Čo sú služby lisovania a výroby plechov a ako si vyberiete správny postup pre svoje diely?

Čo je to lisovanie plechov a ako to funguje?

Lisovanie plechu je proces tvárnenia za studena, pri ktorom sa plochý plech vloží do raziaceho lisu a tvaruje sa pomocou kaleného nástroja a matrice, ktorá aplikuje tlakovú silu na deformáciu kovu do presnej trojrozmernej geometrie. Proces zahŕňa niekoľko čiastkových operácií, ktoré je možné vykonávať jednotlivo alebo postupne v rámci jednej progresívnej matrice alebo prenosovej matrice: vysekávanie (vyrezávanie vonkajšieho profilu dielu z plechu), dierovanie (vyrezávanie otvorov a otvorov), ohýbanie (tvarovanie uhlových prvkov), ťahanie (vyťahovanie kovu do tvaru pohára alebo škrupiny), razenie (aplikovanie veľmi vysokého lokálneho tlaku na povrch na vytvorenie presných povrchových tolerančných prvkov a tesniace vzory na účely tuhosti alebo identifikácie).

Primárnou ekonomickou výhodou lisovania plechu je rýchlosť: moderný vysokorýchlostný progresívny lisovací lis pracujúci pri rýchlosti 200 až 800 zdvihov za minútu dokáže vyrobiť komplexný lisovaný kovový diel každú zlomok sekundy, čím sa dosiahne čas cyklu na diel, ku ktorému sa žiadny iný proces tvarovania kovu nemôže priblížiť pri ekvivalentnej zložitosti dielu. Investícia do nástrojov potrebná na dosiahnutie tejto rýchlosti je značná, zvyčajne sa pohybuje od 15 000 USD do 250 000 USD alebo viac za komplexnú progresívnu matricu, ale táto investícia sa amortizuje počas celého výrobného cyklu. Pri objemoch nad 10 000 až 50 000 dielov za rok v závislosti od zložitosti dielu, lisovanie konzistentne poskytuje najnižšie náklady na diel zo všetkých možností formovania kovov pre diely v rámci jeho geometrických možností.

Progresívne razenie vs transfer razenie

Dve hlavné konfigurácie lisovacích lisovníc používané pri výrobnom lisovaní sú progresívne lisovnice a prenosové lisovnice a výber medzi nimi má významný vplyv na veľkosť dielu, zložitosť a náklady na diel:

• Progresívne lisovanie: Pás plechu sa kontinuálne posúva cez sériu staníc v rámci jednej sady lisovníc, pričom každý lisovací zdvih posúva pás o jeden krok stanice a súčasne vykonáva určenú operáciu na každej stanici. Diel zostáva pripevnený k pásu nosnými chlopňami až do konečnej stanice, kde je oddelený od pásu ako hotový diel. Progresívne matrice sú preferovanou voľbou pre malé až stredné diely (zvyčajne pod 300 mm v akomkoľvek smere), ktoré vyžadujú veľký počet tvárniacich operácií a vyrábajú sa vo veľmi veľkých objemoch. Nosný pás poskytuje presné polohovanie dielov medzi stanicami bez mechanického prenosového zariadenia, čo umožňuje najvyššie možné rýchlosti lisu.
• Pretlačovacie razenie: Jednotlivé prírezy sú odrezané z pásu a následne mechanicky prenášané medzi jednotlivými lisovacími stanicami pomocou prenosového mechanizmu integrovaného do lisu. Pretlačovacie lisovnice môžu spracovať väčšie a zložitejšie časti ako progresívne lisovnice, pretože časť nie je obmedzená, aby zostala pripevnená k nosnému pásu, čo umožňuje tvarovacie operácie, ktoré vyžadujú, aby bol celý obvod polotovaru voľný. Transferové razenie je štandardný proces pre veľké automobilové panely karosérie, konštrukčné komponenty a iné diely v rozsahu veľkostí od 300 mm do 2 000 mm.

Tolerancie dosiahnuteľné pri presnom lisovaní kovov

Presné lisovanie kovov sa vzťahuje na lisovacie operácie, ktoré dôsledne dosahujú užšie rozmerové tolerancie ako štandardné komerčné lisovanie, zvyčajne pomocou jemného strihania, razenia alebo presného brúsenia nástrojov s užšími vôľami matrice. Štandardné komerčné razenie typicky dosahuje rozmerové tolerancie plus alebo mínus 0,1 až 0,25 mm na prvkoch dielu; presné lisovanie kovov pomocou jemného strihania dosahuje tolerancie plus alebo mínus 0,05 mm alebo viac, pokiaľ ide o kolmosť reznej hrany a rozmery prvkov, s povrchovou úpravou na strihaných hranách Ra 0,4 až 1,6 mikrometrov v porovnaní s Ra 3,2 až 6,3 mikrometrov pre štandardné lisované hrany. Tieto užšie tolerancie sú spojené s vyššími nákladmi na nástroje a diel, a presné lisovanie je preto špecifikované len tam, kde si aplikácia skutočne vyžaduje prísnejšiu kontrolu rozmerov, ako sú polotovary ozubených kolies, komponenty ventilov a presné konštrukčné diely automobilov, kde montáž a funkčný výkon závisia od presnej geometrie.

