Quali sono i quattro tipi di stampaggio dei metalli?

Lo stampaggio dei metalli è un metodo per produrre parti e componenti complessi da lamiere piane. I settori che si basano sull'ingegneria di precisione devono comprendere tutti i diversi tipi di stampaggio dei metalli e il loro utilizzo. Una pressa per stampaggio dei metalli è una macchina di lavorazione che utilizza utensili e matrici speciali per modellare e tagliare la lamiera.

Esistono quattro tipi principali di stampaggio dei metalli: stampaggio con matrice progressiva, stampaggio composto, stampaggio con matrice di trasferimento e stampaggio a quattro slitte. I diversi processi presentano tutti vantaggi diversi e sono adatti alla produzione di parti in metallo per esigenze diverse.

Quattro tipi di stampaggio dei metalli

Stampaggio a matrice progressiva

Lo stampaggio a stampo progressivo è un metodo di produzione ad alto volume. Una striscia di metallo prelevata da una bobina viene automaticamente passata attraverso più stampi di formatura. Ogni stampo lavora il pezzo grezzo per avvicinarlo alla sua forma finale.

Quando il materiale raggiunge il suo arresto finale, il prodotto finito viene separato dalla striscia di metallo. Contemporaneamente, un nuovo foglio di metallo entra nella parte iniziale dello stampo progressivo per la prima passata. Inserendo i perni guida nei fori di posizionamento in ogni stazione dello stampo, lo stampo progressivo produce sempre lo stesso pezzo.

Stampaggio composto

Lo stampaggio composito è un metodo per realizzare semplici componenti metallici piatti, come le rondelle. Può anche realizzare componenti complessi con tolleranze più strette, come guarnizioni, dispositivi di fissaggio, schermi, deflettori, telai, ecc.

Può eseguire più tagli, punzonature e piegature in una sola passata rispetto ad altri metodi di stampaggio. Questo lo rende conveniente per produzioni di volumi medio-alti. La velocità varia a seconda delle dimensioni del pezzo.

È adatto alla produzione rapida di parti semplici con elevata ripetibilità, ma potrebbe non essere adatto per modelli complessi. In questo caso, lo stampaggio progressivo è più indicato.

Stampaggio a matrice di trasferimento

Stampaggio a matrice di trasferimento È un tipo di stampaggio di metalli in cui ogni pezzo viene trattato come un'unità separata. La macchina separa prima il pezzo dalla striscia di metallo. Il pezzo viene quindi spostato in una posizione diversa e lavorato in modo diverso.

Questo è il modo migliore per realizzare parti con molti piccoli dettagli come zigrinature, nervature e filettature. È perfetto per applicazioni tubolari e parti imbutite in metalli come rame, ottone, alluminio e acciaio inossidabile.

Oltre a queste caratteristiche, lo stampaggio a transfer offre altri importanti vantaggi. È molto efficace ed economico per piccole produzioni, essendo il metodo migliore per la produzione di pezzi di grandi dimensioni.

Con questo metodo si possono ottenere diverse finiture superficiali e, poiché vengono utilizzati stampi diversi, non sono necessarie guide o sollevatori per la piastra. Inoltre, l'utilizzo di uno o più stampi riduce solitamente i costi di attrezzaggio, rendendolo ideale per molti progetti di stampaggio di metalli.

Stampaggio a quattro diapositive

A differenza delle presse per stampaggio di metalli che utilizzano lo stampaggio verticale, lo stampaggio a quattro slitte utilizza quattro slitte che si muovono orizzontalmente tramite ingranaggi e alberi collegati tra loro.

Questi cursori colpiscono il pezzo in lavorazione ad angolo retto, garantendo così la forma corretta e uniforme del metallo. Molti settori utilizzano questo metodo per creare componenti complessi e precisi, come l'industria aerospaziale, elettronica e automobilistica.

Come funziona lo stampaggio dei metalli?

Nello stampaggio dei metalli, le metà superiore e inferiore di un set di matrici vengono utilizzate per tagliare una lamiera piana nella forma desiderata. Questa operazione viene eseguita in una macchina per stampaggio ad alta resistenza.

Gli stampi nella macchina tagliano, piegano, stampano, rifilano, forano, stirano o imbutiscono la materia prima per ottenere un prodotto finito delle dimensioni desiderate. Lo stampaggio può essere utilizzato per realizzare una varietà di articoli, da semplici staffe e alloggiamenti per apparecchiature a telai per automobili.

