Conceptes bàsics de l'estampació metàl·lica
L'estampació metàl·lica és un procés de fabricació utilitzat per convertir làmines de metall planes en formes específiques.És un procés complex que pot incloure una sèrie de tècniques de conformació de metalls: tallat, punxonat, doblegat i perforació, per citar-ne algunes.
Hi ha milers d'empreses a tot arreu que ofereixen serveis d'estampació de metalls per lliurar components per a indústries de l'automoció, aeroespacial, mèdic i altres mercats. A mesura que evolucionen els mercats globals, hi ha una necessitat creixent de grans quantitats de peces complexes produïdes ràpidament.
La guia següent il·lustra les millors pràctiques i fórmules que s'utilitzen habitualment en el procés de disseny d'estampació metàl·lica i inclou consells per incorporar consideracions de reducció de costos a les peces.
Conceptes bàsics d'estampació
L'estampació, també anomenada premsat, consisteix a col·locar xapa plana, ja sigui en bobina o en blanc, en una premsa d'estampació.A la premsa, una eina i una superfície de matriu formen el metall en la forma desitjada.El punxonat, l'esborrat, el doblegat, l'encunyació, el relleu i el flange són tècniques d'estampació utilitzades per donar forma al metall.
Abans que es pugui formar el material, els professionals de l'estampació han de dissenyar l'eina mitjançant la tecnologia d'enginyeria CAD/CAM.Aquests dissenys han de ser el més precisos possible per garantir que cada punxó i corba mantingui un espai lliure adequat i, per tant, una qualitat òptima de la peça.Un model 3D d'una sola eina pot contenir centenars de peces, de manera que el procés de disseny sovint és bastant complex i requereix molt de temps.
Un cop establert el disseny de l'eina, un fabricant pot utilitzar diversos serveis de mecanitzat, rectificat, electroerosió per filferro i altres serveis de fabricació per completar la seva producció.
Tipus d'estampació metàl·lica
Hi ha tres tipus principals de tècniques d'estampació metàl·lica: progressiva, lliscada i embutició profunda.
Estampació progressiva de matrius
L'estampació progressiva de matriu inclou diverses estacions, cadascuna amb una funció única.
En primer lloc, la cinta de metall s'alimenta a través d'una premsa d'estampació progressiva.La tira es desenrotlla de manera constant des d'una bobina i cap a la premsa de matriu, on cada estació de l'eina realitza un tall, punxó o doblegat diferent.Les actuacions de cada estació successiva se sumen al treball de les estacions anteriors, donant com a resultat una part completada.
És possible que un fabricant hagi de canviar repetidament l'eina en una sola premsa o ocupar diverses premses, cadascuna realitzant una acció necessària per a una peça completa.Fins i tot utilitzant diverses premses, sovint es requerien serveis de mecanitzat secundari per completar realment una peça.Per aquest motiu, l'estampació progressiva de matriu és la solució idealpeces metàl·liques amb geometria complexaconèixer:
- Revolta més ràpida
- Menor cost laboral
- Longitud de tirada més curta
- Major repetibilitat
Estampació de quatre diapositives
Fourslide, o multi-diapositiva, implica l'alineació horitzontal i quatre diapositives diferents;és a dir, s'utilitzen quatre eines simultàniament per donar forma a la peça.Aquest procés permet talls complexos i corbes complexes per desenvolupar fins i tot les peces més complexes.
L'estampació metàl·lica de quatre diapositives pot oferir diversos avantatges respecte a l'estampació de premsa tradicional que la converteixen en una opció ideal per a moltes aplicacions.Alguns d'aquests avantatges inclouen:
1.Versatilitat per a peces més complexes
2.Més flexibilitat per als canvis de disseny
Com el seu nom indica, un quatre tobogans té quatre diapositives, el que significa que es poden utilitzar fins a quatre eines diferents, una per diapositiva, per aconseguir múltiples corbes simultàniament.A mesura que el material s'introdueix en un quatre tobogans, es doblega en ràpida successió per cada eix que està equipat amb una eina.