Výroba plechu: procesy, schopnosti a aplikácie

Výroba plechu zahŕňa širší súbor procesov používaných na rezanie, tvarovanie a spájanie plechu do hotových dielov a zostáv, vrátane metód, ktoré si nevyžadujú veľké kapitálové investície do lisovacích nástrojov, ktoré si vyžaduje lisovanie. Hlavnými výrobnými procesmi sú rezanie laserom, plazmové rezanie, rezanie vodným lúčom, ohýbanie ohraňovacími lismi, valcovanie a zváranie a tieto procesy sa používajú samostatne alebo v kombinácii na výrobu plechové diely od prototypových množstiev až po stredné objemy výroby, kde ekonomika lisovacích nástrojov nie je odôvodnená objemom.

Rezanie laserom a CNC ohraňovanie

Rezanie laserom je dominantnou metódou rezania v modernej výrobe plechov pre hrúbky dielov od 0,5 mm do približne 25 mm v oceli a hliníku. Stroje na rezanie vláknovým laserom s výkonom 6 až 20 kilowattov dokážu rezať plechy z mäkkej ocele rýchlosťou 25 až 50 metrov za minútu pri hrúbkach 1 až 3 mm, pričom dosahujú tolerancie reznej hrany plus alebo mínus 0,1 mm a eliminujú potrebu rezacích nástrojov špecifických pre diel. Pretože je dráha rezania naprogramovaná v softvéri, laserový rezací stroj môže vytvoriť nový profil dielu v priebehu niekoľkých hodín od prijatia revidovaného výkresu, čo z neho robí preferovanú metódu rezania pre vlastné a nízkoobjemové plechové diely.

CNC ohýbanie ohraňovacím lisom formuje vyrezané polotovary do trojrozmerných tvarov použitím kombinácie razníka a V matrice, aby sa vytvorili presné uhly ohybu. Moderné CNC ohraňovacie lisy vybavené systémami na meranie uhla a automatickým korunovaním dosahujú bežne tolerancie uhla ohybu plus alebo mínus 0,5 stupňa a plus alebo mínus 0,2 stupňa so skúseným nastavením a spätnou väzbou merania. Kombinácia laserového rezania a CNC ohraňovacieho lisu je štandardnou výrobnou cestou pre zákazkové plechové diely v množstvách od 1 do približne 5 000 kusov, pokrývajúci rozsah objemov, kde investícia do lisovacích nástrojov nie je pre väčšinu geometrií dielov ekonomicky opodstatnená.

Razenie verzus výroba: Kedy zvoliť každý proces

Presné kovové lisovacie diely pre automobilové aplikácie

Automobilový priemysel je najväčším spotrebiteľom presného lisovania kovov na celom svete a podľa odhadov predstavuje 35 až 45 percent celosvetovej výroby lisovania podľa hodnoty. Požiadavky na lisovanie automobilov sa líšia od všeobecného priemyselného lisovania v niekoľkých dôležitých ohľadoch: objemy dielov sú obrovské (jeden model vozidla môže vyžadovať 100 000 až 500 000 kusov ročne), požiadavky na rozmerovú konzistenciu sú mimoriadne prísne, pretože diely sa musia správne zostaviť počas celej výrobnej série bez individuálneho nastavovania, musí sa maximalizovať využitie materiálu, pretože vysoké náklady na materiál na výrobu ocele a hliníka predstavujú 60 až 70 percent celkových nákladov na diely a bezpečnosť automobilových dielov, odolnosť a požiadavky na NVH (hluk, vibrácie a tvrdosť), ktoré sú kodifikované v prísnych technických normách špecifických pre zákazníka.

Štruktúra tela a lisovanie uzatváracieho panelu

Lisovanie konštrukcie automobilovej karosérie zahŕňa hlavné konštrukčné komponenty karosérie vozidla v bielej farbe: podlahovú dosku, protipožiarnu stenu, strešný panel, stĺpiky A a B, prahy dverí a vonkajšie bočné časti karosérie. Tieto diely sú lisované z vysokopevnostných a ultravysokopevných ocelí (HSLA, DP, CP a martenzitické ocele) s pevnosťou v ťahu od 340 MPa pre mäkkú konštrukčnú oceľ až po 1 500 MPa a viac pre martenzitickú lisom kalenú oceľ používanú v bezpečnostných komponentoch ochrany proti vniknutiu.

