Progresif Kalıp Damgalama Alüminyum|İlk Günden itibaren Kusurları ve Hurdaları Kesin

Alüminyum Parçalar İçin Progresif Kalıp Damgalama Nedir?

"Duyduğundailerici kalıp damgalama," muhtemelen çelik şeridin çok istasyonlu bir aletle dakikada yüzlerce vuruşla yarıştığını hayal ediyorsunuz. Alüminyum için konsept aynı kalır, ancak neredeyse her mühendislik kararı yüzeyin altında değişir. Parça geometrisini belirleyen bir tasarım mühendisiyseniz veya takım yatırımlarını değerlendiren bir satın alma profesyoneliyseniz, bu ayrım beklediğinizden daha fazla önem taşır.

Alüminyum için Progresif Kalıp Damgalamanın Anlamı

Aşamalı kalıpla damgalama alüminyum, sürekli bir alüminyum alaşım bobininin çok-istasyonlu bir kalıp boyunca ilerlediği, delme, bükme, şekillendirme ve kesme gibi ardışık işlemlerden geçtiği, alüminyumun benzersiz şekillendirilebilirliğini, gevşeme eğilimini ve geri esneme özelliklerini hesaba katarak her pres vuruşunda bitmiş bir parça ürettiği, yüksek-hacimli bir metal şekillendirme işlemidir.

Peki pratik anlamda ilerici kalıp nedir? Bu, sırayla düzenlenmiş birden fazla istasyonu içeren hassas bir alettir; her biri şerit üzerinde sabit bir adımla ileri doğru hareket ederken farklı bir işlem gerçekleştirir. Presin her vuruşunda tamamlanmış bir parça son istasyondan çıkar. Yöntem, geniş ölçekte olağanüstü tekrarlanabilirlik ve düşük parça başına maliyet sunar; bu nedenle aşamalı damgalama, on binlerce parçadan milyonlarca parçaya kadar olan üretim süreçlerinde hakimdir.

Özellikle alüminyum için, progresif kalıbın her istasyonda temel olarak çelikten farklı davranan bir malzeme etrafında tasarlanması gerekir.

Alüminyum Neden Farklı Bir Yaklaşım İstiyor?

Alüminyumun daha düşük Young modülü, her şekillendirme işleminden sonra önemli ölçüde daha fazla geri yaylanma anlamına gelir. Aynı takımlarda alüminyum ve çeliği karşılaştıran araştırma,alüminyum bileşen daha yüksek geri yaylanma sunacaktırdoğrudan istasyon geometrisine yerleştirilmiş aşırı bükülme dengelemesi gerektirir.

Geri esnemenin ötesinde, alüminyum aşamalı damgalama, çeliğin nadiren ortaya çıkardığı zorlukları da beraberinde getirir:

• Sinirlenme eğilimi- Alüminyum, kaplamasız takım çeliği yüzeylerine basınç altında yapışarak hem kalıba hem de parçaya zarar veren malzeme birikmesine neden olur.
• Boyun verme sonrasında daha düşük deformasyon kapasitesi- Çelikten farklı olarak alüminyum, boyun verme başladıktan sonra önemli miktarda ek gerilime dayanamaz, bu da onu marjinal şekillendirme koşullarını çok daha az affeder hale getirir.
• Azaltılmış R-değeri- Alüminyumun düşük Lankford katsayısı, deformasyonu yüzeye dağıtmak yerine levha kalınlığı boyunca yoğunlaştırarak çekme davranışını ve duvar incelmesini etkiler.
• Değişken gerinim sertleşmesi- Alüminyumdaki n-değeri, tekdüze uzamaya doğru gerinim arttıkça düşer, bu da malzemenin, şekillendirme sürecinin ilerleyen aşamalarında gerilimi eşit şekilde dağıtma yeteneğini kaybettiği anlamına gelir.

Bu özellikler alüminyumu aşamalı kalıp damgalamadan diskalifiye etmez. Sadece kalıp tasarımının, yağlama stratejisinin, alaşım seçiminin ve pres parametrelerinin hepsinin farklı kurallara göre ayarlanmasını talep ediyorlar. Aşağıdaki bölümlerde bu kurallar istasyon istasyon, alaşım alaşım ve kusur kusura göre düzenlenerek genel damgalama kılavuzlarının dışarıda bıraktığı mühendislik özellikleri verilmektedir.

Aşamalı Damgalama Süreci Alüminyum ile Nasıl Çalışır?

Alüminyumun malzeme davranışı, rulo açıcı ile parça kutusu arasındaki her noktada olanları yeniden şekillendirir. Aşamalı damgalama işlemi, malzemeden bağımsız olarak aynı geniş sırayı takip eder, ancak çelik bobini alüminyumla değiştirdiğinizde mühendislik parametreleri, istasyon aralığı ve hız sınırları önemli ölçüde değişir.

