Processo di stampaggio

Numerosi processi di formatura a freddo nell'industria manifatturiera manipolano le lamiere nella forma desiderata a temperatura ambiente. Le tecniche standard di formatura a freddo includono stampaggio, forgiatura, estrusione, laminazione e trafilatura. Questi sono gli approcci semplici ed economici in lavorazioni in lamiera.

Lo stampaggio è la tecnica di formatura a freddo più popolare nelle lavorazioni in lamiera e viene utilizzata per diverse applicazioni, tra cui automotive, elettronica, aerospaziale, telecomunicazioni e molte altre. Questo articolo discuterà brevemente la procedura di stampaggio, i materiali, i tipi e le applicazioni per migliorare la comprensione del processo di stampaggio.

 

Cos'è lo stampaggio dei metalli?

Lo stampaggio è un approccio produttivo che converte bobine o fogli di metallo nella geometria desiderata con l'aiuto della pressione e di matrici della forma desiderata. Lo stampo per stampaggio è lo strumento pre-ingegnerizzato, che alimenta il materiale al suo interno e lo converte nella forma desiderata applicando pressione. Consente la produzione in serie di parti metalliche con eccellente ripetibilità. Lo stampaggio è diventato più industrializzato con l’ottimizzazione di processi, sistemi e strumenti (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.

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 è adatto anche per elementi metallici e alcune materie plastiche e compositi. Di seguito sono riportati i materiali comuni utilizzati nello stampaggio; per ulteriori informazioni, consultare il nostro pagina materiale;

• Armadi in Acciaio
• Alluminio
• Rame
• Ottone
• Titanio
• Leghe nichel-cromo
• Polistirolo
• polipropilene
• ABS
• Fibra di carbonio
• Fibre aramidiche

 

Tipi di processi di stampaggio

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, 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 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.
Penetrante	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	Si tratta di piegare un bordo di lamiera su se stesso 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 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).

 

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 è una popolare tecnica di formatura a freddo nelle lavorazioni in lamiera, che viene utilizzata per convertire bobine o fogli di metallo nella geometria desiderata con l'aiuto della pressione e degli stampi della forma desiderata. Questo processo consente la produzione in serie di parti metalliche con un'eccellente ripetibilità ed è utilizzato in vari settori come quello automobilistico, elettronico, aerospaziale e delle telecomunicazioni.

La progettazione e la creazione di uno stampo appropriato sono essenziali per creare pezzi stampati accurati. ProleanTech dispone di tutte le competenze relative ai servizi di stampaggio. Abbiamo ingegneri esperti per progettare lo stampo e presse automatiche per eseguire le varie operazioni di stampaggio. Se ne hai bisogno 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?

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?

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?

Il processo di stampaggio viene utilizzato in vari settori automobilistico, elettronico, aerospaziale e delle telecomunicazioni. Viene anche utilizzato per produrre vari elettrodomestici e attrezzature mediche.

 

Riferimenti

1. 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/.
2. Li, S. (2022). Imbutitura profonda della lamiera per la realizzazione di parti e strutture metalliche. Enciclopedia dei materiali: metalli e leghe.
3. Zhang, J. (seconda). Linee guida per la progettazione dello stampaggio. da http://bowmannz.com/.