Komponenty z lisovanej ocele (PHS), ako sú stĺpiky A, stĺpiky B a dverové vniknuté nosníky, sú lisované v procesoch tvárnenia za tepla, kde sa polotovar pred tvárnením zahreje na 900 až 950 stupňov Celzia, potom sa rýchlo ochladzuje v matrici, aby sa dosiahla martenzitická mikroštruktúra s pevnosťou v ťahu 1 300 až 1 500 pri 30 percentách nižšej hmotnosti než 0,500 MP. vysokopevnostná oceľová časť s ekvivalentnými konštrukčnými vlastnosťami. Zníženie hmotnosti priamo prispieva k úspore paliva vozidla a dojazdu elektrických vozidiel na batérie, vďaka čomu je lisovanie PHS kritickou technológiou umožňujúcou programy odľahčenia vozidiel u všetkých hlavných výrobcov automobilov.

Presné lisované automobilové konštrukčné a funkčné diely

Okrem panelov štruktúry karosérie vytvára presné lisovanie kovov širokú škálu automobilových konštrukčných a funkčných dielov, ktoré vyžadujú prísnejšie tolerancie a zložitejšie geometrie ako panely karosérie:

• Komponenty odpruženia: Držiaky ovládacích ramien, sedlá pružín a výstuhy podbehov kolies vyrobené z vysoko pevnej ocele s prísnymi rozmerovými toleranciami, kde geometria priamo ovplyvňuje geometriu kolies, ovládateľnosť a opotrebovanie pneumatík. Požiadavky na toleranciu polohy montážnych otvorov sú pre tieto diely zvyčajne plus alebo mínus 0,1 až 0,2 mm, aby sa zabezpečilo konzistentné zarovnanie v rámci variácií zostavy montážnej linky.
• Komponenty hnacieho ústrojenstva a prevodovky: Polotovary ozubených kolies, spojkové lamely a výstuhy skrine prevodovky, ktoré vyžadujú jemné vyrezanie na dosiahnutie hladkých, kolmých rezných hrán a úzkych rozmerových tolerancií potrebných pre správnu funkciu vo vysokorýchlostných rotujúcich zostavách. Jemne vyrezané polotovary ozubených kolies dosahujú tolerancie profilu zubov v rámci noriem kvality DIN 7 v porovnaní s DIN 10 až 11 pre konvenčne lisované a obrábané ekvivalenty.
• Komponenty priehradky na batérie a krytu: Pre batériové elektrické vozidlá tvoria štrukturálny kryt a vnútorné prepážky vysokonapäťovej batérie presne lisované hliníkové a oceľové komponenty. Tieto diely kombinujú prísne rozmerové tolerancie (kritické pre utesnenie a montáž) s vysokými požiadavkami na využitie materiálu (súčiastky batérií sú často drahé hliníkové zliatiny, kde odpad materiálu priamo ovplyvňuje ekonomiku dielov).
• Bezpečnostné prvky kritických bezpečnostných pásov a airbagov: Kotviace platne bezpečnostných pásov, konzoly predpínačov a komponenty krytu airbagu, ktoré sú presne vylisované podľa špecifických požiadaviek na hrúbku a tvrdosť materiálu, so 100-percentnou rozmerovou kontrolou a úplnou vysledovateľnosťou materiálu ako štandardné požiadavky na kvalitu.

Požiadavky a normy na kvalitu lisovania automobilov

Od dodávateľov automobilových výliskov sa vyžaduje, aby fungovali v súlade s certifikáciou systému manažérstva kvality IATF 16949, ktorá integruje požiadavky ISO 9001 s požiadavkami špecifickými pre automobilový priemysel na pokročilé plánovanie kvality produktu (APQP), proces schvaľovania výrobných dielov (PPAP), analýzu systému merania (MSA) a štatistickú kontrolu procesu (SPC). Predloženie PPAP na nové presné razenie si zvyčajne vyžaduje rozmerové výsledky z minimálne 30 za sebou vyrobených dielov, ktoré vykazujú všetky kritické rozmery v rámci špecifikácie pri Cpk (index spôsobilosti procesu) 1,67 alebo viac a všetky hlavné rozmery pri Cpk 1,33 alebo viac. Tieto požiadavky na spôsobilosť zabezpečujú, že proces lisovania je dostatočne robustný na to, aby sa zachovala zhoda v celom objeme výroby s veľmi nízkou pravdepodobnosťou, že sa na montážnu linku dostanú diely mimo tolerancie.

Plechové diely pre priemyselné zariadenia

Výrobcovia priemyselných zariadení zahŕňajú širokú škálu kategórií produktov: poľnohospodárske stroje, stavebné zariadenia, systémy na manipuláciu s materiálom, priemyselné čerpadlá a kompresory, zariadenia na výrobu elektrickej energie a stroje procesných zariadení. Plechové diely požadované v týchto aplikáciách sa výrazne líšia veľkosťou, špecifikáciou materiálu, objemom a požiadavkou na presnosť, ale majú spoločnú vlastnosť: musia spoľahlivo fungovať v náročných prevádzkových podmienkach počas predĺženej životnosti meranej skôr v desaťročiach ako v rokoch.