İstasyon-İstasyona-İşlem Akışı

0,040 inç kalınlığında 5052-H32 alüminyumdan yapılmış bir bobinin bir rulo açıcıya yüklendiğini düşünün. Bu noktadan itibaren,ilerici kalıp damgalama işlemisıkı bir şekilde kontrol edilen bir sırayla ortaya çıkar:

1. Çözme ve düzleştirme- Alüminyum bobin, bobin setini çıkaran bir düzleştirici aracılığıyla açılır. Alüminyum daha yumuşak olduğundan ve yüzey lekelenmesine daha yatkın olduğundan, düzleştirici rulolarında şeritte baskı oluşmasını önlemek için genellikle cilalı yüzeyler veya-metalik olmayan kaplamalar kullanılır.
2. Besleme- Bir servo veya tutucu besleyici, her baskı darbesinde şeridi hassas bir ilerleme mesafesi (adım) kadar ilerletir. Alüminyumun çeliğe kıyasla daha düşük sertliği, besleyici ile kalıp arasındaki şeridin bükülmesini önlemek için besleme sistemlerinin ayarlanması gerektiği anlamına gelir.
3. Pilot katılımı- Pilot pimler, herhangi bir şekillendirme gerçekleşmeden önce şeridi-binden az bir doğrulukla kaydetmek için önceden delinmiş deliklere girer. Tutarlı pilot delik kalitesi kritik öneme sahiptir çünkü alüminyumun yumuşaklığı, boşlukların çok gevşek olması durumunda pim izlerinin çevredeki malzemeyi deforme etmesine izin verebilir.
4. Delme ve kesme- Alüminyumda delikler ve profiller keser. Yaygın alüminyum alaşımlarının kesme mukavemeti, yumuşak çeliğin kabaca-üçte biri kadardır; dolayısıyla delici tonaj orantılı olarak düşer, ancak çapak kontrolü, kalıptan-daha sıkı zımbalama-açıklıkları gerektirir.
5. Şekillendirme ve bükme- İstasyonlar düz şeridi üç-boyutlu geometriye şekillendirir. Alüminyumun daha yüksek geri esnemesini telafi etmek için takıma aşırı bükülme açıları yerleştirilmiştir.
6. Kaplama veya kabartma (gerekirse)- Yerelleştirilmiş sıkıştırma, boyutları hassaslaştırır veya özellikler ekler. Alüminyum, sıkıştırma yükleri altında daha kolay akar, dolayısıyla baskı kuvvetleri daha düşüktür ancak malzemenin çıkmasını önlemek için dikkatli bir şekilde kontrol edilmesi gerekir.
7. Kesme ve çıkarma- Biten parça taşıyıcı şeritten ayrılır ve hava püskürtme, mekanik itme-veya yerçekimi yoluyla dışarı çıkar. Hafif alüminyum parçalar, kalıbın içinde statik yapışmaya veya yuvarlanmaya karşı özellikle hassastır, bu nedenle çıkarma sistemlerinin olumlu onaylanması gerekir.

Alüminyum şerit yaygın olarak aşağıdaki kalınlıklarda işlenir:0,002 inç ila 0,080 inç, ancak çoğu aşamalı damgalama uygulaması için tatlı nokta 0,010 inç ile 0,063 inç arasındadır. Daha ince ölçüler karmaşık küçük özellikleri mümkün kılar ancak yırtılmayı önlemek için daha fazla istasyon gerektirir. Daha kalın stok, daha az istasyonda agresif şekillendirmeyi kaldırabilir ancak daha yüksek tonaj ve daha geniş ilerleme mesafeleri gerektirir.

Alüminyum İçin Pres Kuvveti ve Hızıyla İlgili Hususlar

Alüminyumun daha düşük gerilme mukavemeti (alaşım ve tempere bağlı olarak tipik olarak 10.000 ila 45.000 PSI, yumuşak çelik için ise 50,000+ PSI), her istasyonda gereken tonajı doğrudan azaltır.boşluk kuvveti formülü(çevre x kalınlık x kesme mukavemeti), alüminyum için eşdeğer bir çelik parça geometrisine göre kabaca %30-50 daha az tonaj üretir. Bu bedava bir avantaj gibi görünse de bir incelik getiriyor: alüminyum için boyutlandırılmış ilerici bir damgalama presi, nominal kapasitesinin çok küçük bir kısmıyla çalışır ve bu da operatörleri, malzemenin şekillendirme davranışının gerçekte desteklediğinin ötesinde hızı artırmaya teşvik edebilir.

Çelik ve bakır alaşımlarındaki yüksek hızlı aşamalı kalıp damgalama işlemleri, düz veya sığ-biçimli parçalar üzerinde dakikada 800 ila 1.500 vuruşa (SPM) ulaşabilir. Alüminyum, basit delme-yalnızca veya düz-kesme işlemleri için karşılaştırılabilir hızlara izin verir, ancak şekillendirme istasyonları sınırlayıcı faktör haline gelir. Her bükülme veya çekilme, alüminyumun çelikten farklı şekilde emdiği sürtünme ısısı üretir. Alüminyumun yüksek termal iletkenliği ısıyı hızla yayar, bu da sıcak noktaların önlenmesine yardımcı olur, ancak düşük erime noktası ve safralanma eğilimi, aşırı hızın yağlayıcının parçalanmasını ve zımba yüzeylerinde yapışkan aşınmasını hızlandırdığı anlamına gelir.

Uygulamada, aşamalı kalıplarda alüminyum ile yüksek hızlı metal damgalama, birden fazla şekillendirme istasyonu gerektiren parçalar için tipik olarak 200 ila 600 SPM aralığında çalışır. Minimal bükülmeye sahip basit, sığ geometriler daha yükseğe çıkabilir. Temel kısıtlama baskı makinesi veya besleyici değildir; ısı ve sürtünmenin pratik tavan haline geldiği, alüminyum ile işleme arasındaki hızlı etkileşimdir.

