Lo stampaggio di metalli è un processo di produzione in cui bobine o fogli piatti di materiale vengono formati in forme specifiche. Lo stampaggio comprende molteplici tecniche di formatura come tranciatura, punzonatura, goffratura e stampaggio progressivo, per citarne solo alcune. Le parti utilizzano una combinazione di queste tecniche o indipendentemente, a seconda della complessità del pezzo.
Applicazioni di stampaggio di lamiere
Le parti stampate in metallo vengono utilizzate in una varietà di applicazioni, in particolare quelle che coinvolgono disegni tridimensionali, scritte o altre caratteristiche di incisione superficiale. Tali prodotti stampati in metallo sono comunemente prodotti per produttori di elettrodomestici, aziende automobilistiche, industria dell'illuminazione, servizi di telecomunicazione, industria militare e della difesa, industrie aerospaziali, produttori di apparecchiature mediche e aziende di elettronica. È probabile che tu abbia un prodotto in casa che ha parti create attraverso lo stampaggio del metallo perché è un processo utilizzato in tutto, dai tuoi elettrodomestici alle tue auto.
I prodotti e i componenti specifici possono variare da semplici articoli stampati, come fermagli metallici, molle, pesi, rondelle e staffe, a design più complessi, come quelli che si trovano nelle basi dei motori o nelle piastre di attrito. Questo processo viene utilizzato per produrre sia parti per macchinari di grandi dimensioni che anche piccole parti incredibilmente dettagliate. Lo stampaggio di metalli di micro precisione può creare parti con diametri fino a 0,002 pollici.
Lo stampaggio elettronico dei metalli sono componenti elettronici prodotti attraverso il processo di stampaggio dei metalli. Sono utilizzati in una varietà di settori, dall'elettronica domestica e dagli elettrodomestici alle telecomunicazioni e all'aerospaziale. Gli stampaggi elettronici sono disponibili in diversi metalli, tra cui rame, leghe di rame, alluminio e acciaio, nonché metalli più costosi, come platino e oro. I componenti elettronici prodotti con il metodo di stampaggio del metallo includono terminali, contatti, telai di conduttori, molle e perni. Possono essere creati da materiali ferrosi o non ferrosi. I pezzi stampati in metallo trovano ampio uso in computer, apparecchiature elettroniche e dispositivi medici. A causa delle forme specializzate che possono essere realizzate dai vari processi di stampaggio, molti componenti elettronici sono realizzati con questo processo di formatura a freddo.
Concetti di progettazione
Generalmente si dovrebbero evitare sporgenze eccessivamente strette nei prodotti stampati, in quanto potrebbero essere più facilmente distorte e influire sulla percezione della qualità del prodotto finito.
Ove possibile, i progetti dovrebbero essere basati sull'uso di stampi esistenti per forme e curve standard. La necessità di creare uno stampo personalizzato per lo stampaggio aumenterà i costi iniziali degli utensili.
Evitare gli angoli interni ed esterni taglienti nei design dei prodotti stampati può aiutare a ridurre il potenziale sviluppo di bave più grandi in queste aree e spigoli vivi che richiedono un trattamento secondario per essere rimossi. Inoltre, esiste un grande potenziale di concentrazione di sollecitazioni negli angoli acuti, che possono causare crepe o successivi guasti della parte a causa dell'uso prolungato.
Le dimensioni complessive del prodotto finito saranno limitate dalle dimensioni disponibili delle lamiere o dei pezzi grezzi, e questi limiti devono essere presi in considerazione per il materiale consumato nelle pieghe sui bordi o sulle flange e per qualsiasi ulteriore rimozione o utilizzo di materiale. Potrebbe essere necessario creare prodotti molto grandi in più fasi e unirli meccanicamente come seconda fase del processo di produzione.
Per le operazioni di punzonatura, considerare sia la direzione della punzonatura che la dimensione dell'elemento perforato. Generalmente, è meglio eseguire la punzonatura in una direzione, in modo che eventuali spigoli vivi prodotti dal punzone si trovino tutti sullo stesso lato del pezzo. Questi bordi possono quindi essere nascosti per scopi estetici e tenuti lontani dall'accesso generale da parte di lavoratori o utenti finali del prodotto dove potrebbero rappresentare un pericolo. Le caratteristiche punzonate dovrebbero riflettere lo spessore della materia prima. Una regola generale è che le caratteristiche punzonate dovrebbero essere almeno il doppio dello spessore del materiale.
Per le curve, il raggio di curvatura minimo nella lamiera è all'incirca uguale allo spessore del materiale. Piegature più piccole sono più difficili da ottenere e possono causare punti di concentrazione delle sollecitazioni nella parte finita che possono successivamente causare problemi con la qualità del prodotto.
Durante la perforazione o la punzonatura di fori, l'esecuzione di queste operazioni nella stessa fase contribuirà a garantirne il posizionamento, la tolleranza e la ripetibilità. Come linee guida generali, i diametri dei fori non devono essere inferiori allo spessore del materiale e la distanza minima dei fori deve essere almeno il doppio dello spessore del materiale l'uno dall'altro.
Le operazioni di piegatura devono essere eseguite con la consapevolezza del rischio di distorcere il materiale, poiché il materiale sulle superfici interna ed esterna del punto di piegatura viene rispettivamente compresso e allungato. Il raggio di curvatura minimo dovrebbe essere approssimativamente uguale allo spessore del pezzo, sempre per evitare l'accumulo di concentrazione delle sollecitazioni. Le lunghezze delle flange dovrebbero essere più simili a tre volte lo spessore del pezzo come buona pratica.