Co jsou služby v oblasti lisování a výroby plechů a jak si vyberete správný postup pro své díly?

Co je to lisování plechů a jak to funguje?

Lisování plechu je proces tváření za studena, při kterém se plochý plechový materiál umístí do lisovacího lisu a tvaruje tvrzeným nástrojem a sadou matric, která vyvíjí tlakovou sílu k deformaci kovu do přesné trojrozměrné geometrie. Proces zahrnuje několik dílčích operací, které lze provádět jednotlivě nebo postupně v rámci jedné progresivní matrice nebo nástroje pro přenos matrice: stříhání (vyřezávání vnějšího profilu součásti z plechu), děrování (řezání otvorů a otvorů), ohýbání (tvarování úhlových prvků), tažení (vytahování kovu do tvaru misky nebo skořepiny), ražení (aplikace velmi vysokého místního tlaku k vytvoření přesných povrchových prvků s tolerancí a těsných vzorů na povrchu pro účely tuhosti nebo identifikace).

Primární ekonomickou výhodou lisování plechu je rychlost: moderní vysokorychlostní progresivní lisovací lis pracující při 200 až 800 úderech za minutu dokáže vyrobit složitý lisovaný kovový díl každou zlomek sekundy a dosáhnout tak doby na část cyklu, které se žádný jiný proces tváření nemůže přiblížit s ekvivalentní složitostí součásti. Investice do nástrojů potřebné k dosažení této rychlosti jsou značné, obvykle se pohybují od 15 000 USD do 250 000 USD nebo více u složitého progresivního lisu, ale tato investice se amortizuje v průběhu celé výroby. Při objemech nad 10 000 až 50 000 dílů za rok v závislosti na složitosti dílu poskytuje lisování konzistentně nejnižší náklady na díl ze všech možností tváření dílů v rámci jeho geometrických možností.

Progresivní razítko vs transfer razítko

Dvě hlavní konfigurace lisovacích lisů používané při výrobním lisování jsou progresivní lisovadla a přenosové lisovnice a výběr mezi nimi má významné důsledky pro velikost součásti, složitost a náklady na součást:

• Progresivní lisování: Pás plechu se kontinuálně přivádí přes řadu stanic v rámci jediné sady lisovacích nástrojů, přičemž každý zdvih lisu posouvá pás o jednu rozteč stanice a současně provádí určenou operaci na každé stanici. Díl zůstává připevněn k pásu nosnými jazýčky až do konečné stanice, kde je oddělen od pásu jako hotový díl. Progresivní zápustky jsou preferovanou volbou pro malé až střední díly (typicky pod 300 mm v jakémkoli směru), které vyžadují velký počet tvářecích operací a jsou vyráběny ve velmi vysokých objemech. Nosný pás zajišťuje přesné polohování dílů mezi stanicemi bez mechanického přesouvacího zařízení, což umožňuje nejvyšší možné rychlosti lisu.
• Přetlačovací lisování: Jednotlivé polotovary jsou z pásu odřezávány a následně mechanicky přenášeny mezi jednotlivými lisovacími stanicemi pomocí přenosového mechanismu integrovaného do lisu. Přenášecí zápustky mohou zpracovávat větší a složitější části než progresivní zápustky, protože část není omezena, aby zůstala připojena k nosnému pásu, což umožňuje tvářecí operace, které vyžadují, aby byl volný celý obvod polotovaru. Přetlačovací lisování je standardní proces pro velké automobilové panely karoserie, konstrukční součásti a další díly v rozsahu velikostí 300 mm až 2 000 mm.

Tolerance dosažitelné při přesném lisování kovů

Přesné lisování kovů se týká lisovacích operací, které trvale dosahují užších rozměrových tolerancí než standardní komerční lisování, obvykle pomocí jemného stříhání, ražení nebo přesného broušení nástrojů s užšími vůlemi matrice. Standardní komerční lisování typicky dosahuje rozměrových tolerancí plus nebo mínus 0,1 až 0,25 mm na prvcích součásti; přesné lisování kovů pomocí jemného stříhání dosahuje tolerance plus minus 0,05 mm nebo těsnější u kolmosti řezné hrany a rozměrů prvků, s povrchovou úpravou na střižených hranách Ra 0,4 až 1,6 mikrometrů ve srovnání s Ra 3,2 až 6,3 mikrometrů u standardních lisovaných hran. Tyto užší tolerance jsou spojeny s vyššími náklady na nástroje a součást, a přesné lisování je proto specifikováno pouze tam, kde aplikace skutečně vyžaduje přísnější kontrolu rozměrů, jako jsou polotovary ozubených kol, součásti ventilů a přesné konstrukční díly automobilů, kde montáž a funkční výkon závisí na přesné geometrii.

