Τα βασικά της σφράγισης μετάλλων
Η σφράγιση μετάλλων είναι μια διαδικασία κατασκευής που χρησιμοποιείται για τη μετατροπή επίπεδων μεταλλικών φύλλων σε συγκεκριμένα σχήματα.Είναι μια πολύπλοκη διαδικασία που μπορεί να περιλαμβάνει μια σειρά από τεχνικές διαμόρφωσης μετάλλων - τυφλό, διάτρηση, κάμψη και διάτρηση, για να αναφέρουμε μερικές.
Υπάρχουν χιλιάδες εταιρείες σε όλο τον κόσμο που προσφέρουν υπηρεσίες σφράγισης μετάλλων για την παράδοση εξαρτημάτων για βιομηχανίες στην αυτοκινητοβιομηχανία, την αεροδιαστημική, την ιατρική και άλλες αγορές. Καθώς οι παγκόσμιες αγορές εξελίσσονται, υπάρχει μια κλιμακούμενη ανάγκη για μεγάλες ποσότητες σύνθετων ανταλλακτικών που παράγονται γρήγορα.
Ο ακόλουθος οδηγός απεικονίζει τις βέλτιστες πρακτικές και τις φόρμουλες που χρησιμοποιούνται συνήθως στη διαδικασία σχεδιασμού σφράγισης μετάλλων και περιλαμβάνει συμβουλές για την ενσωμάτωση στοιχείων μείωσης του κόστους σε εξαρτήματα.
Βασικά στοιχεία σφράγισης
Η σφράγιση - που ονομάζεται επίσης συμπίεση - περιλαμβάνει την τοποθέτηση επίπεδης λαμαρίνας, είτε σε πηνίο είτε σε κενή μορφή, σε μια πρέσα σφράγισης.Στην πρέσα, ένα εργαλείο και μια επιφάνεια μήτρας σχηματίζουν το μέταλλο στο επιθυμητό σχήμα.Η διάτρηση, το τενάρισμα, η κάμψη, η δημιουργία νομισμάτων, το ανάγλυφο και η φλάντζα είναι όλες τεχνικές σφράγισης που χρησιμοποιούνται για τη διαμόρφωση του μετάλλου.
Προτού μπορέσει να διαμορφωθεί το υλικό, οι επαγγελματίες σφράγισης πρέπει να σχεδιάσουν το εργαλείο μέσω τεχνολογίας μηχανικής CAD/CAM.Αυτά τα σχέδια πρέπει να είναι όσο το δυνατόν ακριβέστερα για να διασφαλίζεται ότι κάθε διάτρηση και κάμψη διατηρεί το σωστό διάκενο και, επομένως, τη βέλτιστη ποιότητα εξαρτημάτων.Ένα μόνο τρισδιάστατο μοντέλο εργαλείου μπορεί να περιέχει εκατοντάδες μέρη, επομένως η διαδικασία σχεδιασμού είναι συχνά αρκετά περίπλοκη και χρονοβόρα.
Μόλις καθοριστεί ο σχεδιασμός του εργαλείου, ένας κατασκευαστής μπορεί να χρησιμοποιήσει μια ποικιλία υπηρεσιών μηχανικής κατεργασίας, λείανσης, EDM σύρματος και άλλες υπηρεσίες κατασκευής για να ολοκληρώσει την παραγωγή του.
Τύποι σφράγισης μετάλλων
Υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι τεχνικών σφράγισης μετάλλων: προοδευτική, τετράπλευρη και βαθιά έλξη.
Progressive Die Stamping
Η στάμπα προοδευτικής μήτρας διαθέτει έναν αριθμό σταθμών, ο καθένας με μια μοναδική λειτουργία.
Πρώτον, το strip metal τροφοδοτείται μέσω μιας προοδευτικής πρέσας σφράγισης.Η λωρίδα ξετυλίγεται σταθερά από ένα πηνίο και μέσα στην πρέσα μήτρας, όπου κάθε σταθμός του εργαλείου εκτελεί μια διαφορετική κοπή, διάτρηση ή κάμψη.Οι ενέργειες κάθε διαδοχικού σταθμού προσθέτουν στην εργασία των προηγούμενων σταθμών, με αποτέλεσμα ένα ολοκληρωμένο μέρος.