Perché è importante lo stampaggio dei metalli?

Lo stampaggio dei metalli è una tecnologia incentrata sull'efficienza, fondamentale per la produzione di grandi volumi a basso costo in molti settori. Aumenta la resa e riduce i costi riducendo la necessità di utensili, manodopera e tempo, con conseguenti risparmi significativi nella produzione di massa.

Nella produzione ad alto volume, lo stampaggio è solitamente più veloce e richiede meno materiale rispetto alla lavorazione meccanica, che richiede materiale per realizzare il pezzo. Mentre la forgiatura può essere più costosa per alcune geometrie complesse e precise, lo stampaggio può essere più veloce e più uniforme, rendendolo una scelta migliore.

Quali sono i materiali più comuni utilizzati per lo stampaggio dei metalli?

Esistono molti materiali metallici che possono essere utilizzati per lo stampaggio nella vita di tutti i giorni. Alcuni dei materiali metallici più comuni sono:

Lega di rame

Le leghe di rame sono ideali per applicazioni elettriche e HVAC perché sono elettricamente conduttive, facili da modellare e non arrugginiscono. Inoltre, le leghe di rame sono molto facili da modellare, il che le rende ideali per il taglio dei metalli e la creazione di forme complesse. Tuttavia, non possono essere utilizzate per applicazioni che richiedono elevata resistenza perché sono morbide.

Leghe di acciaio

L'acciaio e le sue leghe sono resistenti, economici e versatili, il che li rende la spina dorsale dell'industria meccanica e ideali per lo stampaggio generale dei metalli. Le leghe di acciaio tenero e malleabile possono essere riscaldate per indurirle dopo lo stampaggio.

Lega di alluminio

Le leghe di alluminio sono ampiamente utilizzate nell'industria aerospaziale e automobilistica grazie alla loro leggerezza, all'assenza di ruggine e alla buona conduttività termica. Il processo di fusione dei metalli semplifica la modellazione dell'alluminio e delle sue leghe in geometrie complesse. L'alluminio e le sue leghe sono noti per la loro flessibilità e facilità di stampaggio.

Metalli speciali

Le leghe di titanio e nichel, ad esempio, possono essere utilizzate in ambienti difficili. Per essere precisi, a seconda della lega e dell'applicazione, sono caratterizzate da elevata resistenza e resistenza alla corrosione, alle alte temperature e agli ambienti difficili.

I metalli speciali sono resistenti in ambienti difficili come l'industria chimica, aeronautica, nucleare, energetica, marittima e altre. Tuttavia, le loro proprietà di resistenza e tenacia possono rendere la fusione dei metalli più difficile e solitamente costosa.

Nella scelta del metodo di stampaggio dei metalli più adatto per un determinato lavoro, si dovrebbero tenere in considerazione fattori quali il tipo di materiale necessario, la complessità del progetto, il numero di parti da realizzare e il budget.

Ad esempio, il rame potrebbe essere il metallo migliore da utilizzare per applicazioni elettriche. L'acciaio è il metallo migliore da utilizzare per progetti di lunga durata. L'alluminio è il metallo migliore per progetti leggeri. I metalli speciali sono adatti a condizioni di corrosione o temperature estreme.

Quali sono i diversi metodi di stampaggio dei metalli?

Esistono molti metodi diversi per lo stampaggio dei metalli, ognuno progettato per soddisfare le esigenze di uno specifico progetto di produzione. Di seguito sono elencati i metodi più comuni di funzionamento delle presse per lo stampaggio dei metalli.

Punzonatura

Questo processo utilizza un punzone e una matrice per praticare fori o altri spazi in una lamiera. Ad esempio, è comunemente utilizzato per punzonare, scanalare e perforare fori in molti articoli, come componenti automobilistici e componenti elettronici.

La punzonatura può produrre fori molto vicini alle dimensioni corrette, ma ciò dipende dal tipo di materiale e dal suo spessore, dalle dimensioni del foro e dalla qualità e dalle condizioni della matrice. Comprendere i vantaggi e gli svantaggi del processo di punzonatura e come funziona può aiutare a ottimizzare il processo per ottenere i migliori risultati.

