Proces gięcia arkusza blachy polega na oddziaływaniu na niego określoną siłą, w wyniku której następuje trwała zmiana krzywizny elementu giętego bez istotnej zmiany grubości samej blachy. Za pomocą tej techniki formowania można uzyskać różne, nawet dość skomplikowane kształty z dużą liczbą zgięć. Ta grupa procesów obróbki plastycznej metali i ich stopów obejmuje jednak nie tylko samo wyginanie, ale też prostowanie i zwijanie.

Gięcie arkusza blachy może być wykonywane przy użyciu różnych rodzajów maszyn, jednak obecnie najczęściej wykorzystuje się do tego prasę krawędziową. Ten typ maszyn, szczególnie wyposażonych w sterowanie CNC, zapewnia odpowiedni poziom precyzji gięcia i powtarzalności przy obróbce większej partii elementów, dzięki czemu zmniejsza się koszt jednostkowy, a co za tym idzie – wzrasta efektywność całego procesu. 

Prasa krawędziowa jest ponadto maszyną uniwersalną. Może być wykorzystana do gięcia zarówno cienkich, jak i grubych blach, pozwala uzyskać nawet dość skomplikowane kształty. Tego typu maszyny mogą też stanowić część większego urządzenia wielofunkcyjnego, które może wykonywać także inne operacje obróbki plastycznej, np. cięcie, wykrawanie czy tłoczenie.

Zaokrąglone zagięcia

Jedną z technik gięcia blachy, która sprawdza się w razie konieczności otrzymania nietypowych kształtów o dużym promieniu gięcia, jest tzw. gięcie krokowe, nazywane też gięciem postępowym, wielostopniowym lub wypukłym. Z tej metody korzystamy wówczas, gdy wymaganego kształtu (np. stożka, zwężki, rur) nie da się uzyskać w procesie walcowania bądź przy użyciu zwijarki do blach. W efekcie tego procesu otrzymujemy blachę o zaokrąglonym zagięciu, choć w rzeczywistości nie jest ono idealnym łukiem koła, a jedynie zakrzywioną linią składającą się z wielu małych odcinków, które powstają w wyniku wielokrotnego gięcia blachy.

Gięcie krokowe można z powodzeniem wykonać również na standardowej prasie krawędziowej. Proces ten polega na wykonaniu serii zagięć w niewielkich odstępach od siebie przy użyciu stempla o odpowiednim promieniu. Prasa krawędziowa pozwala na uzyskanie wysokiego poziomu powtarzalności kolejnych gięć, a operator ma stałą kontrolę nad procesem. Uzyskane tą metodą elementy blachy są wykorzystywane w produkcji m.in. części do maszyn i samochodów, różnego rodzaju obudów czy też większych konstrukcji stalowych.

Wadą gięcia krokowego jest dość wysoki stopień skomplikowania procesu, co przekłada się na jego dużą czasochłonność. Wymagane jest bowiem bardzo precyzyjne ustawianie kolejnych gięć, by zachować taką samą odległość pomiędzy nimi oraz identyczny kąt zgięcia. Z drugiej strony należy także uważać, żeby nie doszło do rozginania wcześniej wykonanych gięć. Dlatego też przy dużej liczbie gięć i ewentualnym nawarstwianiu się kolejnych błędów końcowy produkt może nie odpowiadać założonym parametrom, zarówno pod względem uzyskanego promienia, jak i kąta. Przy stosowaniu tej metody trzeba więc znaleźć kompromis pomiędzy precyzją uzyskanego produktu i jego estetyką a czasem niezbędnym na jego wykonanie.

Najważniejsze parametry

Aby efekt wykonanego gięcia krokowego był zadowalający, niezbędne jest wykonanie pewnych obliczeń, które wymagają jednak znajomości kilku najważniejszych parametrów związanych z procesem gięcia – są to:
    • długość łuku – odległość pomiędzy końcami krzywej zginanej części arkusza blachy liczona po wewnętrznej stronie gięcia;
    • liczba gięć – liczba pojedynczych gięć, która musi zostać wykonana, aby uzyskać zagiętą blachę o określonym promieniu; im większa liczba gięć, tym mniejszy kąt pojedynczego gięcia i w efekcie gładszy łuk;
    • odległość pomiędzy gięciami – odległość pomiędzy pojedynczymi gięciami wykonanymi w toku procesu.

Dostępne są specjalne kalkulatory, które pozwalają na precyzyjne określenie najważniejszych parametrów. Po wprowadzeniu żądanego kąta i promienia finalnego produktu oraz liczby pojedynczych gięć program wyliczy, jaka powinna być odległość pomiędzy poszczególnymi gięciami i kąt pojedynczego gięcia.

Wybór matrycy i stempla

Ze względu na końcowy efekt ważny jest też odpowiedni dobór narzędzi do prasy krawędziowej, czyli matrycy i stempla. W tym jednak przypadku dobór powinien przebiegać według innych kryteriów niż przy gięciu tradycyjnym.

Przede wszystkim podczas pojedynczego gięcia blacha nie wnika głęboko do rowka matrycy, nie ma więc potrzeby, by miała ona kształt o szerokim rozstawie ramion. Przyjmuje się, że szerokość tego otworu powinna być maksymalnie do dwóch razy większa niż odległość pomiędzy kolejnymi gięciami. Większy otwór może bowiem sprawić, że blacha nie będzie stabilnie leżała na matrycy, co może skutkować wykonaniem niespójnego zgięcia. Z kolei przy zbyt małym otworze matrycy wykonanie zgięcia będzie wymagało użycia dużo większej siły nacisku.

Przy wyborze stempla z kolei ważny jest przede wszystkim promień jego wierzchołka, który nie powinien być zbyt mały, żeby linia gięcia nie była zbyt głęboka (to mogłoby spowodować, że zewnętrzna powierzchnia będzie bardziej szorstka). Steve Benson, prezes ASMA LLC i autor poradników z zakresu precyzyjnego gięcia blach, przekonuje, że najbardziej optymalne jest stosowanie stempla o promieniu większym niż 63% szerokości giętej blachy. Natomiast w przypadku gięcia blachy o wysokiej wytrzymałości powinno się używać stempla o promieniu nawet kilkukrotnie większym od grubości materiału.

Bardzo często optymalne parametry dla gięcia krokowego ustawiane są metodą prób i błędów. Może się okazać, że w zależności od charakteru gięcia oraz grubości, twardości i sprężystości materiału poszczególne gięcia będą się musiały różnić głębokością wnikania stempla do matrycy. 

Choć cały proces gięcia krokowego może się wydawać dość skomplikowany, to jednak dostępne na rynku maszyny i oprogramowania są już na takim stopniu zaawansowania, że w wielu kwestiach całkowicie wyręczają operatora. Nowoczesne prasy krawędziowe dokonują na bieżąco pomiarów gięcia i potrafią np. korygować odchylenia w trakcie procesu, aby uzyskany efekt był jak najbardziej optymalny.