Ένας κατασκευαστής μπορεί να χρειαστεί να αλλάξει επανειλημμένα το εργαλείο με ένα μόνο πάτημα ή να καταλαμβάνει έναν αριθμό πιεστηρίων, καθεμία από τις οποίες εκτελεί μια ενέργεια που απαιτείται για ένα ολοκληρωμένο εξάρτημα.Ακόμη και χρησιμοποιώντας πολλαπλές πρέσες, συχνά απαιτούνταν δευτερεύουσες υπηρεσίες κατεργασίας για να ολοκληρωθεί πραγματικά ένα εξάρτημα.Για το λόγο αυτό, η προοδευτική στάμπα με καλούπι είναι η ιδανική λύσημεταλλικά μέρη με σύνθετη γεωμετρίανα συναντησω:
- Ταχύτερη ανάκαμψη
- Χαμηλότερο κόστος εργασίας
- Μικρότερο μήκος διαδρομής
- Υψηλότερη επαναληψιμότητα
Σφράγιση με τετράπλευρα
Το Fourslide, ή multi-slide, περιλαμβάνει οριζόντια ευθυγράμμιση και τέσσερις διαφορετικές διαφάνειες.Με άλλα λόγια, τέσσερα εργαλεία χρησιμοποιούνται ταυτόχρονα για τη διαμόρφωση του τεμαχίου εργασίας.Αυτή η διαδικασία επιτρέπει περίπλοκες κοπές και περίπλοκες στροφές για την ανάπτυξη ακόμη και των πιο περίπλοκων εξαρτημάτων.
Η σφράγιση μετάλλων με τετράπλευρα μπορεί να προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με την παραδοσιακή σφράγιση με πρέσα που την καθιστούν ιδανική επιλογή για πολλές εφαρμογές.Μερικά από αυτά τα πλεονεκτήματα περιλαμβάνουν:
1. Ευελιξία για πιο σύνθετα μέρη
2.Μεγαλύτερη ευελιξία για αλλαγές σχεδιασμού
Όπως υποδηλώνει το όνομά του, μια τετράδα έχει τέσσερις διαφάνειες — που σημαίνει ότι μπορούν να χρησιμοποιηθούν έως τέσσερα διαφορετικά εργαλεία, ένα ανά τσουλήθρα, για την επίτευξη πολλαπλών στροφών ταυτόχρονα.Καθώς το υλικό τροφοδοτείται σε μια τετράδα, κάμπτεται διαδοχικά από κάθε άξονα που είναι εξοπλισμένος με ένα εργαλείο.
Βαθιά Σφράγιση
Το βαθύ σχέδιο περιλαμβάνει το τράβηγμα ενός ακατέργαστου φύλλου στη μήτρα μέσω μιας διάτρησης, σχηματίζοντας το σχήμα.Η μέθοδος αναφέρεται ως «βαθύ σχέδιο» όταν το βάθος του τραβηγμένου τμήματος υπερβαίνει τη διάμετρό του.Αυτός ο τύπος μορφοποίησης είναι ιδανικός για τη δημιουργία εξαρτημάτων που χρειάζονται πολλές σειρές διαμέτρων και είναι μια οικονομικά αποδοτική εναλλακτική λύση στις διαδικασίες τόρνευσης, οι οποίες συνήθως απαιτούν τη χρήση περισσότερων πρώτων υλών.Οι κοινές εφαρμογές και τα προϊόντα που κατασκευάζονται από βαθιά σχεδίαση περιλαμβάνουν:
1. Εξαρτήματα αυτοκινήτου
2.Εξαρτήματα αεροσκαφών
3.Ηλεκτρονικά ρελέ
4. Σκεύη και μαγειρικά σκεύη
Βαθιά Σφράγιση
Το βαθύ σχέδιο περιλαμβάνει το τράβηγμα ενός ακατέργαστου φύλλου στη μήτρα μέσω μιας διάτρησης, σχηματίζοντας το σχήμα.Η μέθοδος αναφέρεται ως «βαθύ σχέδιο» όταν το βάθος του τραβηγμένου τμήματος υπερβαίνει τη διάμετρό του.Αυτός ο τύπος μορφοποίησης είναι ιδανικός για τη δημιουργία εξαρτημάτων που χρειάζονται πολλές σειρές διαμέτρων και είναι μια οικονομικά αποδοτική εναλλακτική λύση στις διαδικασίες τόρνευσης, οι οποίες συνήθως απαιτούν τη χρήση περισσότερων πρώτων υλών.Οι κοινές εφαρμογές και τα προϊόντα που κατασκευάζονται από βαθιά σχεδίαση περιλαμβάνουν:
1. Εξαρτήματα αυτοκινήτου
2.Εξαρτήματα αεροσκαφών
3.Ηλεκτρονικά ρελέ
4. Σκεύη και μαγειρικά σκεύη
Βραχυπρόθεσμη σφράγιση
Η βραχυπρόθεσμη σφράγιση μετάλλων απαιτεί ελάχιστα αρχικά έξοδα εργαλείων και μπορεί να είναι ιδανική λύση για πρωτότυπα ή μικρά έργα.Αφού δημιουργηθεί το κενό, οι κατασκευαστές χρησιμοποιούν έναν συνδυασμό προσαρμοσμένων εξαρτημάτων εργαλείων και ενθέτων μήτρας για να λυγίσουν, να τρυπήσουν ή να τρυπήσουν το εξάρτημα.Οι προσαρμοσμένες λειτουργίες διαμόρφωσης και το μικρότερο μέγεθος εκτέλεσης μπορούν να οδηγήσουν σε υψηλότερη χρέωση ανά τεμάχιο, αλλά η απουσία κόστους εργαλείων μπορεί να κάνει τη βραχυχρόνια πιο οικονομική για πολλά έργα, ειδικά εκείνα που απαιτούν γρήγορη ανάκαμψη.