İstasyon düzeni de değişiyor. Her alüminyum şekillendirme işleminin cömert bir aşırı bükme gerektirmesi ve malzemenin tek bir vuruşta bileşik gerilimi daha az bağışlayıcı olması nedeniyle, mühendisler genellikle karmaşık bükümleri birleştirmek yerine iki veya üç istasyona bölerler. Bu, kalıp uzunluğunu ve maliyeti artırır ancak çatlamayı önler, bu da uzun üretim süreçlerinde hurda oranlarını korur.

Damgalama için Alüminyum Alaşım ve Temper Seçim Kılavuzu

Bükümlerin birden fazla istasyona bölünmesi parça bütünlüğünü korur, ancak kalıp ancak gelen malzemenin başlangıçtan itibaren süreçle mücadele etmesi durumunda bu durumu telafi edebilir. Alaşım ve temper seçimi, aşamalı metal damgalama başarısına veya başarısızlığına aslında kalıbın preslenmesinden aylar önce karar verildiği yerdir. Çok sert bir alaşım seçtiğinizde parçaları şekillendirme istasyonlarında kırarsınız. Çok yumuşak olanı seçtiğinizde, bir milyon-parçalık çalışma boyunca çapaklarla, distorsiyonla ve boyutsal dengesizlikle mücadele edeceksiniz.

Hedef oldukça basit: alaşım-pişme kombinasyonunu hem parçanın son-kullanım gereklilikleriyle hem de progresif kalıpların şekillendirme talepleriyle eşleştirin. Aşağıdaki tablolar size bu eşleşmeyi yapmanın yapılandırılmış bir yolunu sunmaktadır.

Aşamalı Damgalama için Alüminyum Alaşımlarının Karşılaştırılması

Dört alaşım ailesi, aşamalı metal damgalama uygulamalarının büyük çoğunluğunu kapsamaktadır. Her biri farklı bir şekillendirilebilirlik, güç ve korozyon direnci dengesi sağlar. Özellikle çok-istasyonlu aşamalı damgalama için değerlendirildiğinde bunların karşılaştırması şu şekildedir:

Birkaç desen ortaya çıkıyor. 1xxx ve 3xxx serisi alaşımlar, en geniş şekillendirilebilirlik penceresini sundukları için aşamalı damgalama malzemelerinin en güçlüleridir. Bunları, sığ çekmeler, mızrak-ve-form özellikleri ve dar virajlar dahil olmak üzere karmaşık çok-istasyonlu dizilerden minimum düzeyde çatlama riskiyle zorlayabilirsiniz.

5052 ortadaki yeri kaplıyor. Anlamlı ölçüde daha yüksek güç ve üstün korozyon direnci sunar (genel olarak A olarak derecelendirilmiştir ve herUnited Aluminium'un alaşım seçim verileri),-parçaların deniz veya dış ortam ortamlarında hayatta kalması gerektiğinde başvurulacak yer haline geliyor. Takas, özellikle daha sert öfkelerde daha sıkı şekillendirme sınırlarıdır.

6061 aykırı değerdir. Isıyla-işlenebilir ve güçlüdür, ancak aşamalı damgalama uygunluğu neredeyse tamamen temper durumuna bağlıdır. O (tavlanmış) durumunda oldukça iyi oluşur. T6'da hafif virajların ötesinde herhangi bir şey için çok zor veMikro veya makro çatlamaların meydana gelmesi muhtemelşekillendirme işlemleri sırasında. Parça geometriniz agresif şekillendirme gerektiriyorsa ve uygulamanız 6061-T6 özellikleri gerektiriyorsa, tipik yaklaşım O temperleme ve sonrasında ısıl işlem uygulamaktır.

Temper Tanımları Şekillendirilebilirliği Nasıl Etkiler?

Pek çok mühendisin takılıp kaldığı yer burasıdır. Mükemmel derecede uygun bir alaşım seçebilir ve eğer tavlama yanlışsa yine de preste parçaları imha edebilirsiniz. Temper, malzemenin sertliğini, sünekliğini ve gerinim kapasitesini tanımlar ve aşamalı metal damgalamada bu özellikler, her istasyonun iyi bir parça mı yoksa çatlak bir parça mı üreteceğini belirler.

Aşamalı damgalama malzemelerine iki ana temper ailesi uygulanır:

• H öfkesi(gerilim-sertleştirilmiş) - 1100, 3003 ve 5052 gibi-Isıl-işlem görmeyen alaşımlarla kullanılır. Mukavemeti artırmak için malzemeye soğuk-işleme yapılır, bazen stabilizasyon için kısmi tavlama yapılır.
• öfke(ısıl-işlem görmüş) - 6061 gibi ısıl-işlenebilir alaşımlarla kullanılır. Malzeme, hedef özelliklere ulaşmak için çözelti ısıl işlemine ve eskitmeye tabi tutulur.

Yukarıdaki bükülme yarıçapı değerleri, 1/8 inç kalınlıkta 90 derecelik soğuk şekillendirme için önerilen minimum bükülme yarıçaplarından alınmıştır. Standart takımlamada kırılmadan yapabileceğiniz en sıkı bükümü temsil ederler. Üretim hızında çalışan progresif kalıplarda, bu minimum değerlerin üzerine marj eklemek isteyeceksiniz çünkü dinamik koşullar, şerit gerilimi ve birden fazla istasyondaki kümülatif gerilimin tümü, tek bir statik abkant pres bükümüne kıyasla etkili şekillendirilebilirliği azaltır.