Konštrukčné rámy a kryty

Konštrukčné rámy, ochranné kryty a kryty priemyselných strojov sú zvyčajne vyrobené z hrubej ocele (hrúbka 3 až 12 mm) pomocou laserového rezania a ohýbania ohraňovacieho lisu s následným zváraním MIG alebo TIG. Tieto diely sú navrhnuté skôr na tuhosť konštrukcie a ochranu životného prostredia než na presnosť rozmerov v submilimetrovom rozsahu a výrobné procesy sú vhodné pre mierne objemy výroby typické pre výrobcov priemyselných zariadení, kde sa ročná produkcia konkrétneho modelu stroja môže pohybovať od 100 do 10 000 jednotiek.

Povrchová úprava konštrukčných plechových dielov pre priemyselné zariadenia zvyčajne zahŕňa otryskanie na odstránenie okoviny a povrchovej kontaminácie, po ktorom nasleduje nanášanie základného a vrchného náteru elektrostatickým nástrekom alebo katódovým ponorením. Pre zariadenia pracujúce vo vysoko korozívnych prostrediach (námorné, chemické spracovanie, ťažba), žiarové zinkovanie alebo žiarovo striekané zinkové povlaky poskytujú vynikajúcu ochranu proti korózii v porovnaní so samotnými náterovými systémami, so životnosťou 20 až 40 rokov v miernych kategóriách priemyselnej korózie.

Presné lisované funkčné komponenty v priemyselných zariadeniach

V rámci priemyselných zariadení si určité funkčné komponenty vyžadujú skôr presnosť a opakovateľnosť razenia ako výrobu. Lamely motora pre elektromotory sú dierované z kremíkovej elektroocele (špecializovaná zliatina s nízkou magnetickou hysteréznou stratou) s extrémne tesnými toleranciami geometrie štrbín, vonkajšieho priemeru a stohovacej rovinnosti; Tolerancie zaslepenia laminácie motora sú zvyčajne plus alebo mínus 0,02 až 0,05 mm na rozmeroch štrbiny a otvoru, aby sa zabezpečila správna magnetická vzduchová medzera a výplň štrbiny vinutia, ktoré určujú účinnosť motora. Jeden stredne veľký priemyselný motor obsahuje 200 až 1 000 jednotlivých lamiel, vďaka čomu je vysokorýchlostné presné strihanie jedinou ekonomicky životaschopnou výrobnou metódou pri objemoch požadovaných v odvetví elektromotorov.

Komponenty relé a stykačov, telesá pneumatických ventilov a dištančné dosky hydraulického potrubia sú ďalšími príkladmi presných lisovaných dielov v priemyselných zariadeniach, kde rozmerová presnosť lisovaného dielu priamo určuje funkčný výkon zostavy. Tieto diely sú často lisované z tvrdenej nehrdzavejúcej ocele, fosforového bronzu alebo zliatin berýliovej medi, ktoré si vyžadujú starostlivý návrh nástrojov na zvládnutie spätného pruženia, vytvrdzovania a opotrebenia matrice v rámci prijateľných limitov počas požadovanej životnosti nástroja.

Výber materiálu pre priemyselné plechové diely

Vlastné plechové diely pre systémy HVAC

Systémy HVAC (vykurovanie, vetranie a klimatizácia) predstavujú jeden z najväčších a technicky najšpecifickejších trhov pre zákazkové plechové diely. Funkčné požiadavky plechu HVAC sa líšia od konštrukčného priemyselného plechu: diely musia udržiavať presné rozmerové pomery, aby sa zabezpečila vzduchotesná montáž a správne prúdenie vzduchu, musia byť vyrobené z materiálov vhodných pre teplotu, vlhkosť a chemické prostredie vzduchu, s ktorým sa manipuluje, a musia sa vyrábať v miernych objemoch typických pre výrobcov zariadení HVAC (stovky až desaťtisíce jednotiek ročne), kde sa pri vysokých investičných nástrojoch uprednostňujú najvýhodnejšie typy tkanín.

Komponenty potrubia: Požiadavky na materiál a výrobu

Obdĺžnikové a kruhové potrubie pre komerčné a priemyselné systémy HVAC je vyrobené z pozinkovaného oceľového plechu v súlade s normou ASTM A653 alebo ekvivalentnými normami, v priereze od 26 gauge (0,55 mm) pre nízkotlakové domáce potrubie až po 16 gauge (1,5 mm) pre vysokotlakové priemyselné potrubie. Pozinkovaný zinkový povlak poskytuje ochranu proti korózii bez lakovania, čo je dôležité pri vzduchotechnických aplikáciách, kde je plynovanie farby do prúdu vzduchu neprijateľné. Normy SMACNA (Národná asociácia dodávateľov plechov a klimatizácií) špecifikujú minimálnu mieru plechu, typ švu a požiadavky na vystuženie potrubia pre každú triedu statického tlaku, od 0,5 palca vodomeru pre obytné systémy po 10 palcov a viac pre priemyselné a laboratórne tlakové systémy.