Εργαλεία κατασκευής για σφράγιση
Υπάρχουν πολλά βήματα για την παραγωγή μεταλλικής σφράγισης.Το πρώτο βήμα είναι ο σχεδιασμός και η κατασκευή του πραγματικού εργαλείου που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία του προϊόντος.
Ας ρίξουμε μια ματιά στο πώς δημιουργείται αυτό το αρχικό εργαλείο:Διάταξη και σχέδιο λωρίδας αποθεμάτων:Ένας σχεδιαστής χρησιμοποιεί χρησιμοποιείται για να σχεδιάσει τη λωρίδα και να καθορίσει τις διαστάσεις, τις ανοχές, την κατεύθυνση τροφοδοσίας, την ελαχιστοποίηση του σκραπ και άλλα.
Επεξεργασία σετ εργαλείων από χάλυβα και μήτρα:Το CNC εξασφαλίζει υψηλότερο επίπεδο ακρίβειας και επαναληψιμότητας ακόμη και για τις πιο σύνθετες μήτρες.Εξοπλισμός όπως μύλοι CNC 5 αξόνων και σύρμα μπορούν να κόψουν σκληρυμένους χάλυβες εργαλείων με εξαιρετικά στενές ανοχές.
Δευτερεύουσα επεξεργασία:Η θερμική επεξεργασία εφαρμόζεται σε μεταλλικά μέρη για να ενισχύσει την αντοχή τους και να τα κάνει πιο ανθεκτικά στην εφαρμογή τους.Η λείανση χρησιμοποιείται για το φινίρισμα εξαρτημάτων που απαιτούν υψηλή ποιότητα επιφάνειας και ακρίβεια διαστάσεων.
Σύρμα EDM:Η κατεργασία με σύρμα ηλεκτρικής εκκένωσης διαμορφώνει μεταλλικά υλικά με ένα ηλεκτρικά φορτισμένο σκέλος από ορειχάλκινο σύρμα.Το Wire EDM μπορεί να κόψει τα πιο περίπλοκα σχήματα, συμπεριλαμβανομένων μικρών γωνιών και περιγραμμάτων.
Διαδικασίες Σχεδιασμού Σφράγισης Μετάλλων
Η σφράγιση μετάλλων είναι μια πολύπλοκη διαδικασία που μπορεί να περιλαμβάνει μια σειρά από διαδικασίες διαμόρφωσης μετάλλων—εκκένωση, διάτρηση, κάμψη και διάτρηση και άλλα.Κενό:Αυτή η διαδικασία αφορά το κόψιμο του ακατέργαστου περιγράμματος ή του σχήματος του προϊόντος.Αυτό το στάδιο αφορά την ελαχιστοποίηση και την αποφυγή γρεζιών, τα οποία μπορούν να αυξήσουν το κόστος του εξαρτήματός σας και να παρατείνουν τον χρόνο παράδοσης.Το βήμα είναι όπου προσδιορίζετε τη διάμετρο της οπής, τη γεωμετρία/κωνικότητα, την απόσταση μεταξύ άκρου σε τρύπα και εισάγετε το πρώτο τρύπημα.
Κάμψη:Όταν σχεδιάζετε τις στροφές στο σταμπωτό μεταλλικό σας μέρος, είναι σημαντικό να αφήνετε αρκετό υλικό — φροντίστε να σχεδιάσετε το μέρος και το κενό του έτσι ώστε να υπάρχει αρκετό υλικό για να εκτελέσετε την κάμψη.Μερικοί σημαντικοί παράγοντες που πρέπει να θυμάστε:
1. Εάν μια κάμψη γίνει πολύ κοντά στην τρύπα, μπορεί να παραμορφωθεί.
