Wat is Walsen in Metallurgie?

Of het nu gaat om de bouw van wolkenkrabbers, de productie van auto’s of het maken van huishoudelijke apparaten: walsen speelt een onmisbare rol in talloze industrieën.

Deze techniek, waarbij metaal wordt vervormd tot platen, folies of profielen, heeft vele moderne toepassingen.

Maar hoe werkt dit proces precies en waarom is het zo belangrijk? In dit artikel duiken we de diepte in. We bespreken niet alleen de basis, maar ook de verschillende technieken, benodigde apparatuur en de vele toepassingen.

Wat is walsen?

Walsen is een techniek waarbij dikke platen staal of andere metalen worden vervormd tot vlakke platen, folies of profielen. Dit proces wordt uitgevoerd door het materiaal tussen twee of meer walsrollen door te persen. Door de enorme druk die hierbij wordt uitgeoefend, verandert de dikte van het metaal en krijgt het de gewenste vorm.

Dankzij het vermogen om zowel grote volumes te produceren als producten met specifieke eigenschappen te vervaardigen, is walsen een van de meest veelzijdige en kosteneffectieve technieken in de metallurgie. Het vormt de basis voor talloze toepassingen en speelt een cruciale rol in de metaalverwerkingsketen.

Het proces van walsen

Het wals proces kan op verschillende manieren worden uitgevoerd, afhankelijk van de temperatuur en het beoogde eindproduct. De twee belangrijkste methoden zijn warmwalsen en koudwalsen. Hieronder beschrijven we beide processen in detail.

Warmwalsen

Warmwalsen vindt plaats bij zeer hoge temperaturen, doorgaans boven de rekristallisatie-temperatuur van het metaal (rond de 1000°C voor staal). Het verwarmen van het materiaal voorkomt dat er scheuren en breuken ontstaan tijdens het walsen.

Zodra het metaal warm is, kun je het door de rollen heen walsen. Na het walsen wordt het metaal gecontroleerd afgekoeld om interne spanningen te minimaliseren en de materiaaleigenschappen te behouden.

Warmwalsen is geschikt voor grote metalen platen. Doordat het minder kracht vereist ligt de productiesnelheid hoger dan bij koudwalsen. De precisie is echter lager, omdat het materiaal tijdens het afkoelen kan krimpen. Warmgewalst staal wordt hierdoor vooral gebruikt voor constructie materialen.

Koudwalsen

Koudwalsen vindt plaats bij kamertemperatuur en wordt gebruikt om dunne platen of folies met een hoge precisie en oppervlaktekwaliteit te maken. Het koud vormingsproces verhoogt de hardheid en sterkte van het materiaal.

Soms gaat warmwalsen vooraf aan koudwalsen om een basismateriaal te creëren dat koudgewalst kan worden. Het koudwalsen zelf gebeurt dan nadat het materiaal volledig is afgekoeld. Na het walsen kunnen de materialen verder worden behandeld om de ductiliteit te herstellen of het oppervlak te verbeteren.

Met koudwalsen kun je veel hogere nauwkeurigheid bereiken en de oppervlakte van het materiaal is gladder. Er is echter meer kracht en energie nodig en hierdoor minder geschikt voor zeer grote of dikke materialen. Koudwalsen wordt voornamelijk gebruikt voor toepassingen in high-tech industrieën, zoals auto’s en elektronica.

Walstechnieken

Walsen is een veelzijdig proces dat afhankelijk van de toepassing en het gewenste eindproduct op verschillende manieren kan worden uitgevoerd. Elke techniek is ontworpen om specifieke vormen, afmetingen of eigenschappen te creëren in metalen platen, profielen of structuren.

Hieronder lichten we enkele veelgebruikte technieken toe: plaatwalsen, profielwalsen en conisch walsen.

Plaatwalsen

Plaatwalsen is de meest voorkomende walstechniek en wordt gebruikt om metaalplaten van een specifieke dikte en vlakheid te produceren. Het proces vindt plaats tussen meerdere walsrollen die de dikte van het metaal verminderen en een gelijkmatige afwerking creëren.

Plaatwalsen kan zowel gebruikt worden voor koud- als warmwalsen en levert metalen platen met een consistente dikte. De techniek wordt gebruikt voor het maken van staalplaten, aluminiumfolie en roestvaststalen panelen.

Met een 3 – of 4 rollen wals kunnen platen ook direct in de juiste vorm worden gebogen.

Profielwalsen

Profielwalsen wordt gebruikt om metalen in specifieke vormen en profielen te buigen. Hierbij worden speciale walsrollen gebruikt die zijn ontworpen om complexe structuren, zoals H-, I-, U- of L-profielen, te vormen.

Met profielwalsen is het mogelijk om sterke en duurzame vormen te creëren met een minimale hoeveelheid verspild materiaal. Profielwalsen wordt bijvoorbeeld gebruikt voor het maken van draagconstructies, brugonderdelen en industrieel leidingwerk.

