Штамповка листового металла: подробное руководство для начинающих

Многие современные продукты прочны, но очень легки, несмотря на то, что сделаны из металла. Причина в том, что дизайн продукта доведен до такой степени, что мы можем создавать даже высоконагруженные конструкции из тонких листов металла. Штамповка листового металла — одна из технологий, позволяющих создавать желаемую форму, такую как тонкостенные объекты.

Что такое штамповка металла?

Штамповка листового металла — производственный процесс, который не вычитает и не добавляет материал к будущим деталям. Метод использует формовку для придания прямым металлическим листам желаемой формы. По сути, вы гнете металлические листы на специализированном оборудовании с помощью специальных матриц и штампов. Обычно процесс не требует нагрева листа, поэтому нет теплового искажения на поверхности матрицы. Это делает процесс штамповки экономичным и экологичным. Однако, если нужна деталь из толстого металлического листа, сила для его гибки может быть слишком большой. Тогда нужно нагреть металл и обратиться к ковке.

Типы процессов штамповки листового металла

Существует много разных процессов штамповки. Каждый довольно базовый, но в комбинации они могут дать почти любую геометрию. Вот самые распространенные процессы штамповки листового металла.

Высечение (Blanking) часто первая операция среди процессов штамповки. Требует штамповочного пресса с острым штампом. Металлические листы обычно поставляются большими размерами, например 3×1,5 м. Большинство деталей не такие большие, поэтому нужно вырезать участок листа для вашей детали, и идеально получить желаемый контур конечной детали сразу. Поэтому высечение применяется для получения нужного контура. Заметьте, есть другие способы сделать заготовку листового металла: лазерная резка, плазменная, водяная.

Гибка (Bending) — базовая операция для изготовления простейших штамповочных деталей. Вы просто гнете металлический лист вдоль прямой линии до требуемого градуса. Для этого нужна штамповочная матрица с V-образной полостью, изготовленная под требуемый угол, и соответствующий штамп.

Фланжирование (Flanging) по сути похоже на гибку, но делается вдоль кривой линии. Это делает операцию немного сложнее, и нужно покупать специальное фланжирующее оборудование.

Гофрование (Embossing) очень похоже на гравировку, но вторая вырезает небольшой кусок металла для создания логотипа или знака на металлической детали, тогда как гофрование использует предварительно настроенный штамп для создания вмятины в форме требуемого сообщения или изображения.

Чеканка (Coining) похожа на гофрование, так как тоже создает узоры или сообщения на листовом металле. Однако при гофовании вы получаете вмятину на одной стороне и выступающий узор на другой. Чеканка отличается: использует гораздо больше давления. Вместо штампа матрица с полостью вдавливается в деталь до возникновения пластических деформаций и течения металла в полость матрицы. Результат — выступающий узор на одной стороне и гладкая поверхность на другой без вмятин.

Растяжение (Stretching) — процесс, высокоценяемый автопроизводителями. Состоит в фиксации краев листа в специальных приспособлениях и растяжении. Нет другой формовочной операции, лист просто растягивается. Но результат дает очень гладкий лист. Так делаются те красивые кузова авто, такие гладкие и текучие.

Штамповочные матрицы листового металла

Матрицы — важнейшие элементы для обеспечения размеров и точности штампованного листового металла. Типичная система матриц должна включать матрицу с полостью и соответствующий штамп, поэтому лучше проектировать их вместе. Материал для холодных штамповочных матриц зависит от прогнозируемого номера партии. Если планируете производить идентичные детали в 5- или 6-значных числах, понадобится инструментальная закаленная сталь для матриц, чтобы выдерживать нагрузки. Если делаете кастомные детали листового металла, можно обойтись обычной сталью или даже более прочными алюминиевыми сплавами. Техники быстрого прототипирования с ЦНЦ-обработкой алюминия могут сделать такие матрицы за дни, так что прототипы можно получить очень быстро, но для производства долговечных матриц понадобятся значительное время и инвестиции в услуги штамповки листового металла.

Штамповочные станки листового металла

Процессы штамповки требуют специального оборудования. Чаще всего используются штамповочные прессы. Пресс — в основном станок, который может давить на металлическую заготовку с намерением сформировать её нужным образом. В зависимости от частоты использования, количества деталей в год и их толщины, может быть механическим или гидравлическим, ручным или ЧПУ. Гидравлические ЧПУ-прессы — самые эффективные станки для штамповки листового металла. Если оснащены автоматическим устройством подачи листа, они могут делать штампованные металлические детали без вмешательства механика.

Материалы для кастомной штамповки листового металла

Доступно много материалов для кастомной штамповки листового металла:

• Холоднокатаная сталь
• Горячекатаная сталь
• Нержавеющая сталь
• Алюминий
• Оцинкованная сталь
• Бериллиевая медь
• Латунь

Как собирать штамповочные детали

Нужно отличное решение для производства малосерийных металлических деталей с доступной стоимостью и высокой точностью? Запросите котировку, чтобы узнать больше.

После изготовления требуемых деталей листового металла можно применить ряд техник сборки для легкого завершения продукта. Например, заклепка листового металла, широко используемая в авиапромышленности, — легкий способ создания сложных штамповочных сборок без лишней тепловой деформации. Нужно сделать отверстия для заклепок перед сборкой. Заклепка — своего рода болт, вдавливаемый в отверстие и затем деформируемый для фиксации деталей.

Сварка металлических деталей — другой способ. Есть два варианта сварки, полезных, если выбираете это как операцию соединения.

Точечная сварка (Pinpoint welding) — экстремально быстрый, легкий и высококачественный метод. Два листа помещаются между цилиндрическими электродами. Электроды зажимают листы и нагревают область соприкосновения до плавления и слияния. Вся операция занимает меньше минуты.

Дуговая сварка (Arc welding) — самый частый процесс сварки, главное преимущество — позволяет делать герметичные швы легко, поэтому если делаете какой-то бак, дуговая сварка точно поможет.

Услуги прототипирования листового металла

Наша услуга прототипирования листового металла разработана для быстрого прототипирования, серийного производства и сборок. Мощность нашего инхауса может производить минимум 500 деталей и доставку вовремя. Мы обсудим с вами разработку прототипов и образцов от дизайна листового металла до производства. Обеспечивая ваши проекты прототипирования большей точностью при снижении производственных затрат.

Узнайте больше о нашей точной штамповке

В WayKen мы можем предложить быстрое и рентабельное решение точной штамповки для производства различных компонентов: от микроминиатюрных деталей до больших сложных компонентов. Также предоставляем услуги быстрого прототипирования, включая однодетальный перенос и прогрессивное прототипирование ленты для облегчения малосерийного производства для инвестиций в крупносерийное. Чтобы узнать больше о возможностях WayKen по кастомной штамповке металла или любых вопросов о ваших следующих проектах, свяжитесь с нами.