Výroba plechu: Procesy, schopnosti a aplikace

Výroba plechu zahrnuje širší soubor procesů používaných k řezání, tvarování a spojování plechů do hotových dílů a sestav, včetně metod, které nevyžadují velké kapitálové investice do lisovacích nástrojů, které vyžaduje lisování. Hlavní výrobní procesy jsou řezání laserem, plazmové řezání, řezání vodním paprskem, ohýbání ohraňovacím lisem, válcování a svařování a tyto procesy se používají jednotlivě nebo v kombinaci k výrobě plechové díly od prototypových množství až po střední objemy výroby, kde ekonomika lisovacích nástrojů není odůvodněna objemem.

Řezání laserem a CNC ohraňovací lis

Řezání laserem je dominantní metodou řezání v moderní výrobě plechů pro díly o tloušťce od 0,5 mm do přibližně 25 mm v oceli a hliníku. Vláknové laserové řezací stroje s výkonem 6 až 20 kilowattů mohou řezat plechy z měkké oceli rychlostí 25 až 50 metrů za minutu při tloušťce 1 až 3 mm, přičemž dosahují tolerance řezné hrany plus minus 0,1 mm a eliminují potřebu řezných nástrojů specifických pro díl. Protože je řezná dráha naprogramována v softwaru, laserový řezací stroj může vytvořit nový profil součásti během několika hodin po obdržení revidovaného výkresu, což z něj činí preferovanou metodu řezání pro zakázkové a maloobjemové plechové díly.

CNC ohýbání ohraňovacím lisem tvaruje nařezané polotovary do trojrozměrných tvarů použitím kombinace razníku a V matrice pro vytvoření přesných úhlů ohybu. Moderní CNC ohraňovací lisy vybavené systémy měření úhlu a automatickým vyklenutím dosahují běžně tolerancí úhlu ohybu plus minus 0,5 stupně a plus minus 0,2 stupně se zkušeným nastavením a zpětnou vazbou měření. Kombinace laserového řezání a CNC ohraňování je standardní výrobní cestou pro zakázkové plechové díly v množství od 1 do přibližně 5 000 kusů, pokrývající rozsah objemů, kdy investice do lisovacích nástrojů nejsou pro většinu geometrií součástí ekonomicky ospravedlnitelné.

Lisování vs. výroba: Kdy zvolit každý proces

Přesné kovové lisovací díly pro automobilové aplikace

Automobilový průmysl je největším spotřebitelem přesného lisování kovů na celém světě a podle odhadu představuje 35 až 45 procent celosvětové produkce lisování podle hodnoty. Požadavky na lisování automobilů se liší od obecného průmyslového lisování v několika důležitých ohledech: objemy dílů jsou enormní (jeden model vozidla může vyžadovat 100 000 až 500 000 jednotek ročně), požadavky na rozměrovou konzistenci jsou extrémně přísné, protože díly se musí správně sestavit v průběhu celé výrobní série bez individuálního nastavování, využití materiálu musí být maximalizováno, protože vysoké náklady na materiál na výrobu oceli a hliníku představují 60 až 70 procent celkových nákladů na automobilové díly a bezpečnost, odolnost a požadavky na NVH (hluk, vibrace a tvrdost), které jsou kodifikovány v přísných zákaznických technických normách.

Struktura karoserie a lisování uzavíracích panelů

Lisování konstrukce automobilové karoserie zahrnuje hlavní konstrukční součásti karoserie vozidla v bílé barvě: podlahovou vanu, protipožární stěnu, střešní panel, sloupky A a B, prahy dveří a vnější vnější strany karoserie. Tyto díly jsou lisovány z vysoce pevných a ultrapevnostních ocelí (HSLA, DP, CP a martenzitické oceli) s pevností v tahu od 340 MPa pro měkkou konstrukční ocel až po 1 500 MPa a více pro martenzitickou lisem kalenou ocel používanou v bezpečnostních kritických součástech ochrany proti vniknutí.