Pre aplikácie HVAC manipulujúce s korozívnymi alebo vlhkými prúdmi vzduchu, ako sú kuchynské výfukové systémy, odsávanie chemických laboratórií a ventilácia bazénov, je špecifikovaná nehrdzavejúca oceľ triedy 304 alebo 316 namiesto pozinkovanej ocele, aby odolala chloridom zaťaženému alebo kyslému prostrediu, ktoré ničí zinkové povlaky v priebehu niekoľkých mesiacov. Vyššie náklady na materiál a výrobu potrubia z nehrdzavejúcej ocele sú odôvodnené životnosťou 20 až 30 rokov v porovnaní s 3 až 7 rokmi v prípade pozinkovanej ocele v rovnakom agresívnom prostredí.

Kryt vzduchotechnickej jednotky a vnútorné komponenty

Plášťové panely, vnútorné rámy a montážne konzoly komponentov komerčných a priemyselných vzduchotechnických jednotiek (AHU) sú typicky na mieru vyrobené plechové diely. Kryty jednotky musia spĺňať viaceré požiadavky súčasne: tuhosť konštrukcie, aby odolala tlakovému zaťaženiu a hmotnosti vnútorných komponentov vrátane cievok, ventilátorov a filtrov; tepelnoizolačný výkon na minimalizáciu tepelných ziskov alebo strát cez plášť; vzduchotesnosť, aby sa zabránilo obchádzaniu komponentov filtrácie a rekuperácie energie; a čistiteľnosť pre aplikácie v potravinárskom, farmaceutickom a zdravotníckom prostredí.

Konštrukcia sendvičových panelov s použitím dvoch plechov z pozinkovanej alebo prelakovanej ocele s jadrom z polyuretánovej peny alebo minerálnej vlny je štandardným prístupom pre izolované panely plášťa AHU. Izolované sendvičové panely pre aplikácie vzduchotechniky majú zvyčajne hrúbku 25 až 50 mm, dosahujú tepelnú priepustnosť (hodnota U) 0,5 až 1,0 W/m2K a musia spĺňať EN 1886 triedu úniku vzduchu plášťom L1 alebo L2 (ekvivalent rýchlosti úniku pod 0,009 až 0,028 litra plochy plášťa budovy za sekundu) pri konštrukčnom tlaku energetickej triedy H VAC na meter štvorcový.

Presné lisované komponenty v zariadeniach HVAC

Zatiaľ čo komponenty potrubia a plášťa sú primárne vyrábané a nie lisované, niektoré komponenty v rámci HVAC zariadení sa vyrábajú presným lisovaním v objemoch, ktoré robia investície do nástrojov ekonomicky opodstatnené:

• Rebrá výmenníka tepla: Hliníkové rebrá chladiacich hadov a výmenníkov na rekuperáciu tepla sú presne vyrazené z hliníkovej fólie (typicky s hrúbkou 0,1 až 0,15 mm) vo vysokorýchlostných progresívnych lisovniach, ktoré tvoria geometriu rebier, vytvárajú objímku pre otvory rúrok chladiva a súčasne vytvárajú zvlnenie a mriežky, ktoré zlepšujú výkon prenosu tepla. Typická 100 kW chladiaca špirála obsahuje 50 000 až 200 000 jednotlivých rebier, vďaka čomu je vysokorýchlostné presné lisovanie jedinou praktickou výrobnou metódou. Na zabezpečenie správneho vloženia rúrky a bezpečného mechanického spojenia medzi rebrom a rúrkou po roztiahnutí rúrky sú potrebné tolerancie geometrie rebra plus alebo mínus 0,02 až 0,05 mm na výšku objímky a priemer otvoru.
• Listy a rámy tlmičov: Presne lisované listy klapiek z pozinkovanej alebo nehrdzavejúcej ocele pre klapky na reguláciu objemu, požiarne klapky a vyvažovacie klapky vyžadujú konzistentnú rovinnosť a rovné hrany, aby sa dosiahol tesniaci výkon špecifikovaný pre ich aplikáciu. Najmä listy požiarnych klapiek musia spĺňať normy UL 555 alebo EN 1366 pre únik a požiarnu odolnosť, ktoré závisia od presnej geometrie listu a kontaktu s okrajom.
• Komponenty kolesa ventilátora: Lopatky obežného kolesa odstredivého ventilátora, vstupné kužele a krúžky difúzora sú presne vylisované z ocele alebo hliníka valcovaného za studena a následne privarené do kompletnej zostavy kolesa ventilátora. Tolerancie geometrie lopatiek ovplyvňujú aerodynamický výkon ventilátora; konzistentný uhol lopatky a dĺžka tetivy naprieč všetkými lopatkami v kolese je rozhodujúca pre dosiahnutie menovitého nárastu tlaku, prietoku a účinnosti pri konštrukčnej rýchlosti.

