Processo di stampaggio
Nell'industria manifatturiera, numerosi processi di formatura a freddo consentono di modellare le lamiere metalliche nella forma desiderata a temperatura ambiente. Le tecniche standard di formatura a freddo includono stampaggio, forgiatura, estrusione, laminazione e trafilatura. Si tratta di approcci semplici ed economici nella lavorazione della lamiera.
Lo stampaggio dei metalli è la tecnica di formatura a freddo più popolare nella lavorazione della lamiera e viene utilizzata per diverse applicazioni, tra cui quella automobilistica, elettronica, aerospaziale, delle telecomunicazioni e molte altre. Questo articolo discuterà brevemente i materiali, la procedura, i tipi e le applicazioni di stampaggio per migliorare la comprensione del processo di stampaggio.
Cos'è lo stampaggio dei metalli?
Stampaggio in metallo Si tratta di un approccio produttivo che trasforma bobine o lamiere di metallo nella geometria desiderata mediante l'applicazione di pressione e l'utilizzo di stampi della forma prescelta. Lo stampo di stampaggio è un utensile pre-progettato che alimenta il materiale al suo interno e lo trasforma nella forma desiderata applicando pressione. Consente la produzione in serie di componenti metallici con un'eccellente ripetibilità. Lo stampaggio dei metalli si è industrializzato sempre più grazie all'ottimizzazione di processi, sistemi e utensili. (Carl-Johan Jonsson, 2021).
La macchina a pressione, stampo di stampaggioe il punzone sono tre componenti significativi nel processo di stampaggio. Per una parte particolare è necessario uno stampo specifico, che viene montato su presse e il metallo viene alimentato per creare la forma.
Per un componente con fori, fessure o aperture ripetute specifici, consultare la nostra servizi di punzonatura lamieraIncludere il materiale, lo spessore, i riferimenti di disegno e i requisiti del bordo finito in modo da poter valutare l'attrezzatura e il processo.
Si potrebbe pensare che la lamiera produca la forma e lo scarto richiesti nel processo di stampaggio, ma non è sempre così. Ad esempio, un pezzo di lamiera può essere convertito in una parte a forma di U senza lasciare alcuno scarto mediante l'alimentazione e la pressatura attraverso uno stampo.
A seconda della complessità del componente, potrebbero essere necessari numerosi passaggi per realizzare ogni parte, tra cui punzonatura, tranciatura, goffratura, flangiatura e piegatura.
Quali materiali possono essere lavorati con lo stampaggio?
Lo stampaggio dei metalli è adatto per elementi metallici e anche per alcune plastiche e compositi. Di seguito sono riportati i materiali comuni utilizzati nello stampaggio; per maggiori informazioni, consulta la nostra pagina sui materiali;
- Acciaio
- Alluminio
- Rame
- Ottone
- Titanio
- Leghe nichel-cromo
- Polistirolo
- polipropilene
- ABS
- Fibra di carbonio
- Fibre aramidiche
Tipi di processi di stampaggio dei metalli
Sulla base delle pratiche di stampaggio standard, ci sono quattro processi: stampo progressivo, quattro slitte, imbutitura profonda e stampaggio a bassa tiratura.
1. Stampaggio a stampo progressivo
Stampaggio a stampo progressivo
Come suggerisce il nome, lo stampaggio progressivo si riferisce all'applicazione di una serie di stampi diversi in un'unica alimentazione. La lamiera viene alimentata attraverso la prima matrice che esegue la prima operazione, come la punzonatura o il taglio. Quindi si passa allo stampo successivo, che serve per l'operazione successiva, e così via, fino alla creazione del prodotto finale.
Poiché diverse operazioni di stampaggio possono essere eseguite simultaneamente in un unico processo, consente la produzione di parti complesse con molteplici caratteristiche, come fori, fessure e piegature. Un altro vantaggio significativo è che lo stampaggio a stampo progressivo è rapido e richiede meno manodopera, riducendo i costi di produzione complessivi.
2. Stampaggio a quattro diapositive
Timbratrice a quattro slitte
Il processo di stampaggio a quattro scorrevoli si riferisce a più operazioni di stampaggio del metallo, come punzonatura, piegatura e formatura, su un singolo pezzo di metallo in un'unica operazione. Viene eseguito da una macchina specializzata chiamata “pressa a quattro slitte o multi-slitte”. Il dispositivo è costituito da quattro slitte regolabili (o stazioni di utensileria per eseguire diverse operazioni. Il foglio di lavoro viene alimentato nella macchina e spostato tra le slitte, che servono le operazioni di stampaggio in successione. Può essere facilmente riconfigurato per produrre pezzi con forme e caratteristiche diverse .
Questo processo è ideale per cicli di produzione di volume medio-piccolo ed è comunemente utilizzato produrre parti piccole e complesse con tolleranze ristrette.
3. Stampaggio a stampaggio profondo
Concetto di stampaggio a imbutitura profonda (Li, 2022)
Il processo di stampaggio a imbutitura profonda prevede la pressatura della lamiera in uno stampo mediante un punzone. Il punzone costringe il metallo a scorrere e a formare una parte profonda o complessa, esattamente come la forma dei dadi.