H14 ve T6 arasındaki sıçramaya dikkat edin. 5052-H14 levha yaklaşık 1 ton yarıçapta temiz bir şekilde bükülürken, aynı kalınlıkta 6061-T6'nın 2,5 ton olması gerekir, aksi takdirde malzeme çatlar. Bu fark doğrudan kalıp istasyonu geometrisine, aşırı bükme hesaplamalarına ve gereken şekillendirme istasyonu sayısına yansır.

Alaşım ve Temperin Uygulama İhtiyaçlarıyla Eşleştirilmesi

Kulağa karmaşık mı geliyor? Olmak zorunda değil. İki soruyla başlayın:

• Parçanın hizmette hayatta kalması için neye ihtiyacı var?(Mukavemet, korozyon, iletkenlik, görünüm)
• Progresif kalıp hangi şekillendirme işlemlerini gerçekleştirecek?(Büküm sayısı, minimum yarıçap, çekme derinliği, baskı)

Bu iki yanıt çeliştiğinde, çoğu zaman olduğu gibi, seçenekleriniz şunlardır:

• Son özelliklere damgalama ve son-işlem için daha yumuşak bir kıvam seçin (6061-O damgalayın, ardından T6'ya ısıl işlem uygulayın).
• Hem şekillendirme hem de servis ihtiyaçlarını karşılayan farklı bir alaşım seçin (5052-H32, şekillendirilebilirlik ile orta düzeyde güç gerektiren parçalarda genellikle 6061-T6'nın yerini alır).
• Hedef alaşımınızın-temizliğinin şekillendirme sınırları dahilinde kalacak şekilde bükme yarıçaplarını ve özelliklerini yeniden tasarlayın.

Yüksek-hacimli aşamalı damgalama için karşılaşacağınız en yaygın eşleştirmeler, elektrikli ve termal parçalar için 1100-H14, genel amaçlı mahfazalar ve braketler için 3003-H14 ve yapısal güç veya korozyon direnci gerektiren herhangi bir şey için 5052-H32'dir. Bu üç kombinasyon, alüminyum progresif kalıp uygulamalarının kabaca %80'ini kapsar çünkü kalıbın oluşturabileceği şey ile bitmiş parçanın sunması gereken şey arasında en iyi dengeyi sunarlar.

Alaşım ve öfke mümkün olanın sınırlarını belirler. Bir sonraki zorluk, alüminyuma özel DFM kurallarının devreye girdiği fonksiyonel gereksinimleri karşılarken bu sınırlar içinde kalan parça geometrisi tasarlamaktır.

Alüminyuma Özel Üretilebilirlik Kılavuzlarına Yönelik Tasarım

Alaşım ve temper verileri, malzemenin neler yapabileceğini size söyler. Bunu, tam üretim hızında çok-istasyonlu bir progresif kalıpta gerçekten hayatta kalabilen parça geometrisine dönüştürmek tamamen farklı bir disiplindir. Aşağıdaki DFM kuralları alüminyum için kalibre edilmiştir, gevşek düzeltme faktörünün uygulandığı çelik el kitaplarından alınmamıştır. Parça tasarımı sırasında bunları takip edin; aşamalı damgalama kalıbı tasarımında en yaygın hurda kaynaklarından, yeniden işlemeden ve kalıp hasarından kaçınacaksınız.

Minimum Bükülme Yarıçapı ve Et Kalınlığı Kuralları

Bükümler alüminyum parçaların en sık arızalandığı yerdir. Alaşım-temper kombinasyonu ve bükümün dış fiberi boyunca mikro-çatlaklar oluşması için yarıçapı çok sıkı itin. Dakikada yüzlerce vuruş yapan ilerici bir kalıpta, bu arıza modu bir parçada görünmüyor; kimse onu yakalamadan önce binlerce kişide ortaya çıkıyor.

Progresif kalıplardan en sık geçirilen alaşımlar için pratik minimum değerler şunlardır:

• 1100-O ve 3003-O:Minimum iç bükülme yarıçapı 0 ila 0,5 ton arasındadır. Tamamen tavlanmış bu alaşımlar, hızlı işlemede bile son derece sıkı bükülmeleri tolere eder.
• 1100-H14 ve 3003-H14:Minimum iç bükülme yarıçapı 1t. Yarı-sert durum hâlâ keskin bükülmelere izin verir, ancak malzeme sonraki istasyonlar için gerinim rezervinin bir kısmını kaybeder.
• 5052-H32:Minimum iç bükülme yarıçapı 1 ila 1,5 ton arasındadır. Bu alaşım damar boyunca iyi bir şekilde bükülür ancak haddeleme yönüne paralel olarak belirgin şekilde daha az toleranslıdır. Mümkün olduğunda bükümleri damara dik olarak tasarlayın.
• 6061-T4:Minimum iç bükülme yarıçapı 1,5 tondur. Bükülmelerin şiddetli olmadığı durumlarda orta dereceli aşamalı kalıp şekillendirme için kabul edilebilir.
• 6061-T6:Minimum iç bükülme yarıçapı2 ila 5 tonKalınlığa ve tane yönüne bağlı olarak. Daha sonra O temperle damgalama ve ısıl-işleme tabi tutulmadıkça, genellikle-yoğun aşamalı kalıp tasarımları oluşturmaktan kaçının.