Komponenty z lisované oceli (PHS), jako jsou sloupky A, sloupky B a dveřní průnikové nosníky, jsou lisovány v procesech tváření za tepla, kde se polotovar před tvářením zahřeje na 900 až 950 stupňů Celsia, poté se rychle kalí v matrici, aby se dosáhlo martenzitické mikrostruktury s pevností v tahu 1 300 až 1 500 při 30 procentech nižší hmotnosti než za studena. vysokopevnostní ocelová část s ekvivalentními konstrukčními vlastnostmi. Snížení hmotnosti přímo přispívá ke snížení spotřeby paliva a dojezdu elektrických vozidel na baterie, díky čemuž je lisování PHS kritickou technologií umožňující odlehčení vozidel u všech hlavních výrobců automobilů.

Přesné lisované automobilové konstrukční a funkční díly

Kromě panelů struktury karoserie vytváří přesné lisování kovů širokou škálu automobilových konstrukčních a funkčních dílů, které vyžadují přísnější tolerance a složitější geometrie než panely karoserie:

• Komponenty odpružení: Držáky ovládacích ramen, pružinová sedla a výztuhy podběhů kol lisované z vysoce pevné oceli s přísnými rozměrovými tolerancemi, kde geometrie přímo ovlivňuje geometrii kol, manipulaci a opotřebení pneumatik. Požadavky na toleranci polohy montážních otvorů jsou u těchto dílů obvykle plus nebo mínus 0,1 až 0,2 mm, aby bylo zajištěno konzistentní vyrovnání napříč variacemi montáže montážní linky.
• Komponenty hnacího ústrojí a převodovky: Polotovary ozubených kol, spojkové lamely a výztuhy skříně převodovky, které vyžadují jemné zastřižení pro dosažení hladkých, kolmých řezných hran a těsných rozměrových tolerancí potřebných pro správnou funkci ve vysokorychlostních rotačních sestavách. Jemně vystřižené polotovary ozubených kol dosahují tolerance profilu zubů v rámci norem jakosti DIN 7 ve srovnání s DIN 10 až 11 pro konvenčně lisované a obráběné ekvivalenty.
• Součásti přihrádky na baterie a krytu: U elektrických vozidel na baterie tvoří přesně lisované hliníkové a ocelové komponenty konstrukční kryt a vnitřní přepážky vysokonapěťové baterie. Tyto díly kombinují úzké rozměrové tolerance (kritické pro utěsnění a montáž) s vysokými požadavky na využití materiálu (součásti baterií jsou často drahé hliníkové slitiny, kde odpad materiálu přímo ovlivňuje ekonomiku dílů).
• Součásti bezpečnostních pásů a airbagů důležité pro bezpečnost: Kotevní desky bezpečnostních pásů, držáky předpínačů a součásti pouzdra airbagu, které jsou přesně vylisovány podle specifických požadavků na tloušťku a tvrdost materiálu, se 100% rozměrovou kontrolou a plnou sledovatelností materiálu jako standardní požadavky na kvalitu.

Požadavky a normy na kvalitu lisování automobilů

Dodavatelé automobilového lisování jsou povinni fungovat v souladu s certifikací systému managementu kvality IATF 16949, která integruje požadavky ISO 9001 se specifickými požadavky pro automobilový průmysl na pokročilé plánování kvality produktu (APQP), proces schvalování výrobních dílů (PPAP), analýzu systému měření (MSA) a statistické řízení procesu (SPC). Předložení PPAP pro nové přesné ražení obvykle vyžaduje rozměrové výsledky z minimálně 30 po sobě jdoucích dílů, které vykazují všechny kritické rozměry v rámci specifikace při Cpk (index způsobilosti procesu) 1,67 nebo vyšší a všechny hlavní rozměry při Cpk 1,33 nebo vyšší. Tyto požadavky na způsobilost zajišťují, že proces lisování je dostatečně robustní, aby byl zachován soulad v celém objemu výroby s velmi nízkou pravděpodobností, že se díly mimo toleranci dostanou na montážní linku.

Plechové díly pro průmyslová zařízení

Výrobci průmyslového vybavení zahrnují širokou škálu kategorií produktů: zemědělské stroje, stavební stroje, systémy manipulace s materiálem, průmyslová čerpadla a kompresory, zařízení na výrobu energie a stroje zpracovatelských závodů. Plechové díly požadované v těchto aplikacích se enormně liší velikostí, specifikací materiálu, objemem a požadavkem na přesnost, ale sdílejí společnou charakteristiku: musí spolehlivě fungovat v náročných provozních podmínkách po dlouhou životnost měřenou spíše v desetiletích než v letech.