Služby lisovania plechu na mieru: čo by mali výrobcovia hodnotiť

Výber vlastného poskytovateľa služieb lisovania plechu je rozhodnutím o výbere s dlhodobými dôsledkami pre kvalitu dielov, spoľahlivosť dodávateľského reťazca a celkové náklady na vlastníctvo. Investícia do nástrojov sa uskutoční na začiatku vzťahu a zmena dodávateľa lisovania v polovici programu si vyžaduje buď prevod nástrojov (ktorý zahŕňa náklady, oneskorenie a riziko overenia), alebo vybudovanie nového nástroja za dodatočné náklady. Dôkladné vyhodnotenie potenciálneho dodávateľa lisovania pred investíciou do nástrojov je preto nevyhnutné pre výrobcov v akomkoľvek odvetví.

Technické možnosti overenia pred výberom dodávateľa

Posúdenie technickej spôsobilosti dodávateľa presných kovových výliskov by malo pokrývať tieto oblasti:

• Kapacita lisu a rozsah tonáže: Overte si, či dodávateľ prevádzkuje lisy s tonážou vhodnou pre uvažované diely. Lisovanie dielu v poddimenzovanom lise vytvára nadmerné namáhanie lisovnice a zrýchlené opotrebovanie lisovnice; použitie nadrozmerného lisu plytvá energiou a nemusí poskytnúť rozlíšenie kontroly potrebné na presnú prácu. Vyžiadajte si inventár lisu vrátane tonáže, veľkosti lôžka, zdvihu a výšky uzavretia pre každý lis vo výrobnej flotile.
• Vlastný dizajn a schopnosť konštrukcie: Dodávatelia, ktorí navrhujú a vyrábajú svoje vlastné nástroje vo vlastnej réžii, majú rýchlejšie časy odozvy na revíziu lisovníc, lepšie pochopia vzťah medzi dizajnom lisovníc a kvalitou dielov a priamu zodpovednosť za výkon nástrojov. Dodávatelia, ktorí outsourcujú všetky nástroje, zavádzajú ďalšiu úroveň riadenia dodávateľského reťazca a komunikácie, ktorá predlžuje dodacie lehoty a komplikuje riešenie problémov počas testovania lisovníc a nábehu výroby.
• Metrologické a kontrolné zariadenia: Presné lisovanie kovov vyžaduje presné meranie. Overte, či dodávateľ prevádzkuje súradnicové meracie stroje (CMM), ktoré sú schopné merať v toleranciách požadovaných dodávanými dielmi, a či sa meranie vykonáva bežne vo výrobe, a nie iba počas schvaľovania dielov. Správy o kontrole prvého článku (FAIR) by sa mali poskytovať ako štandard pri schválení nového nástroja a akejkoľvek úprave nástroja.
• Materiálové certifikácie a sledovateľnosť: Potvrďte, že dodávateľ dostáva certifikované protokoly o skúške mlyna (MTR) s každým zvitkom prichádzajúceho materiálu, overujúc, že zloženie materiálu, mechanické vlastnosti a stav povrchu zodpovedajú špecifikovanej triede. Vysledovateľnosť materiálu k pôvodnému valcovaciemu zvitku by mala byť zachovaná počas výroby a zaznamenaná v dodacej dokumentácii, čo je povinná požiadavka pre automobilové a letecké aplikácie a najlepšia prax pre všetky aplikácie presného razenia.

Dizajn pre lisovateľnosť: Ako dizajn dielu ovplyvňuje cenu a kvalitu

Dizajn lisovaného dielu má priamy vplyv na náklady na nástroje, náklady na diel a dosiahnuteľnú rozmerovú kvalitu. Inžinieri, ktorí rozumejú základným pravidlám navrhovania lisovania, môžu podstatne znížiť zložitosť nástrojov a náklady vo fáze návrhu, ešte pred tým, ako sa nástroj zaviaže. Najpôsobivejšie konštrukčné pokyny pre presné lisovanie kovov sú:

