비용 효율적인 금속 스탬핑 디자인 및 프로세스 가이드

자동차 후드와 가전 가구에서 정밀 전자 부품에 이르기까지 우리가 매일 사용하는 많은 제품들은 공통적인 제조 과정을 공유합니다.비용 효율적인 기술은 현대 제조업에서 중요한 역할을 합니다.. 하지만 정확히 어떻게 금속 스탬핑 작동? 그것의 장점과 한계점은 무엇입니까? 이 기사에서 그것의 기본 원칙에서 생산 최적화까지 금속 스탬핑에 대한 포괄적인 모습을 제공합니다..

메탈 스탬핑 (Metal Stamping) 은 프레스 폼핑으로도 알려져 있으며, 프레스 폼핑에 설치된 특수 다이를 사용하여 금속 시트 (코일 또는 빈) 에 엄청난 압력을 가하는 냉형 형식이다.이 압력 으로 인해 재료 는 깎아 가집니다, 구부리거나 스트레칭 변형, 궁극적으로 원하는 부분 모양을 만듭니다.

이 과정은 특히 대량 생산에 적합합니다.스탬핑 프레스는 수백만 회로 동안 엄격한 차원 일관성을 유지하면서 분당 수십 개 또는 수백 개의 동일한 부품을 생산 할 수 있습니다.초기 도형 비용은 높을 수 있지만, 큰 생산 라인에서 amortized 될 때 비용 효율적이 됩니다.

속도, 반복성 및 확장성으로 인해 금속 스탬핑은 자동차, 전자제품, 가전 및 항공우주 산업에서 널리 사용됩니다. 아래에서 스탬핑 원리를 살펴 봅니다.다른 과정신뢰성 있는 대량 생산을 위한 기능 및 설계 고려사항

금속 스탬핑 프로세스는 일반적으로 주요 기능에 따라 분류됩니다.

• 텅 비어 있는 상태:금속판에서 부품의 전체 외형 절단
• 퓨싱 / 펀칭:내부 구멍 또는 부품의 특징을 만들어 제거 된 물질이 "부스러기"로 변하는 것
• 모양:절단 없이 영구 변형되는 물질, 예를 들어 구부리거나 펴는 방식으로

스탬핑은 또한 생산량에 따라 분류 될 수 있습니다.

• 단기 스탬핑:저렴한 임시 매트 (소프트 툴링) 을 사용하며, 종종 레이저 절단 빈자와 결합됩니다. 5,000개 이하의 부품을 위해 적합하며, 주로 프로토타입 제작 및 파일럿 생산을 위해 사용됩니다.
• 생산 스탬핑:수백만 회로로 설계된 단단한 강철 매트 (hard tooling) 를 사용하며 대량 생산에 대한 단위 비용을 낮출 수 있습니다.

부품 기하학과 복잡성에 따라 다양한 스탬핑 방법이 있습니다.

• 굽기 및 형성:굽는 것은 선형 변형을 의미합니다. 엔지니어들은 스프링백 (물질의 부분적인 원래 모양으로 돌아가는 것) 을 고려해야합니다. 이는 도어 디자인에서 과잉 굽기를 필요로합니다.
• 엠브로싱 & 코닝:엠브로싱은 재료를 뻗어 내리는 것으로 인해 상승 / 침투된 특징을 만듭니다. 고압은 극도의 차원 정확성을 위해 사용되며 두께가 종종 크게 변합니다.
• 얇은 표면:고 정밀 깎기 기술, 단단한 펀치 다이 클리어런스와 특화된 트리플 액션 프레스를 사용하여 재료 두께에 걸쳐 부드럽고 부서지지 않은 가장자리를 생산합니다.
• 깊이 있는 그림:톱 모양 또는 홀리 부분을 원활하게 만듭니다. 깊은 부분은 찢어지거나 구부러지는 것을 방지하기 위해 제어 된 재료 흐름과 함께 여러 가지 도면 단계를 필요로합니다.

도는 스탬핑에 가장 큰 자본 투자를 대표하고 최종 부품 품질과 비용을 결정합니다. 완전한 스탬핑 도는 몇 가지 주요 구성 요소를 포함합니다.

• 펀치:압축 슬라이드에 부착된 상단 절단/형조 도구
• 다이 블록:하부 반은 구멍이나 절단 가장자리를 포함합니다.
• 스트리퍼 판:기계적으로 슬라이드 후퇴 동안 펀치에서 부품 / 부품을 제거
• 조종사:후속 작업에서 완벽한 정렬을 보장하기 위해 미리 뚫린 구멍에 들어가는 핀

다이 소재 (일반적으로 도구 스틸) 는 마모 저항, 필요한 생산량 및 재료 경화 기준으로 선택됩니다.

단일 작업 도형 이외의 옵션은 다음을 포함합니다.