Konstrukční rámy a kryty

Konstrukční rámy, kryty a kryty průmyslových strojů jsou obvykle vyrobeny z těžké oceli (tloušťka 3 až 12 mm) pomocí laserového řezání a ohýbání ohraňovacím lisem s následným svařováním MIG nebo TIG. Tyto díly jsou navrženy pro strukturální tuhost a ochranu životního prostředí spíše než pro přesnost rozměrů v submilimetrovém rozsahu a výrobní procesy se dobře hodí pro střední objemy výroby typické pro výrobce průmyslových zařízení, kde se roční produkce konkrétního modelu stroje může pohybovat od 100 do 10 000 jednotek.

Povrchová úprava konstrukčních plechových dílů pro průmyslová zařízení typicky zahrnuje otryskání k odstranění okují a povrchové kontaminace s následným nanesením základního a vrchního nátěru elektrostatickým stříkáním nebo katodickým ponořením. U zařízení provozovaných ve vysoce korozivním prostředí (námořní, chemické zpracování, těžba) poskytují žárové zinkování nebo žárově stříkané zinkové povlaky vynikající ochranu proti korozi ve srovnání se samotnými nátěrovými systémy, s životností 20 až 40 let v kategoriích střední průmyslové koroze.

Přesné lisované funkční součásti v průmyslovém vybavení

V průmyslovém zařízení vyžadují určité funkční součásti přesnost a opakovatelnost lisování spíše než výrobu. Lamely motoru pro elektromotory jsou raženy z křemíkové elektrooceli (specializovaná slitina s nízkou magnetickou hysterezní ztrátou) s extrémně úzkými tolerancemi geometrie drážky, vnějšího průměru a rovinnosti stohování; Tolerance zaslepení laminace motoru jsou typicky plus nebo mínus 0,02 až 0,05 mm na rozměrech štěrbiny a otvoru, aby byla zajištěna správná magnetická vzduchová mezera a výplň štěrbiny vinutí, které určují účinnost motoru. Jeden středně velký průmyslový motor obsahuje 200 až 1 000 jednotlivých laminací, díky čemuž je vysokorychlostní přesné stříhání jedinou ekonomicky životaschopnou výrobní metodou v objemech požadovaných průmyslem elektromotorů.

Komponenty relé a stykačů, tělesa pneumatických ventilů a distanční desky hydraulického potrubí jsou dalšími příklady přesných lisovaných dílů v průmyslových zařízeních, kde rozměrová přesnost lisovaného dílu přímo určuje funkční výkon sestavy. Tyto díly jsou často lisovány z tvrzené nerezové oceli, fosforového bronzu nebo slitin beryliové mědi, které vyžadují pečlivý návrh nástrojů, aby bylo možné zvládnout odpružení, zpevnění a opotřebení matrice v přijatelných mezích po dobu požadované životnosti nástroje.

Výběr materiálu pro průmyslové plechové díly

Zakázkové plechové díly pro systémy HVAC

Systémy HVAC (topení, ventilace a klimatizace) představují jeden z největších a technicky nejspecifičtějších trhů pro zakázkové plechové díly. Funkční požadavky plechu HVAC se liší od konstrukčního průmyslového plechu: díly musí zachovávat přesné rozměrové poměry, aby byla zajištěna vzduchotěsná montáž a správné proudění vzduchu, musí být vyrobeny z materiálů vhodných pro teplotu, vlhkost a chemické prostředí vzduchu, se kterým se manipuluje, a musí být vyráběny v mírných objemech typických pro výrobce zařízení pro vzduchotechniku ​​(stovky až desítky tisíc kusů ročně oproti vysokým investičním typům nástrojů na výrobu dílů).

Součásti potrubí: Požadavky na materiál a výrobu

Obdélníkové a kruhové potrubí pro komerční a průmyslové systémy HVAC je vyrobeno z pozinkovaného ocelového plechu vyhovujícího normě ASTM A653 nebo ekvivalentním normám, v tloušťce od 26 gauge (0,55 mm) pro nízkotlaké bytové potrubí až po 16 gauge (1,5 mm) pro vysokotlaké průmyslové potrubí. Pozinkovaný zinkový povlak poskytuje ochranu proti korozi bez lakování, což je důležité ve vzduchotechnických aplikacích, kde je únik barvy do proudu vzduchu nepřijatelný. Normy SMACNA (Národní asociace dodavatelů plechů a klimatizací) specifikují minimální měřidlo plechu, typ švu a požadavky na vyztužení pro potrubí v každé třídě statického tlaku, od 0,5 palce vodního sloupce pro obytné systémy až po 10 palců vodního sloupce a více pro průmyslové a laboratorní tlakové systémy.