Lo stampaggio a imbutitura profonda inizia con il fissaggio del foglio di lavoro grezzo in un supporto, noto come a "porta grezzi", che circonda il punzone. Quando il punzone scende nella matrice, spinge il foglio di lavoro nella matrice, costringendo il metallo a fluire e a conformarsi alla forma della matrice. Questo processo è adatto per creare geometrie profonde o complesse con spessori uniformi, come lattine, tazze e contenitori.
4. Stampaggio a breve termine
Lo stampaggio a breve termine comporta la produzione di un piccolo numero di parti metalliche (di solito tra 1 e 1000) in un'unica corsa. Viene realizzato utilizzando vari metodi, tra cui lo stampaggio progressivo, lo stampaggio a quattro diapositive e lo stampaggio a imbutitura profonda.
Tuttavia, il processo utilizza macchine automatiche o semiautomatiche, come punzonatrici e cesoie. La produzione a breve termine viene generalmente utilizzata per produrre parti per la prototipazione, il test o cicli di produzione su piccola scala, facilitando la produzione di un piccolo volume di parti a un costo relativamente basso.
Quali sono le diverse operazioni di stampaggio
Diverse operazioni di stampaggio dei metalli vengono realizzate in base ai requisiti e alla forma prevista. Alcuni prevedono il taglio dei materiali (scarti come sottoprodotto) e altri non prevedono il taglio (non creare scarti dal foglio di lavoro). Tuttavia, tutti includono la pressatura del foglio di lavoro in una fustella per creare la forma.
| Curvatura | Il processo di piegatura è relativamente facile da capire. Il foglio di lavoro viene inserito in un apposito stampo e pressato con un pistone o una pressa piegatrice per creare l'angolo di piega desiderato attraverso la deformazione. |
| Blanking | Nella tranciatura, i pezzi fustellati sono il prodotto finale. Inizia con l'allineamento di un punzone e muore con il pezzo grezzo. Il punzone colpisce la matrice e taglia la lamiera nella forma corretta. Il processo è completo quando la parte è completamente ritagliata. |
| Piercing | Il piercing consiste nel perforare piccoli fori, fessure o ritagli utilizzando una punzonatrice. Lo stampo perforante trattiene il pezzo in lavorazione e il punzone scende nello stampo, tagliando o praticando un foro nella lamiera. |
| disegno | Il disegno è un altro tipo di stampaggio del metallo che prevede l'estrazione di una lamiera attraverso uno stampo per produrre una forma o una forma specifica. Viene eseguito utilizzando una pressa che utilizza un potente pistone per esercitare una forza di trazione sulla lamiera. |
| Goffratura | La goffratura crea superfici in rilievo sulla lamiera utilizzando un punzone e una matrice. Il punzone contiene l'immagine negativa della forma richiesta, che viene poi pressata nella lamiera, lasciando sulla superficie un'immagine in rilievo o depressa. |
| Coniatura | Come suggerisce il nome, coniare si riferisce alla sagomatura della lamiera per le caratteristiche di una moneta. Il foglio di lavoro viene stampato nell'area desiderata utilizzando due matrici, premendo l'una contro l'altra sui lati opposti del foglio di lavoro. |
| Lancing | La puntura non crea alcun materiale di scarto dopo l'operazione. In questa operazione, il pezzo viene tranciato e piegato con un colpo di matrice. Crea fessure, tacche o altre caratteristiche nella lamiera. |
| arricciatura | L'indurimento si riferisce alla deformazione di una lamiera in una forma o profilo tubolare, come i cardini delle porte. Questo processo viene in genere eseguito utilizzando uno strumento o una macchina specializzati, come una macchina per arricciare o una pressa piegatrice. |
| Hemming | Orlatura in lamiera comporta la piegatura su se stessa di un bordo di lamiera per aggiungere spessore al bordo. |
| flangiatura | La flangiatura si riferisce alla piegatura del materiale lungo una linea curva. Consiste nell'applicare una pressione su una o più aree specifiche della lamiera, facendola piegare e formare lungo una linea curva. |
Tutte queste operazioni di stampaggio dei metalli sono popolari per il basso costo, la produzione rapida, la capacità di realizzare forme complesse e la precisione. Lo stampaggio può fornire tolleranza varia da ±0.125 mm a ±1.5 mm (Zhang).
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I costi del processo di stampaggio
Tipicamente, costi di stampaggio sono inferiori rispetto ad altri processi di formatura dei metalli poiché non richiede la fabbricazione delle parti in modo diverso e il loro assemblaggio per la parte o il prodotto finale. Lo stampaggio della lamiera, invece, crea la parte finale con un unico ciclo, seguito dalla rifilatura o da altra post-lavorazione.
Tuttavia, il costo esatto dello stampaggio dipende dalle specifiche del tuo particolare progetto, come il materiale della lamiera, la precisione, il volume di produzione, ecc. Di seguito sono riportati i fattori comuni che influenzano il costo.