2. Οι εγκοπές και οι γλωττίδες, καθώς και οι εγκοπές, πρέπει να σχεδιάζονται με πλάτη τουλάχιστον 1,5 φορές το πάχος του υλικού.Εάν γίνουν μικρότερες, μπορεί να είναι δύσκολο να δημιουργηθούν λόγω της δύναμης που ασκείται στις γροθιές, με αποτέλεσμα να σπάσουν.
3. Κάθε γωνία στο κενό σας σχέδιο πρέπει να έχει ακτίνα τουλάχιστον το μισό του πάχους του υλικού.
4. Για να ελαχιστοποιήσετε τα κρούσματα και τη σοβαρότητα των ραγάδων, αποφύγετε τις αιχμηρές γωνίες και τις πολύπλοκες τομές όταν είναι δυνατόν.Όταν τέτοιοι παράγοντες δεν μπορούν να αποφευχθούν, βεβαιωθείτε ότι έχετε σημειώσει την κατεύθυνση του γρέζιου στο σχέδιό σας, ώστε να μπορούν να ληφθούν υπόψη κατά τη σφράγιση
Νομίσματα:Αυτή η ενέργεια είναι όταν οι άκρες ενός σταμπωμένου μεταλλικού τμήματος χτυπηθούν για να ισοπεδώσουν ή να σπάσουν το γρέζι.Αυτό μπορεί να δημιουργήσει ένα πολύ πιο ομαλό άκρο στην περιοχή της γεωμετρίας του τμήματος.Αυτό μπορεί επίσης να προσθέσει πρόσθετη αντοχή σε εντοπισμένες περιοχές του εξαρτήματος και αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αποφυγή δευτερογενών διεργασιών όπως αφαίρεση γρεζιών και λείανση.Μερικοί σημαντικοί παράγοντες που πρέπει να θυμάστε:
Πλαστικότητα και κατεύθυνση κόκκων– Η πλαστικότητα είναι το μέτρο της μόνιμης παραμόρφωσης που υφίσταται ένα υλικό όταν υφίσταται δύναμη.Τα μέταλλα με μεγαλύτερη πλαστικότητα σχηματίζονται ευκολότερα.Η κατεύθυνση των κόκκων είναι σημαντική σε υλικά υψηλής αντοχής, όπως τα σκληρυμένα μέταλλα και ο ανοξείδωτος χάλυβας.Εάν μια στροφή πηγαίνει κατά μήκος του κόκκου μιας υψηλής αντοχής, μπορεί να είναι επιρρεπής σε ρωγμές.
Παραμόρφωση/διόγκωση κάμψης:Η διόγκωση που προκαλείται από την παραμόρφωση της κάμψης μπορεί να είναι τόσο μεγάλη όσο το ½ του πάχους του υλικού.Καθώς το πάχος του υλικού αυξάνεται και η ακτίνα κάμψης μειώνεται, η παραμόρφωση/διόγκωση γίνεται πιο σοβαρή.Μεταφορά ιστού και περικοπή "Ασυμφωνίας":Αυτό συμβαίνει όταν απαιτείται πολύ ελαφρύ κόψιμο ή χτύπημα στο εξάρτημα και είναι συνήθως περίπου 0,005” βάθος.Αυτό το χαρακτηριστικό δεν είναι απαραίτητο κατά τη χρήση εργαλείων σύνθετου ή τύπου μεταφοράς, αλλά απαιτείται κατά τη χρήση εργαλείων προοδευτικής μήτρας.
Προσαρμοσμένο Σφραγισμένο Εξάρτημα για Ζωτικό Εξοπλισμό Παρακολούθησης στην Ιατρική Βιομηχανία
Ένας πελάτης στον ιατρικό κλάδο προσέγγισε την MK για προσαρμοσμένη μεταλλική σφραγίδα ένα εξάρτημα που θα χρησιμοποιηθεί ως ελατήριο και ηλεκτρονική ασπίδα για ζωτικό εξοπλισμό παρακολούθησης στον ιατρικό τομέα.
1.Χρειάζονταν ένα κουτί από ανοξείδωτο χάλυβα με χαρακτηριστικά ελατηριωτής γλωττίδας και δυσκολεύονταν να βρουν έναν προμηθευτή που θα παρείχε σχέδιο υψηλής ποιότητας σε προσιτή τιμή εντός λογικού χρονοδιαγράμματος.