Pro aplikace HVAC manipulující s korozivními nebo vlhkými proudy vzduchu, jako jsou kuchyňské výfukové systémy, chemické laboratorní výfuky a ventilace bazénů, je místo galvanizované oceli specifikována nerezová ocel třídy 304 nebo 316, aby odolala chloridům nebo kyselému prostředí, které ničí zinkové povlaky během měsíců. Vyšší náklady na materiál a výrobu potrubí z nerezové oceli jsou odůvodněny životností 20 až 30 let ve srovnání se 3 až 7 lety u pozinkované oceli ve stejném agresivním prostředí.

Kryt vzduchotechnické jednotky a vnitřní součásti

Skříňové panely, vnitřní rámy a montážní držáky součástí komerčních a průmyslových vzduchotechnických jednotek (AHU) jsou typicky zakázkově vyrobené plechové díly. Skříně AHU musí splňovat několik požadavků současně: konstrukční tuhost, aby odolala tlakovému zatížení a hmotnosti vnitřních součástí včetně cívek, ventilátorů a filtrů; tepelně izolační výkon pro minimalizaci tepelných zisků nebo ztrát skrz plášť; vzduchotěsnost, aby se zabránilo obcházení komponent filtrace a rekuperace energie; a čistitelnost pro aplikace v potravinářském, farmaceutickém a zdravotnickém prostředí.

Konstrukce sendvičových panelů s použitím dvou plechů z pozinkované nebo předlakované oceli s jádrem z polyuretanové pěny nebo minerální vlny je standardním přístupem pro izolované panely pláště AHU. Izolované sendvičové panely pro vzduchotechnické aplikace mají obvykle tloušťku 25 až 50 mm, dosahují prostupu tepla (hodnota U) 0,5 až 1,0 W/m2K a musí splňovat EN 1886 třídu úniku vzduchu z pláště L1 nebo L2 (ekvivalent míry úniku pod 0,009 až 0,028 litrů účinné plochy budovy HVAC na čtvereční metr).

Přesné lisované součásti v zařízení HVAC

Zatímco součásti potrubí a skříně jsou primárně vyráběny, nikoli lisovány, některé součásti v zařízení HVAC jsou vyráběny přesným lisováním v objemech, které činí investice do nástrojů ekonomicky oprávněné:

• Žebra výměníku tepla: Hliníková žebra chladivových hadů a výměníků s rekuperací tepla jsou precizně vyražena z hliníkové fólie (typicky o tloušťce 0,1 až 0,15 mm) ve vysokorychlostních progresivních lisovacích nástrojích, které tvoří geometrii žeber, vytvářejí límec pro otvory trubek chladiva a současně vytvářejí zvlnění a žaluzie, které zvyšují výkon přenosu tepla. Typická 100 kW chladicí spirála obsahuje 50 000 až 200 000 jednotlivých žeber, díky čemuž je vysokorychlostní přesné lisování jedinou praktickou výrobní metodou. Pro zajištění správného vložení trubky a bezpečného mechanického spojení mezi žebrem a trubkou po roztažení trubky jsou vyžadovány tolerance geometrie žebra plus minus 0,02 až 0,05 mm na výšku manžety a průměr otvoru.
• Listy a rámy tlumičů: Přesné lisované listy klapek z pozinkované nebo nerezové oceli pro klapky s regulací objemu, požární klapky a vyvažovací klapky vyžadují konzistentní rovinnost a rovné hrany, aby bylo dosaženo těsnícího výkonu stanoveného pro jejich aplikaci. Zejména listy požárních klapek musí splňovat normy UL 555 nebo EN 1366 pro únik a požární odolnost, které závisí na přesné geometrii listu a kontaktu s okrajem.
• Součásti kola ventilátoru: Lopatky oběžného kola odstředivého ventilátoru, vstupní kužely a kroužky difuzoru jsou přesně vylisovány z oceli nebo hliníku válcovaného za studena a poté přivařeny do kompletní sestavy kola ventilátoru. Tolerance geometrie lopatek ovlivňují aerodynamický výkon ventilátoru; konzistentní úhel lopatky a délka tětivy napříč všemi lopatkami v kole je rozhodující pro dosažení jmenovitého nárůstu tlaku, průtoku a účinnosti při konstrukční rychlosti.

