Forceren en metaalspinning

Bij forceren (of spinning, of drücken) span je een ronde uitgangsplaat in een speciale draaibank. De plaat draait. Een mal aan de andere kant van de spanning bepaalt de uiteindelijke vorm. Met een forceerstaaf (bij handwerk) of met een hydraulisch aangestuurde rol (bij machinaal werk) druk je het materiaal tegen de mal, terwijl de plaat blijft draaien.

Het resultaat is een rotatiesymmetrische vorm: een schaal, een kap, een cilinder, een conus, een halve bol. De wanddikte van het uitgangsmateriaal blijft daarbij grotendeels gelijk. Lichte verdunning kan optreden aan scherpe overgangen, maar dat is geen ontwerpdoel, eerder een neveneffect.

In de Nederlandse context noemen we het werk forceren. In de Engelse context metal spinning of soms spin forming. In de Duitse markt drücken. Alle drie verwijzen ze naar precies dezelfde fysieke handeling met dezelfde machine en dezelfde mal.

Een paar processen worden vaak in dezelfde adem genoemd, maar zijn technisch iets anders. Goed om te weten als je termen tegenkomt en niet zeker weet of het hetzelfde is.

Vloeidraaien / flow forming / drückwalzen. Dit is een variant op forceren waarbij naast het in vorm brengen ook de wanddikte gericht wordt verminderd. Je begint met een dikkere plaat of een voorbewerkt deel (bijvoorbeeld 5 mm), en het materiaal wordt onder de rollen uitgerekt tot een dunner cilindervlak (bijvoorbeeld 2 mm) over een dorn. Het proces vergt zwaardere machines en gespecialiseerde rollen.

Vloeidraaien doen wij niet zelf. Voor pure flow-forming-opdrachten verwijzen we klanten door. Wel kan veel werk dat in eerste instantie als "vloeidraaien" wordt aangevraagd, ook met regulier forceren of dieptrekken worden gedaan, vaak goedkoper.

Dieptrekken / deep drawing / tiefziehen. Dit is een wezenlijk ander proces, ook al lijkt het resultaat (een holle vorm uit een plaat) op forceren. Bij dieptrekken wordt de plaat tussen een matrijs en een stempel ineens vervormd, niet geleidelijk tegen een mal aan. Het is sneller per stuk maar vraagt om een dure matrijs die zich pas terugverdient bij hogere series. 

Hydroforming. Vormgeven van plaat of buis met een vloeistof onder hoge druk in een matrijs. Resultaat lijkt op zowel dieptrekken als forceren, maar de techniek is fundamenteel anders. Veel gebruikt in automotive voor complex gebogen buisstructuren. Geen variant op forceren, eigen categorie.

Shear forming. Een variant op forceren waarbij de wanddikte wel verandert maar volgens een geometrische regel (de sin-α-regel: wanddikte na het proces is gelijk aan wanddikte voor het proces vermenigvuldigd met de sinus van de halve tophoek van de mal). Engelstalige term, technisch een tussenvorm tussen forceren en flow forming. In Nederland nauwelijks als aparte term gebruikt.