Duvar kalınlığı için, aşamalı damgalama kalıbı tasarımı, alüminyum için 0,010 inç ila 0,063 inç aralığında en verimli şekilde çalışır. 0,010 inç'in altında şerit sertliğini kaybeder ve istasyonlar arasında bükülür. 0,080 inç'in üzerinde tonaj gereksinimleri artar ve daha geniş istasyon aralığına ihtiyaç duymaya başlarsınız, bu da kalıbı uzatır ve takım maliyetini artırır. Çoğu alüminyum progresif kalıp parçası için pratik bir tatlı nokta 0,020 inç ila 0,050 inç olup, şekillendirilebilirliği bitmiş bileşendeki yapısal sağlamlıkla dengeler.

Kalıp Açıklığı ve Geri Yaylanma Telafisi

Kalıp açıklığı, zımba ve kalıp kesme kenarları arasındaki boşluk, çapak yüksekliğini, kenar kalitesini ve takım ömrünü kontrol eder. Çelik damgalamada genellikle kenar başına malzeme kalınlığının %5-10'u kullanılır. Alüminyum, temiz kenarlar üretmek için daha sıkı boşluklar gerektirir çünkü malzeme daha yumuşaktır ve boşluk çok büyük olduğunda yırtılmak yerine yırtılır.

Progresif kalıplarda alüminyum için önerilen zımbayla{-kalıp boşluğu:

• Yumuşak alaşımlar (1100, 3003):Taraf başına malzeme kalınlığının %5-7'si.
• Orta alaşımlar (5052): Malzeme kalınlığının %6-10'utaraf başına.
• Sert alaşımlar (6061-T6):Taraf başına malzeme kalınlığının %8-12'si. Daha yüksek mukavemet, aşırı zımba aşınmasını önlemek için biraz daha fazla boşluk gerektirir.

Geri yaylanma denklemin diğer yarısıdır ve alüminyumun çelikten keskin bir şekilde ayrıldığı yerdir. Çelik bir parça 90 derece büküldüğünde 1-2 derece geriye yaylanabilmektedir. Alüminyum yaylardaki aynı geometri, 5052-H32 gibi yumuşak alaşımlar için 2-3 derece, 6061-T6 için ise 5-7 derece veya daha fazla geriye uzanır. Progresif kalıp tasarımında her parçayı manuel olarak ayarlayamazsınız. Telafi doğrudan istasyon geometrisine yerleştirilmelidir.

Alüminyum için hassas kalıp ve damgalama işlemleri genellikle aşırı bükme yoluyla geri esnemeyi ele alır. Şekillendirme zımbası malzemeyi hedef açının ötesine doğru iterek doğru konuma geri dönmesini sağlar. 5052-H32'de 90-derecelik bir bükülme için, kalıp istasyonu yaklaşık 87-88 dereceye kadar oluşur. 6061-T6 için elastik toparlanmanın ardından 90 dereceye inmek için 83-85 dereceye ihtiyacınız olabilir. Bu değerler her zaman kalıp denemesi sırasındaki test isabetleriyle doğrulanmalıdır, çünkü partiden partiye sertlik değişimi 1-2 derece geri yaylanmayı değiştirebilir.

Özellik Aralığı ve Geometri Kısıtlamaları

Bükümlere, kenarlara ve diğer özelliklere göre özellik yerleşimi, parçanızın kalıptan temiz mi yoksa bozuk mu çıkacağını belirler. Bu kurallar, aşamalı damgalama sırasında alüminyumun çelikten nasıl farklı şekilde aktığını ve deforme olduğunu yansıtır:

• Delik-bükme-mesafesi:En azından delinmiş delikleri tutun2x malzeme kalınlığıen yakın viraj teğet çizgisinden. Daha yakın yerleştirme, şekillendirme sırasında deliklerin oval şeklinde bozulmasına neden olur çünkü alüminyumun yumuşaklığı çevredeki malzemenin deliğe akmasına izin verir.
• Delikten-kenara-mesafe:Herhangi bir delik kenarı ile levha kenarı arasında en az 1,5x malzeme kalınlığını koruyun. Bu, delme sırasında kenar yırtılmasını önler ve özelliğin etrafındaki yapısal bütünlüğü korur.
• Minimum delik çapı:Yuvarlak delikler için malzeme kalınlığının 1 katından küçük olmamalıdır. Yuvaların genişliği en az 1x kalınlıkta olmalıdır. Daha küçük özellikler aşırı zımba sapmasına ve alüminyumda daha hızlı aşınmaya neden olur.
• Özellik--özellik-arasındaki boşluk:Delme sırasında özellikler arasında ağ bükülmesini önlemek için bitişik delikler veya kesikler arasında en az 2 kat malzeme kalınlığı bırakın.
• Minimum flanş uzunluğu:İç yarıçaptan flanş kenarına kadar en az 3 kat malzeme kalınlığı. Daha kısa flanşlar şekillendirme takımlarını düzgün şekilde kavramaz ve tutarsız bükülme açıları üretir.
• Kabartma yüksekliği:Standart aşamalı kalıp şekillendirme için maksimum 3 kat malzeme kalınlığıyla sınırlayın. Daha derin kabartmalar ek istasyonlar gerektirir ve daha sert kıvamlarda yırtılma riski taşır.