Estampació profunda
El dibuix profund consisteix a estirar una xapa en blanc a la matriu mitjançant un punxó, donant-li forma.El mètode s'anomena "embotit profund" quan la profunditat de la part dibuixada supera el seu diàmetre.Aquest tipus de conformat és ideal per a la creació de components que necessiten diverses sèries de diàmetres i és una alternativa rendible als processos de tornejat, que normalment requereixen utilitzar més matèries primeres.Les aplicacions i productes habituals fets amb embutició profunda inclouen:
1.Components d'automoció
2.Peces d'avions
3.Relés electrònics
4.Estris i estris de cuina
Estampació profunda
El dibuix profund consisteix a estirar una xapa en blanc a la matriu mitjançant un punxó, donant-li forma.El mètode s'anomena "embotit profund" quan la profunditat de la part dibuixada supera el seu diàmetre.Aquest tipus de conformat és ideal per a la creació de components que necessiten diverses sèries de diàmetres i és una alternativa rendible als processos de tornejat, que normalment requereixen utilitzar més matèries primeres.Les aplicacions i productes habituals fets amb embutició profunda inclouen:
1.Components d'automoció
2.Peces d'avions
3.Relés electrònics
4.Estris i estris de cuina
Estampació de tirada curta
L'estampació metàl·lica de tirada curta requereix despeses d'eines inicials mínimes i pot ser una solució ideal per a prototips o petits projectes.Després de crear el blanc, els fabricants utilitzen una combinació de components d'eines personalitzades i insercions de matriu per doblegar, perforar o perforar la peça.Les operacions de conformació personalitzades i la mida d'execució més petita poden donar lloc a un càrrec per peça més elevat, però l'absència de costos d'eines pot fer que el curt termini sigui més rendible per a molts projectes, especialment aquells que requereixen una ràpida resposta.
Eines de fabricació per a l'estampació
Hi ha diversos passos en la producció d'estampació metàl·lica.El primer pas és dissenyar i fabricar l'eina real utilitzada per crear el producte.
Fem una ullada a com es crea aquesta eina inicial:Disseny i disseny de la tira d'estoc:Un dissenyador utilitza s'utilitza per dissenyar la cinta i determinar dimensions, toleràncies, direcció d'alimentació, minimització de ferralla i molt més.
Mecanitzat d'acer i matriu d'eines:El CNC garanteix un major nivell de precisió i repetibilitat fins i tot per als matrius més complexos.Equips com els molins CNC de 5 eixos i el filferro poden tallar acers d'eines endurits amb toleràncies extremadament ajustades.
Processament secundari:El tractament tèrmic s'aplica a les peces metàl·liques per millorar-ne la resistència i fer-les més duradores per a la seva aplicació.El rectificat s'utilitza per acabar peces que requereixen una gran qualitat de superfície i precisió de dimensions.
EDM per fil:El mecanitzat de descàrrega elèctrica de filferro dóna forma a materials metàl·lics amb un fil de filferro de llautó carregat elèctricament.EDM per filferro pot tallar les formes més complexes, inclosos petits angles i contorns.
Processos de disseny d'estampació metàl·lica
L'estampació de metalls és un procés complex que pot incloure una sèrie de processos de conformació de metalls: tallat, punxonat, doblegat i perforació i molt més.En blanc:Aquest procés consisteix a tallar el contorn gruixut o la forma del producte.Aquesta etapa consisteix a minimitzar i evitar les rebaves, que poden augmentar el cost de la vostra peça i allargar el temps de lliurament.El pas és on determineu el diàmetre del forat, la geometria/conicitat, l'espai entre vora i forat i inseriu la primera perforació.
Flexió:Quan esteu dissenyant els corbes de la vostra peça metàl·lica estampada, és important permetre prou material; assegureu-vos de dissenyar la vostra peça i el seu espai en blanc perquè hi hagi prou material per realitzar la corba.Alguns factors importants a recordar:
1. Si es fa una corba massa a prop del forat, es pot deformar.
2. Les osques i les pestanyes, així com les ranures, s'han de dissenyar amb amplades que siguin almenys 1,5 vegades el gruix del material.Si es fan més petits, poden ser difícils de crear a causa de la força exercida sobre els cops de puny, fent-los trencar.
3. Cada racó del vostre disseny en blanc hauria de tenir un radi que sigui almenys la meitat del gruix del material.
4. Per minimitzar els casos i la gravetat de les rebaves, eviteu les cantonades afilades i els retalls complexos quan sigui possible.Quan aquests factors no es poden evitar, assegureu-vos de tenir en compte la direcció de la rebava en el vostre disseny perquè es puguin tenir en compte durant l'estampació.