Blanking

La tranciatura è simile alla punzonatura, ma invece di praticare fori nella forma finale, lo scopo è quello di tagliare la forma da una lamiera. La tranciatura dell'acciaio è un metodo economico per realizzare parti metalliche perché utilizza un'alimentazione continua del materiale, semplificando l'impostazione e la movimentazione dei pezzi.

Riduce gli sprechi impilando in modo efficiente i pezzi e abbassa i costi di spedizione inviando solo il peso netto. Inizialmente, veniva utilizzato solo nell'industria automobilistica e manifatturiera. Tuttavia, sta guadagnando popolarità in altri settori perché i pezzi grezzi possono essere modellati nella forma del pezzo finale.

Piegatura

La piegatura è il processo di modellazione del metallo esercitando una forte pressione in determinati punti. Nella piegatura a pressione, un pezzo viene posizionato su un modulo. Il modulo esercita tensione e pressione sulla lamiera per modellarla. Dopo la piegatura si verifica un rimbalzo, quindi è necessaria una piegatura eccessiva per raggiungere una determinata angolazione.

Sia il tipo di materiale che il metodo di formatura influiscono sul ritorno elastico. La lamiera si allunga quando viene piegata. Questo si misura in base alla deformazione a flessione sul lato esterno e al raggio di curvatura sul lato interno. Anche lo spessore, le proprietà del materiale e la scelta dello stampo influiscono su questo fattore. Inoltre, la piegatura viene utilizzata per realizzare linguette, asole, ecc.

Fusione

Nel processo di fusione, la pressione viene utilizzata per modellare e indurire la superficie del pezzo, ottenendo forme precise e bordi lisci. Questo metodo consente di risparmiare tempo e denaro eliminando fasi aggiuntive come la molatura e la sbavatura.

Il processo di fusione viene utilizzato in molti ambiti diversi, soprattutto quando piccoli dettagli e caratteristiche fini sono importanti, come la produzione di monete, distintivi, bottoni e componenti di precisione. Maggiori dettagli su queste tecnologie sono disponibili nel Panoramica sulla lavorazione di fusione e stampaggio di metalli di precisione.

Goffratura

Nella goffratura, un motivo in rilievo o incassato viene creato sulla superficie di una lamiera. Viene spesso utilizzato per la decorazione di oggetti come pannelli decorativi. Nella stampa, la precisione è fondamentale per ottenere l'aspetto e la sensazione desiderati.

Flangiatura

La creazione di un bordo o di un labbro rialzato su un componente in lamiera è chiamata "flangiatura". Questo materiale viene utilizzato, tra gli altri, nei pannelli e nelle canalizzazioni per autoveicoli. La precisione della flangiatura è fondamentale per garantire il corretto funzionamento delle guarnizioni e l'uniformità della struttura.

Vantaggi e svantaggi dello stampaggio dei metalli

Non esiste un'artigianalità perfetta al mondo. Ogni processo ha i suoi pro e contro. Approfondiamo ora i vantaggi e gli svantaggi del processo di stampaggio dei metalli.

Vantaggi dello stampaggio dei metalli

Per l'industria di lavorazione delle parti metalliche, il processo di stampaggio dei metalli offre i seguenti vantaggi:

• Conveniente: Il processo di stampaggio dei metalli è altamente efficiente e può produrre pezzi di alta qualità in grandi quantità. Gli stampi sono molto robusti e possono produrre migliaia o addirittura milioni di pezzi prima di dover essere sostituiti. È anche più conveniente, poiché richiede meno manodopera e riduce lo spreco di materiale.
• Altamente preciso: Lo stampaggio dei metalli è un metodo di produzione di componenti estremamente preciso. La progettazione assistita da computer (CAD) e il controllo numerico computerizzato (CNC) garantiscono tolleranze ristrette e dimensioni precise.
• Risparmia tempo e denaro: Il processo di stampaggio dei metalli può essere automatizzato. Questo velocizza la produzione e riduce i tempi di consegna.
• Versatilità: Lo stampaggio di metalli può essere utilizzato con un'ampia gamma di materiali metallici come acciaio, alluminio, ottone e rame. Ciò consente ai produttori di produrre numerosi componenti diversi per molteplici attività e utilizzi.
• Risparmia materiali: La tecnologia di stampaggio riduce gli sprechi grazie a un taglio e una formatura precisi. Questo non solo riduce i costi delle materie prime, ma riduce anche lo spreco di risorse ed energia.
• Geometrie complesse: Con lo stampaggio dei metalli, è possibile produrre pezzi dalle forme molto complesse con grande precisione. Spesso, questo può essere fatto in una sola operazione, il che semplifica il processo di produzione di pezzi complessi.
• Forza e durata: I pezzi stampati in metallo sono noti per la loro robustezza e durata. Il processo di lavorazione a freddo rende il metallo più resistente all'usura e alla corrosione e meno suscettibile ad altri agenti esterni. Lo stampaggio dei metalli è quindi ideale per la produzione di pezzi che devono funzionare in modo affidabile per un lungo periodo di tempo.