• 진행형:금속 스트립 은 여러 역 을 통과 하며, 각 역 은 특정 동작 을 수행 한다
• 합성 도어:단일 스테이션은 동시에 여러 작업을 수행
• 이식:자동 시스템 또는 프레스 스테이션 사이의 로봇 무기 전송 부품

거의 모든 금속 합금으로 된 스탬핑 작업 - 냉불 철강 (CRS), 열불 철강 (HRS), 스테인리스 철강, 알루미늄, 구리,그리고 구리 - 하지만 0 사이의 두께에서 가장 효율적입니다.127mm (0.005") 및 6.35mm (0.25")

엔지니어들은 스탬핑/포밍 과정에서 금속판 곡물의 방향을 고려해야 한다. 곡물 방향에 수직한 곡선은 평행 곡선보다 더 강하고 균열되기 쉬운 경향이 적다.결정적인 곡선은 스트립 레이아웃에서 올바르게 정렬되어야합니다..

DFM 원칙은 부품을 스탬핑에 최적화하여 도형 비용, 사이클 시간 및 결함을 최소화합니다. 아래는 일반적인 DFM 지침입니다 (정확한 값은 재료 유형에 따라 다를 수 있습니다):

• 굽기 반지름:내부 굽기 반지름 (Ri) 은 ≥1.0-1.5 × 재료 두께 (T) 이어야 합니다. 작은 반지름은 재료를 과장하여 균열과 도형 피로 위험을 초래합니다. (정확한 값은 굽기 곡물의 방향에 따라 다릅니다.)
• 구멍 크기/간격:특징 또는 특징에서 가장자리 사이의 최소 웹 / 간격은 ≥1.0-2.0 × 재료 두께가 있어야합니다.
• 코너 디자인:모든 안쪽 모서리 / 절단 조각은 ≥0.5T 반경이 있어야 다이 수명을 극대화하고 부분 스트레스 농도를 방지합니다.
• 구조물 특징:굽는 리리프는 가장자리에 가까운 모든 굽는 라인 끝에서 추가되어야 물질 축적 / 찢어지는 것을 방지하고 정확한 최종 플랜지 높이를 보장합니다
• 버어 방향:원하는 burr 방향 (올라/아래) 을 지정하십시오. Burrs 항상 도면 측 재료 얼굴에 형성
• 반 워크핑:크고, 얇고 평평한 부위에 대해서는 내부 스트레스 완화로 인해 구부러지는 것을 방지하기 위해 구슬이나 갈비 같은 딱딱한 기능을 추가하십시오. (오일 캔 효과)

표준 블랭킹/포밍은 일반적으로 ±0.005" (±0.127mm) 용도를 달성합니다. 미세 블랭킹과 엄격한 프로세스 제어와 같은 전문 장비로 중요한 특징은 ±0.001" (±0.025mm) 를 유지할 수 있습니다.

스탬핑 정확도는 다음에 따라 달라집니다.

• 재료 일관성:두께/출력 강도의 차이는 스프링백 차이로 인해
• 도구 마모:펀치 다이 클리어런스 증가 생산 중에 차원 정확도를 감소
• 프로세스 안정성:프레스 속도, 정렬 및 윤활성 을 정확하게 조절 하는 것 은 매우 중요 하다

더 긴 허용도 (±0.0005") 또는 특정 표면 완공이 필요할 때, 2차 작업은 다음을 포함한다.

• 제한:결정적인 크기/각을 정확하게 설정하기 위한 두 번째 스탬핑
• CNC 가공:고정밀 구멍이나 장착면적용

스탬핑은 매우 반복 가능한 생산 규모의 관용을 제공하며, CNC 가공은 단일 특징에 대한 탁월한 절대적 정확성을 제공합니다.

스탬핑을 사용하는 결정은 부피와 기하학에 달려 있습니다.

• 가장 좋은 응용 프로그램:대량 생산 (>20,000개/년); 2차원 비공형으로 줄일 수 있는 부품; 얇은 중형 금속판
• 다음 과 같은 경우 를 피 하십시오.프로토타입 제작/저용량 (도구 비용이 너무 비싸다); 매우 두꺼운 재료; 합성된 3D 기능 (내용 샴퍼) 은 주름/공업에 더 적합하다

새로운 제품 도입을 위해 하이브리드 접근 방식을 고려하십시오.

1. 프로토타입 제작:레이저 절단 및 빠른, 저비용 반복을 위해 브레이크를 눌러
2. 파일럿 제작:초기 파일럿 실행을 위한 위원회의 소프트 툴 (500~5,000개)
3. 대량 생산:설계 동결 및 확정된 생산량 후에 고용량, 단단한 점진형 도형에만 투자합니다.

금속 스탬핑은 다양한 금속과 두께에 적합한 효율적이고 경제적인 대량 생산 방법입니다. DFM을 일찍 구현함으로써 엔지니어들은 부품 디자인을 최적화하고 도구 비용을 절감할 수 있습니다.그리고 고품질의, 산업의 엄격한 요구 사항을 충족하는 저렴한 부품. 금속 스탬핑을 선택하는 것은 생산량, 부품 기하학, 재료 특성을 신중하게 고려해야합니다.그리고 최적의 제조 결과를 얻기 위해 도구 비용.