Postęp w tłoczeniu metali w produkcji precyzyjnych części

Wyobraź sobie przekształcanie płaskiego arkusza metalu w precyzyjnie ukształtowane, funkcjonalne komponenty za pomocą szeregu zaawansowanych procesów. To istota tłoczenia metali – wysoce wydajnej i opłacalnej metody formowania, która stała się niezbędna w wielu branżach, od motoryzacji po elektronikę i urządzenia medyczne.

Tłoczenie metali, znane również jako prasowanie, polega na użyciu specjalistycznego sprzętu i matryc do wywierania nacisku na arkusze metalu, powodując oddzielenie lub plastyczne odkształcenie w celu uzyskania pożądanych kształtów, wymiarów i właściwości. Mówiąc prościej, jest to proces „prasowania” arkuszy metalu w z góry określone formy.

• Wykrawanie: Używanie matryc do oddzielania sekcji metalu poprzez operacje takie jak wycinanie, przebijanie, nacinanie i przycinanie.
• Gięcie: Tworzenie zmian kątowych w arkuszach metalu.
• Ciągnienie: Formowanie pustych elementów, takich jak kubki lub cylindry, poprzez rozciąganie metalu.
• Formowanie: Wywoływanie miejscowego odkształcenia plastycznego za pomocą technik takich jak wypychanie, kołnierzowanie lub przewężanie.
• Kucie: Odbijanie wzorów, tekstu lub oznaczeń na powierzchniach.
• Kołnierzowanie: Tworzenie wzmocnionych krawędzi dla integralności strukturalnej lub celów montażowych.

Ta wysoce wydajna metoda wykorzystuje wiele stanowisk w obrębie jednej matrycy, przy czym każde stanowisko wykonuje kolejne operacje w miarę przesuwania się paska metalu przez prasę. Ciągły proces przypomina linię montażową, gdzie każde stanowisko przyczynia się do powstania produktu końcowego.

Zalety: Wyjątkowa prędkość produkcji, wysoka automatyzacja, możliwość uzyskania złożonych geometrii i stała precyzja.

Nazywane również tłoczeniem wieloprowadnicowym, proces ten wykorzystuje cztery niezależnie sterowane prowadnice, które mogą jednocześnie wykonywać operacje gięcia, formowania i cięcia z różnych kierunków, umożliwiając tworzenie skomplikowanych komponentów.

Specjalizuje się w tworzeniu głębokich pustych elementów, w których głębokość przekracza średnicę. Proces wymusza wciskanie wykrojów metalowych do gniazd matryc poprzez kontrolowane odkształcenie plastyczne.

Zoptymalizowane pod kątem produkcji niskoseryjnej przy użyciu uproszczonego oprzyrządowania, idealne do prototypowania, produktów niszowych lub niestandardowych komponentów, gdzie tradycyjne oprzyrządowanie wielkoseryjne byłoby zbyt kosztowne.

Pomyślne tłoczenie wymaga starannej uwagi na kilka czynników inżynieryjnych:

• Operacje wykrawania: Muszą uwzględniać powstawanie zadziorów, wielkość otworu w stosunku do wytrzymałości materiału i odpowiednie odstępy między krawędziami.
• Parametry gięcia: Wymagają odpowiednich naddatków materiałowych, unikania zniekształceń otworów i odpowiednich promieni (minimum połowa grubości materiału).
• Zachowanie materiału: Musi uwzględniać kierunek ziarna w stopach o wysokiej wytrzymałości, aby zapobiec pękaniu.
• Cechy konstrukcyjne: W tym nacięcia odciążające i łączące mostki do ciągłego przetwarzania.

Tłoczenie metali służy różnym sektorom, oferując precyzyjne rozwiązania:

• Medycyna: Obudowy ekranowane EMI dla wrażliwej elektroniki ze specjalnymi wymaganiami dotyczącymi powlekania.
• Elektryka: Obudowy złączy wielkoseryjnych produkowane ze zintegrowanymi funkcjami eliminującymi wtórne spawanie.
• Motoryzacja: Krytyczne dla bezpieczeństwa elementy, takie jak pierścienie mocujące poduszki powietrzne, wymagające ścisłych tolerancji na głęboko tłoczonych częściach.

Ciągła ewolucja technologii tłoczenia – łącząca zaawansowane materiały, precyzyjne oprzyrządowanie i zaawansowaną kontrolę procesów – zapewnia jej pozycję jako kamienia węgielnego nowoczesnej produkcji, zdolnego sprostać coraz bardziej złożonym wyzwaniom projektowym przy jednoczesnym zachowaniu efektywności kosztowej i skalowalności produkcji.