Svantaggi dello stampaggio dei metalli

Proprio come non esiste la perfezione, ecco alcuni dei problemi che potresti incontrare durante lo stampaggio dei metalli:

• ScoppioQuando un punzone si usura o non c'è abbastanza spazio tra i punzoni, la superficie attorno al foro o al contorno può rompersi, il che rende necessaria la manutenzione o la sostituzione dell'utensile.
• Rottura parzialeIl tonnellaggio negativo (tonnellaggio inverso) può causare la rottura dei pezzi. Questo accade quando il punzone rompe il metallo durante il taglio, spingendo il punzone e l'unità di stampaggio verso il basso.
• Web di scartoRottami metallici in eccesso tra parti di stampi vecchi o disallineati che devono essere riallineati, nonché utensili che necessitano di manutenzione.
• Bave. Bordi sporgenti e taglienti che devono essere rimossi da punzoni e stampi che si sono spostati.
• Limitazioni della complessità del design: Alcuni progetti molto complessi potrebbero non essere realizzabili o potrebbero richiedere passaggi aggiuntivi.
• Usura e manutenzione degli utensili: Stampi e utensili richiedono manutenzione e sostituzione regolari, il che aumenta i costi e i tempi di fermo.
• Limitazioni del materiale: Alcuni materiali potrebbero non essere utilizzabili perché troppo fragili o non sufficientemente flessibili.

Quali sono alcune applicazioni comuni dello stampaggio dei metalli?

Lo stampaggio dei metalli è utilizzato in un'ampia varietà di applicazioni grazie alla sua eccellenza nella produzione di componenti metallici di precisione. Alcune delle applicazioni più comuni sono elencate di seguito:

• Industria automobilistica: Lo stampaggio di metalli consente la produzione rapida e precisa di grandi quantità di componenti che soddisfano elevati standard di qualità e sicurezza. Produce componenti come staffe, pannelli e collegamenti elettrici per l'industria automobilistica.
• Aerospaziale: Lo stampaggio dei metalli consente la produzione in serie di componenti robusti e leggeri che soddisfano rigorosi standard di settore. Tra questi rientrano componenti strutturali, componenti di motore e dispositivi di fissaggio.
• Industria elettronica: I componenti elettronici devono essere precisi e possono essere utilizzati con una varietà di materiali conduttivi. Pertanto, il processo di stampaggio dei metalli può essere utilizzato per produrre connettori, terminali e alloggiamenti.
• Campo medico: Questo processo può produrre parti con elevata precisione, biocompatibilità e forme complesse. Ad esempio, strumenti chirurgici, impianti e stent.
• Industria dei beni di consumo: Utilizzando la tecnologia dello stampaggio dei metalli, è possibile realizzare molti prodotti diversi. Questi prodotti possono variare in dimensioni e difficoltà.
• Macchinari industriali: Lo stampaggio dei metalli può essere utilizzato per produrre componenti durevoli e di alta qualità. Alcuni esempi includono componenti per macchine, motori e utensili pesanti. Questi componenti devono essere utilizzati in ambienti industriali difficili.

Quali tipi di presse per stampaggio di metalli sono disponibili?

Ecco alcuni tipi diversi di presse per lo stampaggio dei metalli.

Presse meccaniche

Queste macchine sono dotate di un motore collegato a un meccanismo a volano. Possono produrre pezzi rapidamente, il che le rende ideali per la produzione di componenti semplici e poco profondi.

Vengono solitamente utilizzati per lo stampaggio progressivo e a trasferimento per realizzare componenti per automobili, elettrodomestici e utensili.

