัดควรแจ้งล่วงหน้าเสมอ

พับเหล็กหนาสุดได้เท่าไหร่

ขึ้นอยู่กับทั้งความหนาและความยาวแนวพับพร้อมกัน เพราะแรงที่ต้องใช้แปรผันตามทั้งสองค่า แผ่นหนาแต่สั้นอาจพับได้ ขณะที่แผ่นบางกว่าแต่ยาวมากอาจเกินกำลังเครื่อง ควรส่งแบบมาให้ประเมิน

พับชิ้นงานที่ตัดเลเซอร์มาแล้วได้ไหม

ได้ และเป็นลำดับงานที่ใช้กันปกติคือตัดเลเซอร์ก่อนแล้วจึงพับ ข้อควรระวังคืออย่าวางรูหรือร่องใกล้แนวพับเกินไป เพราะรูจะถูกดึงจนเสียรูป โดยทั่วไปควรห่างจากแนวพับอย่างน้อยประมาณ 2 ถึง 3 เท่าของความหนาแผ่น ดูขีดจำกัดงานตัดได้ที่ ตัดเลเซอร์เหล็กหนาได้กี่มิล

พับแล้วเชื่อมต่อได้ไหม

ได้ตามปกติ แต่ควรหลีกเลี่ยงการเชื่อมทับแนวพับพอดี เพราะบริเวณนั้นมีความเค้นตกค้างจากการขึ้นรูปอยู่แล้ว การให้ความร้อนซ้ำเพิ่มโอกาสเกิดรอยร้าว

สั่งพับอย่างเดียวโดยไม่ซื้อวัสดุได้ไหม

ได้ รับงานพับตามแบบทั้งกรณีที่ใช้วัสดุของทางร้านและกรณีที่ลูกค้านำวัสดุมาเอง

สรุป

หลักที่ปลอดภัยที่สุดคือให้รัศมีพับด้านในไม่เล็กกว่าความหนาแผ่น สำหรับเหล็กทั่วไป และเพิ่มขึ้นสำหรับวัสดุที่แข็งกว่าอย่างเหล็กความแข็งแรงสูงหรืออลูมิเนียมเกรดแข็ง

อย่าลืมตรวจระยะขอบขั้นต่ำ ระบุขนาดหลังพับแทนขนาดแผ่นคลี่ และเผื่อเรื่องการดีดกลับสำหรับงานที่ต้องการมุมแม่นยำ