Dunne wanden: wanneer de wand de prijs maakt

Wanneer is een wand dun?

Een dunne wand is geen maat op de tekening. Dezelfde dikte is stijf als de wand laag is en slap als hij hoog is. Wat telt, is hoogte tegen dikte, het materiaal en hoe ver de frees moet uitsteken om de bodem te halen. Aluminium buigt bij dezelfde maat verder door dan staal, staal vraagt meer snijkracht, kunststof geeft mee onder de klem.

Een geometriecheck in een CAD-pakket meldt een dunne wand, maar niet wat die wand in je werkplaats kost. Onderzoek van Subduxion laat zien dat veel software maakbaarheid terugbrengt tot eigenschappen van het 3D-model, zoals een dunne wand. Of je de wand kunt frezen, en tegen welke prijs, hangt af van wat de werkplaats eraan doet. Dat vakmanschap hoort in de calculatie, per regel en met de reden erbij.

Wat gaat er mis bij een dunne wand?

Trillen. De wand veert weg onder elke tand en laat golven achter op het oppervlak. Volgens het Wikipedia-artikel over trillingen bij verspanen is dat bij dunne werkstukken en lange gereedschappen vaak de grootste beperking: de snijwaarden gaan ver omlaag en de cyclustijd omhoog.

Afbuigen. Wand en frees wijken uit, er gaat minder af dan het programma aanneemt, en na de snede is de wand bovenin dikker dan getekend.

Restspanning en kromtrek. Wie veel materiaal wegneemt, laat de spanning in blok of plaat vrij. Li en collega's maten in 2023 bij aluminium plaat, met dezelfde snijwaarden, een grootste vervorming van ruim 2 mm of van ongeveer 0,3 mm. Het verschil zat alleen in hoeveel materiaal ze boven- en onderaf wegnamen.

De klem. Een driebekklauwplaat drukt een dunwandige bus op drie punten in. Je draait hem rond, lost hem, en de bus veert terug in een driehoekige vorm.

En wat er later in de wand komt. Volgens Wikipedia gaan inserts voor kunststof er warm of met ultrasoon in: de kunststof smelt plaatselijk en vormt zich om de kartel. Een schroefdraadinzet koud in een dunne kunststof wand persen kan die wand laten scheuren. Inserts plaatsen is een aparte bewerking met een eigen tijd.

Welke volgorde houdt de wand stijf?

De bewerkingsvolgorde is de goedkoopste maatregel. Zak in stappen, afwisselend links en rechts, zodat er bij elke snede materiaal naast de wand staat dat hem steunt. Het Wikipedia-artikel over trillingen bij verspanen noemt die aanpak voor dunwandige werkstukken: kleine passes afwisselen, zodat de wand niet doorbuigt.

Laat steunmateriaal zo lang mogelijk staan en breng de wand pas in de laatste snede op maat, met een kleine snedediepte en snedebreedte. Houd de uitsteeklengte zo kort als de kamer toelaat. Zit er veel spanning in het materiaal, splits dan voorbewerken en nabewerken en los het deel ertussen.

De werkvoorbereider kiest de maatregelen, de calculator zet ze in regels.

Hoe span je een dunwandig deel?

Het spanmiddel houdt het deel vast zonder op de wand te drukken: zachte bekken op de buitenvorm, een vacuümplaat of een vulstuk in de kamer. Bij draaien is dat een doorn in de bus, een spantang of een klauwplaat met zes bekken. Volgens Wikipedia zijn klauwplaten met zes of acht bekken er vooral om dunwandige buis met zo weinig mogelijk vervorming vast te houden.

Elk spanmiddel moet iemand maken en instellen. Een spanrand bepaalt ook de maat van het ruwdeel, zie ruwdeel bepalen. Komt het deel terug, bewaar de bekken dan als vaste opspanning.

Rekenvoorbeeld: een behuizing met een wand van 3 mm en van 1 mm

Een behuizing in EN AW-6082, 10 stuks, machine € 80 per uur, in twee varianten: een wand van 3 mm en een van 1 mm. Zelfde ruwdeel, dus zelfde materiaal. De diktes zijn voorbeeldwaarden, geen grens. Bij 1 mm gaat het nabewerken van 15 naar 45 minuten, kost het programma in stappen € 30 meer, gaat het deel tussendoor los, komen er zachte bekken bij en reken je één extra stuk per 10 in plaats van per 50.

Twee millimeter minder wand kost hier € 82 per stuk, € 41 per millimeter. Ook afkeur staat als aparte regel: een afgekeurd stuk kost materiaal en machinetijd, het instellen niet. Wat je niet met een regel onderbouwt, zet je als risico-opslag met de oorzaak erbij.

Wanneer stel je de klant een dikkere wand voor?

Vraag eerst wat de wand doet: last dragen, afdichten, iets laten passen? Doet hij een van die dingen, dan is de dikte functioneel. Is de wand dun om gewicht te sparen dat niemand nodig had, dan is een dikkere wand vaak goedkoper zonder dat het deel slechter wordt.

Stel het voor bij de offerte, met twee prijzen en het verschil per regel. Kiest de klant de dikkere wand, dan is dat een nieuwe revisie van de tekening, geen afspraak in een mail. Een ERP bewaart na de order de prijs, niet de reden. Wie de maatregelen als regels vastlegt, heeft het gesprek bij de herhaalorder meteen klaar.

Zo beoordeel je een dunne wand in een aanvraag

Loop deze vragen langs voordat je een dunne wand als standaard freeswerk rekent. Elk ja is een regel in de calculatie of een vraag aan de klant.

• Hoe hoog is de wand ten opzichte van zijn dikte?
• Staat er een krappe tolerantie of vlakheid op de wand zelf?
• Kun je de wand aan beide kanten bereiken in dezelfde opspanning?
• Hoe span je het deel zonder op de wand te klemmen?
• Komen er inserts of schroefdraad in de wand?
• Moet het deel los tussen voorbewerken en nabewerken?
• Is de wanddikte functioneel, of kan ze dikker zonder dat het deel slechter wordt?