Presse idrauliche

Queste presse non sono veloci quanto le presse meccaniche, ma sono più flessibili. Poiché è possibile modificare lo spazio tra gli stampi, la pressione e la lunghezza della corsa, possono essere utilizzate per realizzare oggetti profondi e complessi come serbatoi, cilindri e ciotole.

Presse servomeccaniche

Queste presse sono veloci quanto le presse meccaniche, ma possono essere piegate in modi diversi come le presse idrauliche. Possono essere regolate con precisione in termini di velocità, corsa, posizione e movimento della slitta, quindi possono essere utilizzate per una varietà di stampi, tipi di pezzi e velocità di uscita.

Presse pneumatiche

Diffuse nelle legatorie, le presse pneumatiche utilizzano l'aria compressa per svolgere operazioni meccaniche come il taglio e la piegatura. Rispetto alle presse idrauliche, le presse pneumatiche lavorano in modo più rapido e pulito. Le macchine completamente pneumatiche non utilizzano alcuna fonte di energia oltre all'aria compressa. L'operatore posiziona il materiale, avvia il processo di pressatura e ottiene il pezzo finito.

Aspetti da considerare nella scelta del processo di stampaggio dei metalli

Scegliere il materiale giusto

Il tipo di materiale scelto influirà non solo sulla funzionalità del componente, ma anche sul metodo di stampaggio. È necessario considerare fattori come la resistenza, la flessibilità e la resistenza alla ruggine del materiale. È importante valutare se il materiale è in grado di sopportare le sollecitazioni del processo di stampaggio. Come si comporterà sotto carico durante l'utilizzo? La scelta del materiale giusto è la prima condizione per garantire il corretto funzionamento del componente stampato.

Precisione

Precisione non è solo un termine utilizzato nello stampaggio dei metalli, ma anche una regola da seguire. È importante conoscere la tolleranza richiesta dal progetto. Se la tolleranza è troppo stretta, il costo aumenterà. Pertanto, è necessario trovare un equilibrio tra precisione e praticità. Considerate le potenzialità del processo di stampaggio e gli strumenti che utilizzerete. Una tolleranza troppo stretta è altrettanto dannosa quanto una tolleranza insufficiente.

Complessità e fattibilità

Un motivo complesso può apparire fantastico sulla carta. Ma è possibile realizzarlo utilizzando il processo di stampaggio del metallo? Considerate i limiti del processo di stampaggio. È possibile realizzare il vostro progetto senza comprometterne l'integrità? Semplificare il design o scomporlo in più parti può essere la chiave per renderlo realistico.

Efficacia dei costi

Nello stampaggio dei metalli, efficienza e convenienza vanno di pari passo. Pensate a quanti passaggi sono necessari per produrre un pezzo. Se ci sono molti passaggi e il pezzo è complesso, il costo aumenterà. Cercate di semplificare il design senza compromettere la qualità. Ricordate che un processo più semplice di solito si traduce in costi inferiori.

Attrezzature e strumenti

Gli utensili e le attrezzature per lo stampaggio disponibili devono essere adatti al vostro progetto. Naturalmente, è possibile richiedere utensili su misura, ma questo sarà più costoso. È quindi più economico adattare il progetto agli utensili esistenti. Collaborate con i vostri esperti e con il produttore degli utensili per trovare la soluzione migliore.

Prototipazione

I prototipi vengono realizzati prima dell'inizio della produzione in serie. Quando si testano i campioni, si potrebbero riscontrare errori di progettazione. Questi errori non sono visibili sullo schermo del computer. Questo è un passaggio fondamentale per garantire che i componenti funzionino correttamente nella realtà.

Quali sono le problematiche di sicurezza di cui devo essere a conoscenza quando utilizzo una pressa per stampaggio di metalli?

I metodi di lavorazione dei metalli che utilizzano parti mobili, bordi metallici affilati e forze di compressione possono essere pericolosi per i lavoratori. Tra questi, scosse elettriche, punti di schiacciamento, rumore e oggetti in movimento.

Chi svolge lavori pericolosi deve sempre indossare i dispositivi di protezione individuale (DPI) adeguati, come scarpe antinfortunistiche, occhiali protettivi, guanti e cuffie antirumore. Quando si utilizzano utensili per lo stampaggio dei metalli, la sicurezza deve essere al primo posto. Un fattore importante per prevenire gli infortuni è la formazione degli operatori.