Bu aralık kuralları birbiriyle etkileşim halindedir. Bir büküm çizgisinin yakınında üç delik bulunan bir braket tasarladığınızı hayal edin. Delikler birbirinden doğru şekilde ayrılmışsa ancak büküme çok yakınsa, üçü de şekillendirme sırasında deforme olacaktır. Her özelliği hem komşularına hem de en yakın şekillendirme işlemine göre kontrol edin.

Alüminyum aşamalı damgalamada ulaşılabilir toleranslar genellikle körlenmiş boyutlar ve delinmiş özellikler için +/-0,05 mm ile +/-0,10 mm aralığındadır. Bükülme açıları, flanş yükseklikleri ve şekillendirilmiş derinlikler gibi şekillendirilmiş boyutlar, geri esneme varyasyonunun ek belirsizlik getirmesi nedeniyle tipik olarak +/-0,10 mm ila +/-0,25 mm gibi daha geniş tolerans bantları taşır. Kalıp içi algılama özelliğine sahip, bakımlı alüminyum takımları çalıştıran hassas kalıp ve damgalama atölyeleri, 500.000 parçayı aşan işlemlerde bu aralıkların daha dar uçlarını tutarlı bir şekilde tutabilir.

Uzun vadede tekrarlanabilirlik, alüminyumun özelliklerinin benzersiz bir zorluk yarattığı yerdir. Alüminyum, zımba yüzeyleri ve kalıp yüzeyleri üzerinde sürtünme yoluyla birikerek açıklıkları ve çapak özelliklerini kademeli olarak değiştirir. Alüminyum için aşamalı bir kalıp tasarımı, safralı yüzeylerin temizlenmesi ve zımba uçlarının yeniden-parlatılması için planlı bakım aralıklarını içermelidir. Bu disiplin olmadan, kalıp başlangıçta mükemmel kesiyor olsa bile, koşu ilerledikçe toleranslar kayar.

Geometri kilitlendiğinde ve CAD modelinize eklenen DFM kurallarıyla, hurda oranlarını belirleyen bir sonraki değişken, şerit düzeninin malzemeyi ne kadar verimli kullandığıdır; özellikle alüminyum bobinin pound başına yumuşak çeliğe göre daha pahalı olduğu durumlarda kritik öneme sahiptir.

Alüminyum Rulolar için Şerit Yerleşimi ve Yuvalama Optimizasyonu

Alüminyum bobin genellikle yumuşak çeliğe göre pound başına iki ila üç kat daha pahalıdır. Bu fiyat farkı, malzeme kullanımının her yüzde puanının parça maliyetinizi daha da artırdığı anlamına gelir. Çelikte %72 oranında kullanım sağlayan bir şerit düzeni kabul edilebilir olabilir. Alüminyumdaki aynı düzen, her vuruşta kenar boşluğunu taşar. Akıllı şerit düzeni ve yerleştirme, ilerici kalıp işlemenin kendini amorti ettiği veya kötü planlamanın milyonlarca döngü boyunca karı sessizce tükettiği yerdir.

Taşıyıcı Şerit Tasarımı ve Pilot Strateji

Taşıyıcı şerit, her istasyon boyunca hareket ederken bobine bağlı parçayı tutar. Alüminyum için taşıyıcı tasarımının iki rakip hedefi dengelemesi gerekir: şeridi doğru bir şekilde besleyecek kadar sabit tutmak ve taşıyıcıyı malzeme israfını en aza indirecek kadar dar tutmak.

İlerleme sırasında yırtılmaya karşı direnç sağlamak için taşıyıcı genişliği, malzeme kalınlığının en az iki katı olmalıdır, ancak alüminyum şerit üzerindeki daha geniş taşıyıcılar, hurdaya dönüşen pahalı malzemeleri yakar. Merkez taşıyıcılar, parça profilinin her iki tarafında da şekillendirme gerçekleştiğinde iyi çalışır. Dış taşıyıcılar, merkezi şekillendirme özelliklerine erişmenizi sağlar ancak her iki kenara da malzeme ekler. Tek-taraflı taşıyıcılar malzemeden tasarruf sağlar ancak malzeme asimetrik şekillendirme kuvvetlerine direnecek çeliğin sertliğinden yoksun olduğundan ince alüminyum şeritlerde yanal kaymaya neden olabilir.

Pilot delikler şeridin kayıt sistemi görevi görür. Sıralamanın başlarında delinmiş olup, herhangi bir operasyon başlatılmadan önce sonraki her istasyondaki pilot pinlerin konumunu kilitlemek için kabul ederler. Alüminyumda, pilot deliğin yerleştirilmesi ekstra bir husustur: malzemenin yumuşaklığı, pilot pimlerin, çok sıkı oturması durumunda delikleri binlerce döngü boyunca uzatabileceği anlamına gelir. Yaygın bir yaklaşım, fonksiyonel parça deliklerini pilot olarak kullanmak yerine taşıyıcı şeridin üzerine özel pilot delikler yerleştirmektir. Bu, bitmiş parçadaki delik toleranslarını korur ve pilotlara özel, değiştirilebilir bir bağlantı bölgesi sağlar.

Uzun kalıplar veya karmaşık diziler için iki pilot setine ihtiyaç duyulduğunda, her iki setin aynı anda tek bir istasyonda delinmesi, pilot çiftleri arasındaki hizalama sapmasını ortadan kaldırır; bu, alüminyumda daha önemli olan bir detaydır çünkü hafif bir yanlış kayıt bile yumuşak malzemede gözle görülür deformasyona neden olur.