Služby lisování plechů na zakázku: Co by měli výrobci hodnotit

Výběr vlastního poskytovatele služeb lisování plechů je rozhodnutím o nákupu s dlouhodobými důsledky pro kvalitu dílů, spolehlivost dodavatelského řetězce a celkové náklady na vlastnictví. Investice do nástrojů se provádí na začátku vztahu a změna dodavatele lisování uprostřed programu vyžaduje buď převod nástrojů (který zahrnuje náklady, zpoždění a riziko ověření), nebo vybudování nového nástroje za dodatečné náklady. Důkladné vyhodnocení potenciálního dodavatele lisování před tím, než se zaváže investovat do nástrojů, je proto pro výrobce v jakémkoli odvětví zásadní.

Technické schopnosti ověřit před výběrem dodavatele

Posouzení technické způsobilosti dodavatele přesného lisování kovů by mělo zahrnovat následující oblasti:

• Kapacita lisu a tonážní rozsah: Ověřte, že dodavatel provozuje lisy s tonážními parametry vhodnými pro uvažované díly. Lisování součásti v poddimenzovaném lisu vytváří nadměrné namáhání matrice a zrychlené opotřebení matrice; použití nadrozměrného lisu plýtvá energií a nemusí poskytovat řídicí rozlišení potřebné pro přesnou práci. Vyžádejte si inventář lisů včetně tonáže, velikosti lože, zdvihu a výšky uzavření pro každý lis ve výrobní flotile.
• Vlastní design a schopnost sestavení: Dodavatelé, kteří sami navrhují a vyrábějí své vlastní nástroje, mají rychlejší odezvu na revize zápustek, lépe chápou vztah mezi konstrukcí zápustek a kvalitou dílu a přímější odpovědnost za výkon nástroje. Dodavatelé, kteří outsourcují veškeré nástroje, zavádějí další úroveň řízení dodavatelského řetězce a komunikace, která prodlužuje dodací lhůty a komplikuje řešení problémů během zkoušení matrice a rozběhu výroby.
• Metrologická a kontrolní zařízení: Přesné lisování kovů vyžaduje přesné měření. Ověřte, že dodavatel provozuje souřadnicové měřicí stroje (CMM) schopné měřit v tolerancích požadovaných dodávanými součástmi a zda se měření provádí rutinně ve výrobě, nikoli pouze během schvalování součástí. Zprávy o kontrole prvního předmětu (FAIR) by měly být standardně poskytovány při schválení nového nástroje a jakékoli úpravě formy.
• Materiálové certifikace a sledovatelnost: Potvrďte, že dodavatel obdrží certifikované protokoly o zkouškách válcovací stolice (MTR) s každým svitkem příchozího materiálu, ověřující, že složení materiálu, mechanické vlastnosti a stav povrchu odpovídají specifikované jakosti. Sledovatelnost materiálu k původnímu svitku válcovny by měla být zachována během výroby a zaznamenána v dodací dokumentaci, což je povinný požadavek pro automobilové a letecké aplikace a nejlepší postup pro všechny aplikace přesného lisování.

Design pro lisovatelnost: Jak design součásti ovlivňuje cenu a kvalitu

Konstrukce lisovaného dílu má přímý vliv na náklady na nástroje, náklady na díl a dosažitelnou rozměrovou kvalitu. Inženýři, kteří rozumí základním pravidlům navrhování lisování, mohou podstatně snížit složitost nástrojů a náklady ve fázi návrhu, ještě před tím, než je výroba nástrojů zahájena. Nejpůsobivější konstrukční pokyny pro přesné lisování kovů jsou:

1. Vyvarujte se přísných tolerancí u tvarovaných prvků: Rozměrové tolerance na tvarovaných prvcích, jako jsou poloměry ohybu, výšky přírub a hloubka ražení, jsou ze své podstaty širší než tolerance na řezaných prvcích, protože zpětné odpružení, kolísání tloušťky materiálu a opotřebení raznice přispívají k variaci tvarovaných prvků. Zadejte tolerance řezu k řezu (vzdálenosti od otvoru k otvoru, průměr otvoru, rozměry vnějšího profilu) tak přesně, jak je požadováno, ale použijte nejširší přijatelnou toleranci na tvarovaných prvcích, abyste se vyhnuli nákladným sekundárním operacím.
2. Mezi proraženými otvory a hranami udržujte dostatečný materiál: Obecně platí, že minimální vzdálenost od středu děrovaného otvoru k nejbližšímu okraji součásti by měla být alespoň 1,5násobek tloušťky materiálu a minimální vzdálenost mezi dvěma sousedními otvory by měla být alespoň 2násobek tloušťky materiálu. Užší rozteč způsobuje deformaci materiálu kolem otvorů a zrychlené opotřebení matrice v raznicích.
3. Návrhové poloměry ohybu vzhledem k tloušťce materiálu: Minimální vnitřní poloměr ohybu pro většinu jakostí oceli válcované za studena je 0,5 až 1 násobek tloušťky materiálu; ohýbání na poloměr menší než tento způsobí povrchové praskliny na vnějším povrchu ohybu. U tvrdších materiálů, jako je nerezová ocel a vysokopevnostní ocel, je minimální poloměr ohybu větší, obvykle 1 až 2krát větší než tloušťka materiálu, a úhel odpružení je také větší, což vyžaduje kompenzaci úhlu zápustky.
4. Do rozložení pásu zahrňte vhodné využití materiálu: Spolupracujte s dodavatelem lisování ve fázi návrhu, abyste optimalizovali orientaci dílu v rámci rozvržení pásu. Díl, který je orientován 15 stupňů od své výchozí polohy na pásu, může dosáhnout o 10 procent lepšího využití materiálu, čímž se sníží náklady na materiál o významné procento během výrobní životnosti dílu, aniž by došlo ke změně funkční geometrie dílu.

Lisování plechů, přesné lisování kovů a zakázková výroba plechů nabízejí specifické a dobře definované hodnoty pro výrobce napříč automobilovými, průmyslovými a HVAC aplikacemi. Výběr mezi nimi je určen objemem, požadavkem na přesnost, dodací lhůtou, stabilitou návrhu a specifickými materiálovými a environmentálními požadavky aplikace. Výrobci, kteří investují čas, aby porozuměli těmto procesním charakteristikám, aplikovali je na svá konkrétní rozhodnutí o získávání zdrojů a zapojili dodavatele s prokázanou technickou způsobilostí do příslušného procesu, dosáhnou nejlepší kombinace kvality, nákladů a spolehlivosti dodávek ze svého dodavatelského řetězce plechových dílů.

Operace povrchové úpravy a následného lisování pro plechové díly

Lisovaný nebo vyrobený plechový díl zřídka opouští výrobní závod ve stavu, kdy opouští lis nebo laserovou řezačku. Většina průmyslových a automobilových plechových dílů vyžaduje jednu nebo více operací následného zpracování, které čistí, chrání a funkčně zlepšují povrch předtím, než je díl připraven k montáži. Pochopení dostupných možností dokončování, jejich schopností a omezení je důležité pro správnou specifikaci dílů a vyhnutí se běžné chybě při použití specifikace dokončování, která je buď nedostatečná pro servisní prostředí, nebo zbytečně drahá pro skutečné podmínky expozice.

Čištění a předúprava

Lisované ocelové díly nesou zbytky mazacího oleje z lisovacího procesu a lisované i vyrobené díly mohou mít na povrchu okuje, rez a znečištění, které musí být odstraněny před aplikací jakéhokoli nátěru. Tryskání ocelovou drtí nebo abrazivem ze skleněných kuliček je nejběžnější metodou přípravy konstrukčních dílů, přičemž se dosahuje čistoty povrchu Sa 2,5 (blízko bílého kovu) a drsnosti povrchu Ra 3 až 8 mikrometrů, což poskytuje ideální profil mechanické kotvy pro přilnavost barvy a základního nátěru. U přesných dílů, kde jsou rozměrové tolerance těsné a drsnost povrchu z tryskání je nepřijatelná, poskytuje alkalické odmašťování a kyselé moření chemické čištění bez mechanického otěru povrchu.

Konverzní nátěr na železo nebo fosforečnan zinečnatý nanesený po čištění vytváří mikrokrystalickou vrstvu, která zlepšuje přilnavost nátěru a poskytuje určitý stupeň inhibice koroze pod nátěrem. Předúprava fosforečnanem zinečnatým kombinovaná s elektroforetickým základním nátěrem (e coat) je standardem automobilového průmyslu pro konstrukční díly karoserie, který poskytuje souvislý, rovnoměrně tenký základní film o tloušťce 15 až 25 mikrometrů, který proniká do krabicových sekcí a dutých oblastí, kam se sprejem nedostane, a dosahuje odolnosti proti korozi 1 000 hodin neutrálního solného spreje podle ISO 9227 před první korozí. Výrobci průmyslových zařízení stále častěji používají stejný systém e coat primeru pro díly, které vyžadují nejvyšší dostupnou ochranu proti korozi.