Conisch walsen

Conisch walsen richt zich op het maken van taps toelopende vormen, zoals kegels en cilindrische structuren met variabele diameters. Tijdens dit proces wordt het metaal asymmetrisch door de walsrollen geleid om het metaal te buigen en de gewenste conische vorm te bereiken.

Conisch walsen maakt het mogelijk om complexe en nauwkeurige vormen te produceren zonder dat er extra bewerkingen nodig zijn. Deze techniek wordt veel gebruikt voor de productie van schoorstenen, trechters, opslagtanks en andere industriële componenten.

Overige walstechnieken

Er bestaan nog enkele andere walstechnieken voor specifieke toepassingen:

• Ringwalsen – voor het vormen van metalen ringen.
• Draadwalsen –  voor het vormen van lange dunne metalen draden.
• Sectioneel walsen – voor het maken van complexe vormen en asymmetrische profielen.
• Dompelwalsen – een gespecialiseerde techniek waarbij platen in een bad van gesmolten metaal worden gewalst om een coating te verkrijgen.

Materialen voor walsen

Walsen is een veelzijdige techniek voor metaalbewerking die geschikt is voor vele soorten metalen. Elk type materiaal brengt unieke eigenschappen met zich mee die bepalend zijn voor de toepassing en het productieproces.

• Staal. Het meest gebruikte materiaal voor walsen is staal. Staal is sterk, duurzaam en heel veelzijdig. Het wordt veel toegepast in de bouw (staalconstructies), transport (auto-onderdelen) en zware industrie.
• Roestvast staal (RVS). Dit materiaal wordt gewalst voor toepassingen waar hoge weerstand tegen corrosie vereist is, zoals keukengerei, medische apparatuur en chemische installaties.
• Aluminium. Doordat aluminium lichtgewicht en corrosiebestendig is, is dit metaal ideaal voor toepassingen in de lucht- en ruimtevaart, verpakkingsindustrie (aluminiumfolie) en elektronica.
• Koper. Koper geleidt elektriciteit en warmte heel goed. Hierdoor is het populair in elektrische toepassingen zoals kabels en transformatoren.
• Titanium. Dit metaal staat bekend om de gunstige sterkte-gewichtsverhouding en corrosiebestendigheid. Hierdoor wordt het veel toegepast in de luchtvaart, maar het wordt ook gebruikt voor medische implantaten en high-performance sportuitrusting.

Daarnaast kunnen legeringen, zoals messing en brons, ook worden gewalst. Welke materiaal wordt gebruikt is voornamelijk afhankelijk van de specifieke eisen van het eindproduct.

Walsmachines

Er zijn verschillende soorten walsmachines die ingezet kunnen worden voor verschillende doeleinden. Afhankelijk van de dikte, het materiaal en het gewenste eindproduct worden specifieke walsmachines gebruikt. Hieronder bespreken we enkele walsmachines en hun toepassingen.

Platenwals

De platenwals is een van de meest gebruikte machines in de staalindustrie, ontworpen voor het walsen van vlakke platen en staalproducten. Deze walsmachine is typisch uitgerust met twee, drie of vier rollen. De walsrollen oefenen druk uit om zo staalplaten in verschillende diktes te walsen.

In een platenwals worden de rollen zo gepositioneerd dat het metaal tussen twee stalen walsen wordt geperst en vervormd tot de gewenste dikte. Met de eventuele extra rollen kun je direct radiussen walsen.

Bij Ferna hebben we een 4 rollen wals waarmee we zonder overlengte of voorgaande bewerkingen de gewenste radius kunnen walsen.

Profielwals

Profielwalsen zijn geavanceerde walsmachines die specifiek wordt gebruikt om metalen in diverse profielen of vormen te walsen. Denk aan I-profielen, L-profielen, U-profielen of rails.

Profielwalsen vereist machines die in staat zijn om de rollen op een dergelijke manier aan te passen dat ze het metaal kunnen vervormen tot de gewenste vorm zonder dat er te veel materiaalverlies optreedt.

Een profielwals kan zowel voor zware materialen zoals staal als voor lichtere metalen worden gebruikt. De techniek wordt veel gebruikt voor de productie van lange, op maat gemaakte metalen producten die verder bewerkt kunnen worden voor specifieke industriële toepassingen.

Met onze profielwals kunnen we profielen van alle gangbare afmetingen walsen in zowel 2D als 3D.

Clusterwals

Clusterwalsen is een techniek die voornamelijk wordt gebruikt voor het walsen van zeer dun plaatmateriaal, zoals folies en dunne sheets. Het belangrijkste kenmerk van de clusterwals is dat het meerdere rollen in een geavanceerde configuratie heeft, om doorbuigen van het materiaal te voorkomen.

