La estampación por embutición profunda es una técnica de conformado de metales que crea formas cónicas, de copa, de cavidad, de tronco de cilindro y similares mediante la deformación controlada del material. proceso de estampaciónEl embutido profundo implica la configuración de un punzón y una matriz. La chapa en bruto se coloca en una matriz y el punzón correspondiente presuriza la chapa para deformarla hasta obtener una cavidad profunda en la matriz.
Las piezas estampadas de metal embutidas se definen por su relación entre el diámetro y la profundidad. Normalmente, la longitud embutida es mayor que su diámetro. Algunos ejemplos comunes son los utensilios de cocina, los fregaderos, las tapas, los accesorios y los soportes estructurales.
Continuando con la discusión, profundizaremos en el proceso de estampado profundo, materiales compatibles, beneficios, ejemplos de aplicación, etc.
¿Cómo funciona? El mecanismo
El proceso de estampado del dibujo utiliza un material especializado. máquina plegadora que pueda proporcionar al punzón el tiempo de descenso y la presión suficientes para estirar la chapa metálica en profundidad. En particular, la altura de la matriz y la prensa deben ser suficientes para adaptarse a la profundidad de embutición. Mientras tanto, la forma y el tamaño de la cavidad de la matriz y el punzón son casi idénticos con una holgura igual al espesor de la chapa de trabajo.
Mecanismo de estampación por embutición profunda
Dependiendo de la capacidad de las prensas plegadoras o de las máquinas de estampación, el proceso de transferencia de chapa y de punzonado puede ser manual o automático. La tecnología de estampación CNC automatiza estos pasos y agiliza el proceso.
Además, existen diferentes prensas y matrices para realizar la embutición profunda con sus propias capacidades diferenciadas;
| Tipo | Mareas Ideales para Lecciones | Aplicación |
| Prensa de acción simple | Un solo punzón crea una sola pieza en un solo paso. | Es adecuado para diseños simples como tazas poco profundas o piezas cilíndricas. |
| Prensa de doble acción | Dos punzones ejecutan la formación y el rediseño (múltiples extracciones) | Piezas o electrodomésticos para automóviles que requieren geometrías complejas |
| Muere compuesto | Múltiples operaciones como corte y plegado en una sola prensa. | Usos en producción de alta eficiencia como carcasas electrónicas. |
| Troqueles progresivos | El papel en blanco se transfiere continuamente a través de varias estaciones mediante una tira portadora. | Se utiliza en tiradas de gran volumen. |
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El proceso de estampado por embutición profunda
Los siguientes son los pasos involucrados en el proceso de estampado profundo.
Pasos para estampación por embutición profunda
- Preparando la hoja en blanco
Elija el tipo de chapa de metal o aleación que mejor se adapte a las necesidades de su propiedad y prepare las chapas en blanco para introducirlas en la matriz. Debe desenrollar la chapa y alinearla con el transportador de alimentación de manera que suministre la chapa de forma continua para el proceso. Aquí también debe coincidir con el grosor elegido y la capacidad del equipo de estampación.
- Transferencia y perforación de hojas
En las máquinas manuales, los operarios transfieren el material entre la matriz y el punzón a mano, mientras que las empresas de estampación por embutición profunda utilizan máquinas de estampación CNC automatizadas para ello. Después de introducir la lámina, el punzón desciende y comienza a estirarla en una cavidad hasta que se logra la forma deseada. En un sistema de matriz progresiva, la lámina se mueve a través de diferentes estaciones para distintas operaciones de conformado.
- Expulsión de piezas
Una vez completada la deformación, la pieza estampada de metal embutida se expulsa de la configuración automáticamente en las máquinas CNC y a mano en las máquinas manuales.
- Operaciones de posprocesamiento
Proceso de mecanizado por embutición profunda
Después de la embutición profunda, las piezas se someten a operaciones de posmecanizado como recorte, perforación, mecanizado, desbarbado y lijado para lograr las dimensiones especificadas con precisión. Otro aspecto del posprocesamiento es el acabado de la superficie. Dependiendo de si los acabados se requieren por razones de rendimiento o estética, puede elegir entre recubrimiento en polvo, anodizado, galvanoplastia, pintura, etc.
Variables en el proceso de estampación por embutición profunda
A continuación se enumeran las variables/parámetros clave del proceso de embutición profunda. Estas variables influyen en los resultados y ayudan a configurar la matriz y la punzonadora con precisión.
- Presión de retención:La presión se aplica para mantener la chapa en bruto en su lugar durante el estirado para evitar que se arrugue y permitir que el material fluya libremente al mismo tiempo.
- Relación de dibujo: La relación entre el diámetro de la pieza en bruto y el diámetro de la garganta.
- Holgura radial:Juego entre el punzón y la matriz de estampación.
- Radio del perfil del troquel: borde curvo de la matriz, un radio de matriz más grande reduce la carga del punzón.
Materiales utilizados en la estampación de metales por embutición profunda
Para que una lámina de material pueda ser embutida en profundidad, se requiere un cierto nivel de ductilidad, anisotropía y conformabilidad. Además, es esencial una baja relación entre el límite elástico y la resistencia a la tracción para deformar la lámina sin que se agriete.
Los siguientes son los drenajes profundos más comunes: materiales de estampado;
Acero
Los aceros de bajo carbono y los aceros dulces se utilizan para la deformación por embutición profunda, ya que proporcionan una mejor ductilidad y conformabilidad que otros tipos. Por ejemplo, ASTM A1008. Además, existen otros grados de mercado para las deformaciones por embutición, como los aceros para embutición profunda y embutición extra profunda (DDS y EDDS).