Systémy práškového lakování a mokrého lakování

Práškové lakování je dominantním vrchním nátěrem pro průmyslové a komerční plechové díly díky kombinaci silného, odolného filmu v jediné aplikaci, velmi nízkým emisím VOC ve srovnání s tekutými barvami na bázi rozpouštědel a vysoké účinnosti využití materiálu (přestříkaný prášek se regeneruje a znovu používá, čímž se dosahuje účinnosti přenosu materiálu 95 až 99 procent). Termosetové polyesterové práškové nátěry aplikované v tloušťce suchého filmu 60 až 80 mikrometrů poskytují vynikající odolnost vůči venkovnímu UV záření a jsou standardní povrchovou úpravou pro kryty zařízení HVAC, elektrické skříně a ochranné kryty průmyslových strojů vystavené mírným podmínkám prostředí.

U dílů vyžadujících velmi vysokou chemickou odolnost poskytují epoxidové práškové nátěry vynikající ochranu proti alkáliím a mnoha průmyslovým chemikáliím, ačkoli při vystavení UV záření křídují a blednou, a proto se používají ve vnitřních nebo podzemních aplikacích. Dvouvrstvé systémy kombinující epoxidový základní prášek s polyesterovým nebo polyuretanovým vrchním práškem dosahují chemické odolnosti i UV stability a jsou specifikací pro průmyslová zařízení pracující v agresivním venkovním prostředí, jako je těžba, ropná pole a instalace na moři.

Pokovování a elektrochemické dokončování přesných dílů

Přesné lisované díly pro automobilový průmysl, elektroniku a průmyslové řídicí aplikace často vyžadují galvanické nebo bezproudové kovové povrchové úpravy, které poskytují ochranu proti korozi, odolnost proti opotřebení nebo specifické vlastnosti elektrického kontaktu. Galvanické pokovování zinkem o tloušťce 5 až 12 mikrometrů poskytuje dostatečnou ochranu proti korozi pro vnitřní automobilové výlisky a elektrické součásti, přičemž pasivace trojmocného chromátu přes vrstvu zinku poskytuje vizuální indikátor koroze a další zvýšení odolnosti proti korozi. Elektronické pokovování niklem o tloušťce 5 až 15 mikrometrů na přesných kontaktech a pružinách konektorů poskytuje jak odolnost proti korozi, tak nízký a stabilní přechodový odpor (obvykle pod 10 miliohmů), který je nezbytný pro spolehlivý přenos elektrického signálu v automobilových a průmyslových ovládacích konektorech.

U vysoce objemových přesných výlisků, jako jsou elektronické terminály, kontakty konektorů a reléové pružiny, se selektivní pokovování nanáší drahým nebo funkčním kovovým povlakem pouze na kontaktní povrch součásti, a to pomocí procesů pokovování maskovaným kotoučem na kotouč, které minimalizuje použití drahých materiálů pro pokovování zlatem, palladiem nebo stříbrem při dosažení požadovaných kontaktních vlastností na každém funkčním povrchu lisovaného dílu. Tato selektivní aplikace funkčních povlaků je možná pouze u přesně lisovaných dílů, které mají konzistentní geometrii, protože soutisk maskování závisí na opakovatelnosti rozměrů, které vyrobené nebo obráběné díly obvykle nedosahují při požadovaných výrobních rychlostech.

Dokončovací specifikace pro plechový díl by měla být stanovena ve fázi návrhu po konzultaci s dodavatelem lisování nebo výroby, neměla by být přidána jako dodatečná myšlenka po zmrazení návrhu dílu. Požadavky na konečnou úpravu ovlivňují rozměrovou obálku dílu (tloušťka pokovování a práškového laku se přidávají k rozměrům dílu a musí být zohledněny v montážních vůlích), návrh jakýchkoli otvorů pro závitové spojovací prvky (které musí být po nanesení zamaskovány nebo opatřeny závitem, aby byla zachována kvalita závitu) a procesní schopnosti dodavatele. Dodavatelé s integrovanými dokončovacími operacemi – lisováním a povrchovou úpravou pod jednou střechou – mohou poskytnout těsnější kontrolu nad celkovou sekvencí procesu a kratší dodací lhůty než dodavatelský řetězec, který přesouvá díly mezi samostatnými prodejci lisování a dokončovacích prací.