1. Vyhnite sa prísnym toleranciám tvarovaných prvkov: Rozmerové tolerancie na tvarovaných prvkoch, ako sú polomery ohybu, výšky obruby a hĺbka razenia, sú vo svojej podstate širšie ako tolerancie na rezaných prvkoch, pretože pruženie, variácie hrúbky materiálu a opotrebovanie lisovnice prispievajú k variáciám tvarovaných prvkov. Špecifikujte tolerancie rezu do rezu (vzdialenosti od otvoru k otvoru, priemery otvoru, rozmery vonkajšieho profilu) tak presne, ako sa vyžaduje, ale použite najširšiu prijateľnú toleranciu na tvarovaných prvkoch, aby ste sa vyhli nákladným sekundárnym operáciám.
2. Medzi prepichnutými otvormi a okrajmi udržujte dostatočný materiál: Vo všeobecnosti platí, že minimálna vzdialenosť od stredu dierovaného otvoru k najbližšej hrane dielu by mala byť aspoň 1,5-násobok hrúbky materiálu a minimálna vzdialenosť medzi dvoma susednými otvormi by mala byť aspoň 2-násobok hrúbky materiálu. Menší rozstup spôsobuje deformáciu materiálu okolo otvorov a zrýchlené opotrebovanie lisovnice v razidle.
3. Konštrukčné polomery ohybu vzhľadom na hrúbku materiálu: Minimálny vnútorný polomer ohybu pre väčšinu ocelí valcovaných za studena je 0,5 až 1-násobok hrúbky materiálu; ohýbanie na polomer menší ako tento spôsobuje povrchové praskanie na vonkajšom povrchu ohybu. Pre tvrdšie materiály, ako je nehrdzavejúca oceľ a oceľ s vysokou pevnosťou, je minimálny polomer ohybu väčší, zvyčajne 1 až 2-násobok hrúbky materiálu, a uhol odpruženia je tiež väčší, čo si vyžaduje kompenzáciu uhla matrice.
4. Do rozloženia pásu zahrňte vhodné využitie materiálu: Spolupracujte s dodávateľom razenia počas fázy návrhu na optimalizácii orientácie dielu v rámci rozloženia pásu. Diel, ktorý je orientovaný 15 stupňov od svojej predvolenej polohy na páse, môže dosiahnuť o 10 percent lepšie využitie materiálu, čím sa znížia materiálové náklady o významné percento počas výrobnej životnosti dielu bez akejkoľvek zmeny funkčnej geometrie dielu.

Lisovanie plechov, presné lisovanie kovov a zákazková výroba plechu ponúkajú špecifickú a dobre definovanú hodnotovú ponuku pre výrobcov v automobilových, priemyselných a HVAC aplikáciách. Výber medzi nimi je určený objemom, požiadavkou na presnosť, dodacou dobou, stabilitou dizajnu a špecifickými materiálovými a environmentálnymi požiadavkami aplikácie. Výrobcovia, ktorí investujú čas do pochopenia týchto charakteristík procesu, aplikujú ich na svoje špecifické rozhodnutia o získavaní zdrojov a do príslušného procesu zapoja dodávateľov s preukázanou technickou spôsobilosťou, dosiahnu najlepšiu kombináciu kvality, nákladov a spoľahlivosti dodávok zo svojho dodávateľského reťazca plechových dielov.

Operácie povrchovej úpravy a následného razenia pre plechové diely

Lisovaný alebo vyrobený plechový diel zriedka opúšťa výrobné zariadenie v stave, v akom opúšťa lis alebo laserovú rezačku. Väčšina priemyselných a automobilových plechových dielov vyžaduje jednu alebo viac operácií po spracovaní, ktoré čistia, chránia a funkčne zlepšujú povrch predtým, ako je diel pripravený na montáž. Pochopenie dostupných možností konečnej úpravy, ich schopností a obmedzení je dôležité pre správnu špecifikáciu dielov a vyhnutie sa bežnej chybe pri použití špecifikácie konečnej úpravy, ktorá je buď nedostatočná pre servisné prostredie, alebo zbytočne drahá pre skutočné podmienky expozície.

Čistenie a predúprava

Lisované oceľové diely nesú zvyšky mazacieho oleja z procesu lisovania a lisované aj vyrobené diely môžu mať na povrchu okuje, hrdzu a kontamináciu, ktoré sa musia pred aplikáciou akéhokoľvek náteru odstrániť. Otryskávanie oceľovou drťou alebo abrazívom zo sklenených guľôčok je najbežnejšou metódou prípravy konštrukčných dielov, pričom sa dosahuje čistota povrchu Sa 2,5 (blízko bieleho kovu) a drsnosť povrchu Ra 3 až 8 mikrometrov, čo poskytuje ideálny profil mechanickej kotvy pre priľnavosť farby a základného náteru. Pre presné súčiastky, kde sú tesné rozmerové tolerancie a drsnosť povrchu z tryskania je neprijateľná, poskytuje alkalické odmasťovanie a kyslé morenie chemické čistenie bez mechanického odierania povrchu.

Konverzný náter na báze fosforečnanu železa alebo zinku aplikovaný po čistení vytvára mikrokryštalickú vrstvu, ktorá zlepšuje priľnavosť farby a poskytuje určitý stupeň inhibície korózie pod farbou. Predúprava fosforečnanom zinočnatým kombinovaná s elektroforetickým základným náterom (e coat) je štandardom automobilového priemyslu pre konštrukčné diely karosérie, ktorý poskytuje súvislý, rovnomerne tenký základný film s hrúbkou 15 až 25 mikrometrov, ktorý preniká do skriňových častí a dutých oblastí, ktoré sprejová aplikácia nedosiahne, a dosahuje odolnosť proti korózii 1 000 hodín neutrálneho soľného spreja podľa ISO 9227 pred prvou koróziou. Výrobcovia priemyselných zariadení čoraz viac využívajú rovnaký systém základného náteru e coat pre diely, ktoré vyžadujú najvyššiu dostupnú ochranu proti korózii.