Een clusterwals wordt vaak toegepast in de productie van zeer dunne metalen die worden gebruikt in de verpakkingsindustrie, de elektronica of in andere sectoren waar een uitzonderlijke precisie vereist is.

Innovaties in walsapparatuur

Vele walsmachines zijn CNC gestuurd. Hierdoor is automatisering en hogere precisie mogelijk. Deze machines gebruiken computersystemen om het walsproces te controleren, waardoor operators de instellingen voor snelheid, druk, temperatuur en zelfs de rolleninstellingen digitaal kunnen aanpassen.

Er zijn echter nog meer innovaties in ontwikkeling op het gebied van walsapparatuur:

• Robots en handling-systemen – automatische robots worden ingezet om zware platen te laden en te lossen, wat niet alleen de veiligheid verbetert, maar ook de productietijd verkort.
• Energiebesparende technologie – nieuwe ontwerpen richten zich op een lager energieverbruik door efficiëntere motoren en hergebruik van warmte die tijdens het proces vrijkomt.
• 3D-profilering – innovatieve walsapparatuur maakt het nu mogelijk om complexe driedimensionale profielen te vervaardigen, wat nieuwe toepassingen in de luchtvaart en medische technologie faciliteert.

Met deze ontwikkelingen wordt walsen niet alleen efficiënter, maar ook duurzamer en veelzijdiger, wat bijdraagt aan de verdere groei van de metaalverwerkingsindustrie.

Toepassingen van walsen in verschillende sectoren

Walsen wordt veel toegepast in talloze industrieën. Het speelt een belangrijke rol bij de productie van vele uiteenlopende producten. We geven hieronder enkele voorbeelden.

• Bouw en infrastructuur. Walsen wordt gebruikt voor het produceren van stalen platen, I-profielen en wapening voor beton. Deze materialen worden veel gebruikt voor de constructie van gebouwen, bruggen, tunnels en andere grote infrastructuurprojecten.
• Automotive. In de auto-industrie maakt walsen het mogelijk om dunne staal- en aluminiumplaten te produceren voor carrosserieën, chassis-onderdelen en velgen. Deze producten bieden een combinatie van sterkte, duurzaamheid en gewichtsbesparing, wat brandstofefficiëntie en veiligheid verbetert.
• Lucht- en ruimtevaart. Voor vliegtuigen en ruimtevaartuigen worden lichtgewicht en sterke materialen zoals aluminium en titanium gewalst. Deze gewalste grote platen worden vervolgens gebruikt voor vleugels, rompdelen en andere structurele componenten die bestand moeten zijn tegen hoge belastingen en extreme omstandigheden.
• Elektronica. Koper en aluminium worden gewalst tot dunne folies en plaatwerk voor gebruik in printplaten, behuizingen en andere componenten. Deze materialen bieden de uitstekende elektrische en thermische geleidbaarheid die essentieel is voor moderne technologie.
• Energie. In de energiesector wordt walsen toegepast voor het maken van pijpleidingen, bekledingen van windturbines en structuren van zonnepanelen. Zo dragen gewalste producten bij aan de duurzaamheid en efficiëntie van traditionele en hernieuwbare energiebronnen.
• Consumentengoederen. Gewalst metaal wordt verwerkt tot producten zoals aluminiumfolie, pannen en decoratieve metalen oppervlakken. Deze toepassingen combineren functionaliteit, duurzaamheid en esthetiek voor dagelijks gebruik.
• Medische industrie. Roestvast staal en titanium worden gewalst voor het maken van medische implantaten, chirurgische instrumenten en ziekenhuisapparatuur. De corrosiebestendigheid en precisie van gewalste materialen zijn essentieel in deze veeleisende sector.

Walsen met Ferna

Ferna is een toonaangevend metaalbewerkingsbedrijf dat zich onderscheidt door veelzijdigheid en expertise in diverse metaalbewerkingen. Of het nu gaat om walsen, lassen, snijden, draaien of frezen, bij ons ben je verzekerd van vakmanschap en maatwerk. Dankzij onze geavanceerde machines en deskundige medewerkers realiseren wij elk metaalproject volledig naar wens, ongeacht de complexiteit of specificaties.

Onze ervaring en geavanceerde technologie stellen ons in staat zowel kleine als grote series metaalproducten te vervaardigen, variërend van eenvoudige plaatbewerking tot complexe maatwerkoplossingen. Ferna biedt niet alleen walsen, maar levert een breed scala aan diensten, van ontwerp tot uitvoering. Zo kan je van begin tot eind rekenen op één betrouwbare partner.

Op zoek naar een betrouwbare partner voor jouw metaalbewerkingsproject? Neem dan contact met ons op! Ons ervaren team staat voor je klaar om je te adviseren en samen de beste oplossing te vinden voor jouw specifieke behoeften