Malzeme Verimini Maksimuma Çıkaracak Yerleştirme Teknikleri

Yuvalama, minimum hammaddeden maksimum bitmiş parça çıkarmak için parçaların şerit genişliği içerisinde nasıl yönlendirildiğini ve düzenlendiğini ifade eder. Alüminyumun maliyet avantajıyla, 500.000 parçalık bir üretimde kullanımda %5'lik bir iyileşme bile önemli tasarruflara dönüşüyor.

Alüminyum aşamalı damgalama için anahtar şeridi düzeni optimizasyon ilkeleri:

• İlerleme mesafesini en aza indirin.Daha kısa adım, parça başına daha az malzeme anlamına gelir. Bununla birlikte, eğim, bitişik özellikler arasında müdahale olmadan en büyük istasyon çalışmasına uyum sağlayacak kadar uzun kalmalıdır. Alüminyum için, ilerleme yönü boyunca parça profilleri arasında %10'dan az ölü alan hedefleyerek eğimi şekillendirme geometrisinin izin verdiği ölçüde sıkı tutun.
• Şerit genişliği kullanımını en üst düzeye çıkarmak için parçaları yönlendirin.Profiller arasındaki hurda iskeletin yapısal olarak mümkün olduğu kadar ince olması için parçaları döndürün veya aynalayın. Şerit genişliğinin izin verdiği simetrik parçalar için iki-dışarıda veya kademeli iç içe yerleştirmeyi düşünün.
• Kritik bükümleri tane yönüne dik olarak hizalayın.Alüminyumun şekillendirilebilirliği yönlüdür. Yuvarlanma yönü, bükülme sünekliğini etkileyen tane yönelimi oluşturur. Parçayı büyük kıvrımlar tahıl boyunca uzanacak şekilde yönlendirmek, kullanımı biraz azaltsa bile çatlama riskini azaltır. Güvenilirlik artışı genellikle %2-3'lük malzeme kaybına ağır basar.
• Geometrinin izin verdiği yerlerde mızrak taşıyıcılarını kullanın.Mızrak taşıyıcıları, malzemeyi bağlı tutarak hurdayı azaltan, kırpmak yerine mızraklamayla oluşturulur. Bu yaklaşım alüminyumda iyi sonuç verir çünkü malzemenin yumuşaklığı aşırı tıraş veya çapak olmadan temiz delmeye olanak sağlar.
• Negatif ve pozitif bypass çentikleri tasarlayınşerit ilerlemesini kontrol etmek ve hatalı-beslemeleri önlemek için. Sac metal damgalama kalıplarında baypas çentikleri, bir besleme hatası meydana gelse bile şeridin doğru şekilde ilerlemesine izin vererek kalıbın çarpmasını önler. Alüminyum için çentik geometrisi, stresi yoğunlaştıran ve yüksek-hızlı besleme sırasında taşıyıcının yırtılma riskini doğuran keskin iç köşelerden kaçınmalıdır.

Sac metal şekillendirme kalıplarındaki negatif ve pozitif baypas çentikleri, ilerleme güvenilirliğinde kritik bir rol oynar. Pozitif çentik, şerit üzerinde bir durdurma bloğuna temas eden malzemedir; negatif bir çentik, şeridin serbestçe geçebilmesi için malzemenin çıkarılmasıdır. Alüminyumda, döngüsel ilerleme gerilimi altında yayılabilecek mikro-çatlak oluşumunu önlemek için negatif çentiklerin iç köşelerini en az 0,5t yarıçapa yuvarlayın.

İlerleme mesafesi aynı zamanda baskı hızıyla da doğrudan etkileşime girer. Besleyicinin strok başına daha az malzeme taşıması ve hızlanma ve yavaşlama yüklerini azaltması nedeniyle daha kısa adım daha hızlı döngüye olanak tanır. Birim uzunluk başına şerit kütlesinin çelikten daha düşük olduğu alüminyum bobinler için, daha kısa adım ve hafif malzeme bir araya gelerek, ilerici takım ve kalıp kurulumlarının ilerleme doğruluğundan ödün vermeden hız aralıklarının daha yüksek ucunda çalışmasını sağlar. Kaldırıcılar, stok kılavuzları ve besleyicinin kendisi de dahil olmak üzere şerit taşımadan sorumlu progresif kalıp bileşenlerinin tümü, hatve kompakt kaldığında azaltılmış atalet yüklerinden yararlanır.

İlişki her iki yönde de çalışır. Parça geometriniz uzun bir ilerleme mesafesini zorluyorsa, servo besleyiciye şeridi aşmadan hızlandırmak ve yavaşlatmak için yeterli zaman vermek amacıyla ilerleme hızının azaltılması gerekir. Alüminyumda aşım sadece hatalı kayıtlara yol açmaz; Malzeme, eşdeğer kalınlıktaki çeliğin sütun mukavemetinden yoksun olduğundan, besleyici ile kalıp girişi arasındaki şeridi bükebilir.

Tahıl yönü burada bir kez daha anılmayı hak ediyor. Bir parçayı maksimum kullanım için yönlendirirseniz ancak kritik bükümleri haddeleme yönüne paralel yerleştirirseniz, %4 malzeme tasarrufu elde edebilir ve tümünü büküm-hattı çatlamasından dolayı hurda olarak kaybedebilirsiniz. Düzeni kilitlemeden önce her zaman yönlendirmeyi alaşımın yönlü şekillendirilebilirlik verilerine göre doğrulayın.

