Tváření je jedním ze základních způsobů zpracování materiálů, který spočívá v jejich přetváření pomocí tlakových sil bez změny objemu hmoty. Při tomto procesu dochází ke změně tvaru a struktury materiálu, přičemž hlavní výhodou tváření je dosažení požadovaného tvaru při zachování mechanických vlastností materiálu. V oblasti strojírenství a výroby se setkáváme s několika druhy tváření, mezi které patří tváření za studena, tváření za tepla, plošné tváření a objemové tváření. Každá z těchto metod má své specifické výhody, nevýhody a oblasti využití.
Co je tváření za tepla?
Tváření za tepla je proces, při kterém se materiál před tvářením zahřeje na teplotu vyšší než je jeho rekrystalizační teplota, obvykle nad 35 – 40% jeho teploty tání. Tento způsob umožňuje materiálu snáze se přizpůsobit přetváření bez toho, aby došlo k jeho lámání či nadměrnému opotřebení. Při tváření za tepla dochází ke snížení tvrdosti materiálu, což zjednodušuje jeho tvarování do požadované podoby.
Tento způsob tváření je využíván zejména pro výrobu větších a složitějších komponentů, jako jsou například části karoserií, potrubí, kovových konstrukcí či různých strojních dílů. Hlavní výhodou tváření za tepla je možnost tvarovat materiály s minimálním rizikem vzniku trhlin nebo deformací.
Nevýhodou však může být vyšší energetická náročnost procesu, neboť je nutné materiál zahřát na vysokou teplotu, a zároveň dochází ke změnám v mikrostruktuře, které mohou ovlivnit finální mechanické vlastnosti materiálu.
Co je tváření za studena?
Naopak tváření za studena se provádí při teplotách nižších, než je rekrystalizační teplota materiálu, což znamená, že materiál zůstává relativně pevný a odolný vůči změnám tvaru. Tento proces často probíhá při pokojové teplotě, avšak u některých materiálů se může materiál mírně předehřívat, aby se usnadnilo tváření.
Tváření za studena je používáno tam, kde je potřeba dosáhnout vysoké přesnosti a kvality povrchu. Využívá se pro výrobu menších a preciznějších dílů, jako jsou šrouby, matice, plechové výlisky, a další drobné kovové součástky.
Velkou výhodou tohoto způsobu tváření je zlepšení mechanických vlastností materiálu, zejména jeho pevnosti a tvrdosti, díky procesu zpevnění. Zároveň není nutné zahřívat materiál, což vede k energetickým úsporám. Nevýhodou je, že tváření za studena může vést ke zvýšenému riziku prasklin, zejména u křehčích materiálů.
Plošné a objemové tváření
V rámci technologií tváření rozlišujeme také plošné tváření a objemové tváření, které jsou určeny charakterem výsledného produktu.
Plošné tváření je metoda, při níž dochází k tvarování plechů nebo podobných materiálů s menší tloušťkou.
Při tomto způsobu tváření se materiál ohýbá, stříhá nebo lisuje do požadovaného tvaru. Typické příklady plošného tváření zahrnují výrobu karoserií aut, plechových krytů a plášťů různých zařízení. Mezi konkrétní technologie plošného tváření patří ohýbání, stříhání nebo hluboké tažení.
Na druhé straně objemové tváření se zaměřuje na zpracování větších objemů materiálů, kde dochází k přetváření celkového objemu. Příkladem je kování, protlačování nebo válcování. Tato metoda se používá při výrobě hřídelí, převodových kol, pístů a dalších masivních součástí. Výhodou objemového tváření je možnost zpracování materiálů s vysokou přesností a efektivním využitím objemu materiálu.
Využití tváření v praxi
Tváření se uplatňuje v různých průmyslových odvětvích, zejména ve strojírenství, automobilovém průmyslu, energetice a stavebnictví. Tváření za tepla je nezbytné pro výrobu velkých komponentů, kde je zapotřebí snadno přetvořit materiál bez vzniku defektů. Naproti tomu tváření za studena je ideální pro výrobu menších, precizních součástí, kde je kladen důraz na zpevnění materiálu a přesnost.
Plošné tváření nachází široké uplatnění v automobilovém průmyslu a při výrobě plechových výrobků, zatímco objemové tváření se používá pro výrobu dílů s větším objemem materiálu, jako jsou ocelové konstrukce, potrubí nebo kované díly.
Co si z toho vzít?
Celkově lze říci, že technologie tváření hraje klíčovou roli v moderní průmyslové výrobě, a její správná volba závisí na konkrétních požadavcích na materiál, přesnost a výsledné vlastnosti výrobku.
Zdroje: Výzkum tváření oceli za studena, Princip tváření za studena, Tváření za tepla, Tváření za tepla(ZEISS), Objemové a plošné tváření(Masarykova univerzita), Tváření (Technická univerzita Liberec)
Natálie Schönová je studentkou Vysoké školy ekonomické v Praze. Fascinuje ji alternativní umění, od filmu až po poezii. Je vášnivou milovnicí nevšedního jídla a psaní. Neustále zdokonaluje své kuchařské dovednosti a pracuje na svých textech. Psaní ji provází od dětství, kdy poprvé vzala do ruky tužku, a stále objevuje nové formy vyjádření.