Encunyació:Aquesta acció és quan les vores d'una peça metàl·lica estampada són colpejades per aplanar o trencar la rebava;això pot crear una vora molt més suau a l'àrea encunyada de la geometria de la peça;això també pot afegir força addicional a les zones localitzades de la peça i això es pot utilitzar per evitar processos secundaris com el desbarbat i la mòlta.Alguns factors importants a recordar:
Plasticitat i direcció del gra– La plasticitat és la mesura de la deformació permanent que pateix un material quan està sotmès a força.Els metalls amb més plasticitat són més fàcils de formar.La direcció del gra és important en materials d'alta resistència, com ara metalls temperats i acer inoxidable.Si un revolt va al llarg del gra d'una alta resistència, pot ser propens a trencar-se.
Distorsió de flexió/protuberància:La protuberància causada per la distorsió del corbat pot arribar a ser tan gran com la meitat del gruix del material.A mesura que augmenta el gruix del material i el radi de flexió disminueix, la distorsió/bult es torna més greu.Carrying Web i tall "desajustament":Això és quan es requereix un tall o un cop molt lleuger a la peça i normalment és d'uns 0,005 "de profunditat.Aquesta característica no és necessària quan s'utilitzen eines de tipus compost o de transferència, però és necessària quan s'utilitzen eines de matriu progressiva.
Peça estampada personalitzada per a equips de monitoratge vital a la indústria mèdica
Un client de la indústria mèdica es va acostar a MK per personalitzar l'estampació metàl·lica d'una peça que s'utilitzaria com a molla i escut electrònic per a equips de control vitals en l'àmbit mèdic.
1. Necessitaven una caixa d'acer inoxidable amb característiques de pestanya de molla i tenien problemes per trobar un proveïdor que proporcionés un disseny d'alta qualitat a un preu assequible en un termini raonable.
2.Per satisfer la sol·licitud única del client de xapar només un extrem de la peça, en lloc de la peça sencera, ens vam associar amb una empresa d'estany líder en la indústria que va poder desenvolupar un procés avançat de xapat selectiu d'una sola vora.
MK va poder satisfer els complexos requisits de disseny mitjançant una tècnica d'apilament de materials que ens va permetre tallar moltes peces en blanc alhora, limitant els costos i reduint els terminis de lliurament.
Connector elèctric estampat per a una aplicació de cablejat i cable
1.El disseny era molt complex;aquestes cobertes estaven destinades a ser utilitzades com a cables en cadena a l'interior de les canals elèctriques al terra i sota el terra;per tant, aquesta aplicació presentava inherentment limitacions de mida estrictes.
2.El procés de fabricació era complicat i costós, ja que alguns dels treballs del client requerien una coberta completament completa i d'altres no, és a dir, AFC havia estat creant les peces en dues peces i soldant-les quan calia.
3. Treballant amb una coberta de connector de mostra i una única eina proporcionada pel client, el nostre equip de MK va poder realitzar enginyeria inversa de la peça i la seva eina.A partir d'aquí, vam dissenyar una nova eina, que podríem utilitzar a la nostra premsa d'estampació de matriu progressiva Bliss de 150 tones.
4.Això ens va permetre fabricar la peça d'una sola peça amb components intercanviables, en lloc de fabricar dues peces separades com havia estat fent el client.
Això va permetre un estalvi significatiu de costos (un 80% de descompte del cost d'una comanda de 500.000 peces), així com un termini de lliurament de quatre setmanes en lloc de 10.
Estampació personalitzada per a coixins d'aire d'automoció
Un client de l'automòbil necessitava un eix metàl·lic d'alta resistència i resistent a la pressió per utilitzar-lo en coixins d'aire.
1. Amb un estirament de 34 mm x 18 mm x 8 mm, l'oxell necessitava per mantenir una tolerància de 0,1 mm i el procés de fabricació necessari per adaptar-se a l'estirament únic del material inherent a l'aplicació final.
2. A causa de la seva geometria única, l'oxell no es podia produir amb eines de premsa de transferència i la seva embutició profunda presentava un repte únic.
L'equip de MK va construir una eina progressiva de 24 estacions per garantir el desenvolupament adequat del dibuix i va utilitzar acer DDQ amb zincat per garantir una resistència òptima i una resistència a la corrosió.L'estampació metàl·lica es pot utilitzar per crear peces complexes per a una àmplia gamma d'indústries.Teniu curiositat per saber més sobre les diferents aplicacions d'estampació de metalls personalitzades en què hem treballat?Visiteu la nostra pàgina d'estudis de casos o poseu-vos en contacte directament amb l'equip de MK per parlar de les vostres necessitats úniques amb un expert.