2.Για να ανταποκριθούμε στο μοναδικό αίτημα του πελάτη να επιμεταλλωθεί μόνο το ένα άκρο του εξαρτήματος — αντί ολόκληρου του εξαρτήματος — συνεργαστήκαμε με μια κορυφαία στον κλάδο εταιρεία επικασσιτέρωσης που μπόρεσε να αναπτύξει μια προηγμένη διαδικασία επιλεκτικής επιμετάλλωσης μίας άκρης.
Η MK ήταν σε θέση να ανταποκριθεί στις περίπλοκες απαιτήσεις σχεδιασμού χρησιμοποιώντας μια τεχνική στοίβαξης υλικών που μας επέτρεψε να κόψουμε πολλά κενά εξαρτημάτων ταυτόχρονα, περιορίζοντας το κόστος και μειώνοντας τους χρόνους παράδοσης.
Σφραγισμένος ηλεκτρικός σύνδεσμος για εφαρμογή καλωδίωσης και καλωδίων
1.Το σχέδιο ήταν εξαιρετικά περίπλοκο.Αυτά τα καλύμματα προορίζονταν να χρησιμοποιηθούν ως καλώδια αλυσίδων μαργαρίτας μέσα σε ηλεκτρικούς διαδρόμους εντός και κάτω από το δάπεδο.Επομένως, αυτή η εφαρμογή παρουσίαζε εγγενώς αυστηρούς περιορισμούς μεγέθους.
2. Η διαδικασία κατασκευής ήταν περίπλοκη και δαπανηρή, καθώς ορισμένες από τις εργασίες του πελάτη απαιτούσαν ένα πλήρως ολοκληρωμένο κάλυμμα και άλλες όχι — που σημαίνει ότι η AFC δημιουργούσε τα εξαρτήματα σε δύο κομμάτια και τα συγκολλούσε όταν χρειαζόταν.
3. Δουλεύοντας με ένα δείγμα καλύμματος σύνδεσης και ένα μόνο εργαλείο που παρέχεται από τον πελάτη, η ομάδα μας στο MK μπόρεσε να αναστρέψει το εξάρτημα και το εργαλείο του.Από εδώ, σχεδιάσαμε ένα νέο εργαλείο, το οποίο θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε στην πρέσα σφράγισης προοδευτικής μήτρας Bliss 150 τόνων.
4. Αυτό μας επέτρεψε να κατασκευάσουμε το εξάρτημα σε ένα κομμάτι με εναλλάξιμα εξαρτήματα, αντί να κατασκευάσουμε δύο ξεχωριστά κομμάτια όπως έκανε ο πελάτης.
Αυτό επέτρεψε σημαντική εξοικονόμηση κόστους - 80% έκπτωση στο κόστος μιας παραγγελίας 500.000 εξαρτημάτων - καθώς και χρόνο παράδοσης τεσσάρων εβδομάδων αντί για 10.
Προσαρμοσμένη σφράγιση για αερόσακους αυτοκινήτου
Ένας πελάτης αυτοκινήτων χρειαζόταν ένα υψηλής αντοχής, ανθεκτικό στην πίεση μεταλλικό δακτύλιο για χρήση σε αερόσακους.
1. Με έλξη 34 mm x 18 mm x 8 mm, ο δακτύλιος έπρεπε να διατηρεί μια ανοχή 0,1 mm και η διαδικασία κατασκευής που απαιτείται για να φιλοξενήσει το μοναδικό τέντωμα υλικού που είναι εγγενές στην τελική εφαρμογή.
2. Λόγω της μοναδικής γεωμετρίας του, ο δακτύλιος δεν μπορούσε να παραχθεί με χρήση εργαλείων πρέσας μεταφοράς και το βαθύ τράβηγμα του ήταν μια μοναδική πρόκληση.
Η ομάδα της MK κατασκεύασε ένα προοδευτικό εργαλείο 24 σταθμών για να εξασφαλίσει τη σωστή ανάπτυξη της έλξης και χρησιμοποίησε χάλυβα DDQ με επίστρωση ψευδαργύρου για να εξασφαλίσει βέλτιστη αντοχή και αντοχή στη διάβρωση.Η σφράγιση μετάλλων μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία πολύπλοκων εξαρτημάτων για μια τεράστια γκάμα βιομηχανιών.Θέλετε να μάθετε περισσότερα για τις διάφορες προσαρμοσμένες εφαρμογές σφράγισης μετάλλων που έχουμε δουλέψει;Επισκεφτείτε τη σελίδα μας Case Studies ή επικοινωνήστε απευθείας με την ομάδα της MK για να συζητήσετε τις μοναδικές σας ανάγκες με έναν ειδικό.