Tipo di materiale: Per esempio. L’alluminio è più economico dell’ottone e del rame.
Precisione richiesta: I requisiti di tolleranza rigorosa aumentano il costo di stampaggio.
Volume di produzione: La produzione su larga scala costa significativamente meno (per prezzo nominale) rispetto a piccoli lotti.
Complessità: A causa della complessa progettazione degli stampi e dei cicli di produzione più lunghi, le parti stampate complesse costano di più.
Applicazioni del processo di stampaggio
Parti create con stampaggio.
Le parti e i prodotti stampati sono ovunque, dai nostri elettrodomestici e utensili da cucina quotidiani alle parti aerospaziali avanzate. La procedura rapida e semplice, il basso costo e la precisione lo rendono adatto a diverse applicazioni automobilistiche, aerospaziali ed elettroniche.
| Industria | Applicazioni |
| Automotive | L'industria automobilistica ha un ruolo significativo nell'evoluzione della tecnologia di stampaggio. Inizialmente è stato sviluppato per la produzione di varie parti automobilistiche e ora è nella fase di automazione e controllo computerizzato. Le parti comuni nel settore automobilistico che utilizzano il processo di stampaggio sono pannelli della carrozzeria, parti del motore, parti della trasmissione, componenti delle sospensioni, interni e molti altri. |
| Elettronica | Connettori, interruttori, involucri, relè, nucleo del trasformatore e altro ancora. |
| Aeronautico | Il processo di stampaggio produce vari componenti aerospaziali, come parti della cellula, componenti del motore, ruote, freni, sedili, pareti della cabina e componenti del sistema fluido. |
| Elettrodomestici | Tamburi per lavatrici, rivestimenti per sportelli di frigoriferi, griglie per forni, piastre per microonde, lame per frullatori, filtri per macchine da caffè e altro ancora. |
| Militare e difesa | Corazze, caschi, caricatori, grilletti, antenne, connettori, sistemi di navigazione e sistemi di puntamento. |
| Medicale | Lame di bisturi, pinze, pacemaker, articolazioni artificiali, tubi medici, apparecchi ortodontici, stecche, corone dentali, sensori medici, microscopi, centrifughe, stetoscopi, valvole cardiache artificiali, tendini artificiali e molti altri. |
Conclusione
Lo stampaggio dei metalli è una tecnica di formatura a freddo popolare nella lavorazione della lamiera, che viene utilizzata per convertire bobine o fogli di metallo nella geometria desiderata con l'aiuto della pressione e di matrici della forma desiderata. Questo processo consente la produzione in serie di parti metalliche con eccellente ripetibilità e viene utilizzato in vari settori come quello automobilistico, elettronico, aerospaziale e delle telecomunicazioni.
La progettazione e la creazione di stampi appropriati sono essenziali per realizzare pezzi stampati di precisione. Boda possiede tutta l'esperienza necessaria per i servizi di stampaggio. Disponiamo di ingegneri esperti nella progettazione degli stampi e di presse automatizzate per eseguire le diverse operazioni di stampaggio metallico personalizzate. Se avete bisogno di qualsiasi servizi di timbratura, richiedi un preventivo e ti risponderemo con tutti i dettagli entro un'ora.
FAQ
Quali sono i componenti del processo di stampaggio dei metalli?
La macchina a pressione, lo stampo per stampaggio e il punzone sono tre componenti principali nel processo di stampaggio. Per una particolare parte è necessario uno stampo specifico, che viene montato nelle presse, e il metallo viene alimentato per creare la forma.
Quali sono i diversi tipi di processi di stampaggio dei metalli?
I diversi tipi di processi di stampaggio includono lo stampaggio a stampo progressivo, lo stampaggio a quattro diapositive, lo stampaggio a imbutitura profonda e lo stampaggio a bassa tiratura.
Quali sono i materiali lavorabili con lo stampaggio?
I materiali più comuni lavorabili con lo stampaggio sono Acciaio, Alluminio, Ottone, Rame, Titanio, Acciaio Inox e leghe Nichel-Cromo, Polistirene, Polipropilene, Policarbonato, Fibra di Vetro, Fibra di Carbonio e altri.
Quali sono le industrie comuni che utilizzano il processo di stampaggio dei metalli?
Il processo di stampaggio dei metalli viene utilizzato in vari settori automobilistico, elettronico, aerospaziale e delle telecomunicazioni. Viene anche utilizzato per produrre vari elettrodomestici e apparecchiature mediche.
Referenze
- Carl-Johan Jonsson, RS (2021). Strumenti di stampaggio per la formatura della lamiera: stato attuale e direzioni di ricerca future. IOS Press Ebooks, da https://ebooks.iospress.nl/.
- Li, S. (2022). Imbutitura profonda della lamiera per la realizzazione di parti e strutture metalliche. Enciclopedia dei materiali: metalli e leghe.
- Zhang, J. (seconda). Linee guida per la progettazione dello stampaggio. da http://bowmannz.com/.