Systémy práškového lakovania a mokrého lakovania

Práškové lakovanie je dominantným vrchným náterom pre priemyselné a komerčné plechové diely vďaka kombinácii silného, odolného filmu v jednej aplikácii, veľmi nízkym emisiám VOC v porovnaní s tekutými farbami na báze rozpúšťadla a vysokej účinnosti využitia materiálu (prestriekaný prášok sa regeneruje a opätovne používa, čím sa dosahuje účinnosť prenosu materiálu 95 až 99 percent). Termosetové polyesterové práškové nátery aplikované v hrúbke suchého filmu od 60 do 80 mikrometrov poskytujú vynikajúcu odolnosť voči vonkajšiemu UV žiareniu a sú štandardnou povrchovou úpravou krytov zariadení HVAC, elektrických krytov a krytov priemyselných strojov vystavených miernym podmienkam prostredia.

Pre diely vyžadujúce veľmi vysokú chemickú odolnosť poskytujú epoxidové práškové nátery vynikajúcu ochranu proti zásadám a mnohým priemyselným chemikáliám, hoci pri vystavení UV žiareniu kriedujú a blednú, a preto sa používajú vo vnútorných alebo podzemných aplikáciách. Dvojvrstvové systémy kombinujúce epoxidový základný prášok s polyesterovým alebo polyuretánovým vrchným práškom dosahujú chemickú odolnosť aj UV stabilitu a sú špecifikáciou pre priemyselné zariadenia pracujúce v agresívnom vonkajšom prostredí, ako je baníctvo, ropné polia a inštalácie na mori.

Pokovovanie a elektrochemická povrchová úprava presných dielov

Presne lisované diely pre automobilový priemysel, elektroniku a priemyselné riadiace aplikácie často vyžadujú galvanické alebo bezprúdové kovové povrchové úpravy, ktoré poskytujú ochranu proti korózii, odolnosť proti opotrebovaniu alebo špecifické vlastnosti elektrického kontaktu. Galvanické pokovovanie zinkom s hrúbkou 5 až 12 mikrometrov poskytuje primeranú ochranu proti korózii pre interiérové ​​automobilové výlisky a elektrické komponenty, pričom pasivácia trojmocného chrómu cez vrstvu zinku poskytuje vizuálny indikátor korózie a dodatočný prírastok odolnosti proti korózii. Elektronické pokovovanie niklom s hrúbkou 5 až 15 mikrometrov na presných kontaktoch a pružinách konektorov poskytuje odolnosť proti korózii a nízky a stabilný prechodový odpor (zvyčajne pod 10 miliohmov), ktorý je potrebný na spoľahlivý prenos elektrického signálu v automobilových a priemyselných ovládacích konektoroch.

V prípade vysokoobjemových presných výliskov, ako sú elektronické terminály, kontakty konektorov a reléové pružiny, selektívne pokovovanie nanáša povlak drahých alebo funkčných kovov iba na oblasť kontaktného povrchu dielu, pričom sa používajú procesy pokovovania s maskovaným kotúčom a kotúčom, ktoré minimalizujú použitie drahých materiálov na pokovovanie zlatom, paládiom alebo striebrom a zároveň dosahujú požadované kontaktné vlastnosti na každom funkčnom povrchu lisovaného dielu. Toto selektívne nanášanie funkčných povlakov je možné len s presne vyrazenými dielmi, ktoré majú konzistentnú geometriu, pretože registrácia maskovania závisí od rozmerovej opakovateľnosti, ktorú vyrobené alebo opracované diely zvyčajne nedosahujú pri požadovaných výrobných rýchlostiach.

Špecifikácia konečnej úpravy plechového dielu by mala byť stanovená vo fáze návrhu po konzultácii s dodávateľom lisovania alebo výroby, nepridáva sa ako dodatočný nápad po zmrazení návrhu dielu. Požiadavky na konečnú úpravu ovplyvňujú rozmerovú obálku dielu (hrúbka pokovovania a práškového náteru sa pridávajú k rozmerom dielu a musia byť zohľadnené v montážnych vôľach), dizajn akýchkoľvek otvorov pre upevňovacie prvky so závitom (ktoré musia byť po nanesení zamaskované alebo prepichnuté závitom, aby sa zachovala kvalita závitu) a procesné možnosti dodávateľa. Dodávatelia s integrovanými dokončovacími operáciami – razením a povrchovou úpravou pod jednou strechou – môžu poskytnúť prísnejšiu kontrolu nad celkovou postupnosťou procesu a kratšie dodacie lehoty ako dodávateľský reťazec, ktorý presúva diely medzi samostatnými predajcami lisovania a dokončovania.