Acero Inoxidable
El acero inoxidable ofrece más resistencia que el acero común, pero su conformabilidad es relativamente baja. Normalmente, las variantes de acero inoxidable con cromo y cromo-níquel son adecuadas para embutición profunda. Algunos grados comunes son el acero inoxidable 304, 304EDD y 3DDQ.
Aluminio:
El aluminio es un metal ligero y maleable que ofrece una excelente formabilidad. Los grados de aluminio como 1100, 3003, 5005 y 5052 se utilizan para proyectos de estampado con dibujos.
Cobre
El cobre es conocido por su excelente ductilidad, conductividad eléctrica y térmica y resistencia a la corrosión. Puede utilizar cobre-berilio, C11000 (puro), C10200, C12200, etc. para embutición profunda. Además, el latón (Cu + Zn) es una aleación de cobre popular para este proceso.
Níquel
El níquel ofrece una gran capacidad de conformado a temperatura ambiente, por lo que se puede embutir profundamente para obtener piezas resistentes y conductoras. Los grados más comunes para el estampado de metales mediante embutición profunda son el níquel 200, 201 y 205.
Además, la selección del material para embutición profunda requiere la consideración de varios factores, como los requisitos mecánicos, térmicos o ambientales específicos del producto final. Por ejemplo, ductilidad, límite elástico, elongación, endurecimiento por deformación, temperatura de conformabilidad y acabado superficial.
Beneficios de la estampación por embutición profunda
La estampación por embutición es una técnica de conformado de metales sin costuras, con la que se pueden obtener piezas precisas y resistentes con máquinas computarizadas que automatizan el proceso para lograr la máxima repetibilidad. Además, reduce el desperdicio de material y requiere una cantidad mínima de soldaduras o uniones.
- Producción eficiente de alto volumen: La configuración de estampado automatizada puede producir continuamente piezas idénticas, especialmente con las estaciones de troquelado progresivo.
- Montaje Reducido: Las piezas embutidas finales requieren un procesamiento y un ensamblaje mínimos. Crea una pieza final con múltiples características a partir de una única lámina en blanco.
- Repetibilidad: Cada pieza extraída de una matriz es idéntica a las demás y son dimensionalmente consistentes a lo largo de los ciclos.
- Opciones de material: Para el estampado profundo se pueden utilizar acero, acero inoxidable, cobre, latón, aluminio, níquel y otros diversos metales y aleaciones.
- Resistencia de las piezas: La presión y las deformaciones mejoran las propiedades físicas y mecánicas de las chapas en bruto en piezas embutidas.
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Aplicaciones de la estampación por embutición profunda
Las piezas de metal embutidas se utilizan en todas partes, desde electrodomésticos hasta equipos militares y médicos. La eficiencia de producción, la precisión y la repetibilidad del embutido de chapa metálica hacen que el proceso sea popular para diversas necesidades de fabricación industrial.
Piezas metálicas embutidas
La siguiente tabla muestra ejemplos de aplicación de dibujo de chapa en todas las industrias.
| Experiencia | Ejemplos de aplicación |
| Motorium | Tanques de combustible, componentes de escape, carcasas de motor y paneles de carrocería. |
| Aeroespacial | Paneles de aeronaves, sistemas de combustible y soportes estructurales. |
| Equipo Médico | Instrumentos quirúrgicos, tubos de catéter y jeringas. |
| Electrónica de Consumo: | Carcasas para teléfonos móviles, carcasas para portátiles y carcasas para baterías. |
| Electrodomésticos | Tambores de lavadoras, paneles de refrigeradores y lavabos de fregaderos. |
| Capacitador de Alto Voltaje para la Industria: Rendimiento y Fiabilidad | Tanques industriales, cubiertas de maquinaria pesada y recipientes a presión. |
| Militares | Paneles de vehículos militares y carcasas de equipos de protección. |
Fabricación de carcasas de MacPro mediante embutición profunda
Carcasa de Mac Pro
Un ejemplo de aplicación clave del proceso de embutición profunda es la fabricación de una carcasa de MacPro. La fábrica de producción de Apple utiliza principalmente embutición profunda, fresado y corte por láser para ello. En particular, el proceso de embutición profunda crea la forma cilíndrica básica para la carcasa de MacPro.
El proceso comienza con un disco de aluminio, que se coloca en la matriz. Luego, el punzón de estampación estira el punzón hasta la profundidad deseada, creando una forma cilíndrica fina y precisa. Este proceso forma un espesor uniforme y una integridad estructural en todas las áreas estiradas, lo que permite la producción de carcasas duraderas y livianas.
Dibujo profundo de la carcasa de Mac Pro
Además, se aplican esmerilado, pulido y anodizado a la carcasa para lograr la precisión dimensional y la estética deseada.
¿Es costosa la estampación profunda?
Como el estandarte costo de estampadoEl coste de la estampación de dibujos es elevado para la creación de prototipos y para volúmenes pequeños. La razón principal son los altos costes de instalación de la matriz y la punzonadora. Además, para formas complejas, es necesario fabricar matrices de estampación personalizadas para ello. Para la producción de gran volumen, el coste por pieza se reduce significativamente, ya que la matriz se puede reutilizar hasta un millón de ciclos.
Posteriormente, el tipo de prensa, la inclusión de características complejas en los diseños y la tolerancia deseada también influyen en el costo. Por ejemplo, las prensas hidráulicas y servo para embutición profunda son más costosas que las prensas mecánicas tradicionales.
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