Şerit yerleşim kararları, takımın ömrü boyunca malzeme maliyetini ve ilerleme davranışını sabitler. Ancak alüminyum ve takım yüzeyleri arasındaki arayüz yönetilmezse, mükemmel şekilde yuvalanmış, verimli bir şekilde eğimli şerit bile hatalı parçalar üretecektir; bu noktada yağlayıcı seçimi ve yüzey bitirme kontrolü devreye girer.

Alüminyum için Yağlama ve Yüzey İşlem Hususları

Alüminyum yalnızca ilerici damgalama kalıpları giymez. Onlara bağlanır. Alüminyum levha, korumasız takım çeliğine karşı basınç altında kaydığında, plastik deformasyondan kaynaklanan lokal ısı, alüminyum parçacıklarının doğrudan kalıp yüzeyine mikro-kaynaklanmasına neden olabilir. Bu sinir bozucudur ve ilerici damgalama kalıplarında alüminyuma özgü en yıkıcı arıza modudur. Kontrol edilmediğinde, rahatsız edici birikintiler sonraki her parçayı aşındırır, açıklıkları genişletir ve üretimin çalışma süresini kısaltan plansız kalıp bakımına neden olur.

Düzeltme iki koordineli strateji gerektirir: metalin-metale-temas etmesini önleyecek doğru yağlayıcı ve yüksek-basınç istasyonlarında yağlayıcı inceltildiğinde bile yapışmaya direnecek doğru işleme yüzeyi.

Parçalanmayı Önleyen Yağlayıcı Seçimi

Alüminyum için yağlayıcı seçimi, çelik için vereceğiniz kararla aynı değildir. Çeliğin parçalanması öncelikle dinamik sürtünmeden kaynaklanır. Alüminyumun yapışması farklı bir mekanizma tarafından sağlanır: plastik deformasyon sırasında oluşan ısının neden olduğu lokal erime. Etkili bir sınır yağlayıcı, kalıp kapandığında ve basınç yükseldiğinde yerinde kalmalı, yük altında temas bölgesinden dışarı çıkmamalıdır.

Oakland Üniversitesi Gelişmiş Üretim ve Malzeme Merkezi'nde yürütülen araştırma, birden fazla yağlama koşulunda AA5754 alüminyum için sürtünme eşiklerini test etti. Sonuçlar öğreticidir. İleyağlayıcı madde uygulanmadı, sadece 7 MPa ortalama temas basıncında sürtünme başladıkalıp malzemesinden bağımsız olarak. Drycote 2-90 gibi bir kuru film yağlayıcı uygulayın ve kalıp ek parçasına bağlı olarak eşik 28-40 MPa'ya yükseldi. Değirmen yağı (50 mg/ft2'de 61AUS) bunu 23-26 MPa'ya yükseltti. Çıkarılan sonuç: progresif damgalama kalıbının herhangi bir yerindeki kuru noktalar alüminyum için felakettir ve kuru film yağlayıcıları sürtünme direnci açısından geleneksel değirmen yağlarından daha iyi performans gösterir.

Alüminyum progresif damgalama için üç ana yağlayıcı kategorisinin karşılaştırması aşağıda verilmiştir:

• Kuru film yağlayıcılar (örn. Drycote 2-90):Damgalamadan önce bobine uygulanır. En yüksek sürtünme eşiğini ve en düşük sürtünme katsayısını sağlayın (daha derin çekmelere ve daha sıkı bükülmelere olanak tanır). Sıkışmak yerine yüksek temas basıncı altında levha yüzeyine bağlı kalırlar. Yoğun-progresif damgalama kalıpları oluşturmak için idealdir. Dezavantajı: Uygulama tekdüze olmalıdır; çıplak yamalar anında rahatsız edici yerler haline gelir.
• Petrol{0}bazlı değirmen yağları (örneğin, 61AUS):Pres öncesi bobin haddesinde veya valsli aplikatörlerle uygulanır. Delme ve sığ bükme gibi orta-basınçlı işlemler için uygundur. Kalıp-sayfası arayüzünden ayrılabildikleri için, yüksek temas basıncında kuru filmlere göre daha az sürtünmeye karşı koruma sağlarlar. Şekillendirme kuvvetlerinin düşük kaldığı daha basit aşamalı kalıp işlemleri için uygundur.
• Sentetik yağlayıcılar (suda-çözünür veya emülsiyon-bazlı):Yüksek-hızlı işlemler için iyi soğutma ve yağlama sunar. Eloksal veya boyama gibi sonraki işlemlerden önce parçalardan temizlenmesi daha kolaydır. Ancak sürtünme ısısı altında daha hızlı buharlaşırlar, bu da birçok şekillendirme istasyonuna sahip uzun progresif kalıplar için genellikle yeniden uygulama sistemlerinin gerekli olduğu anlamına gelir.

Yağlayıcının türü kadar uygulama yöntemi de önemlidir. Rulo kaplayıcılar şerit genişliği boyunca tutarlı film kalınlığı sağlar ancak kenarları kaçırabilir. Püskürtme sistemleri tam kapsama alanı sunar ancak aşırı-uygulanabilir ve pilotun etkileşimini etkileyen suda kızaklamaya neden olabilir. Alüminyumla çalışan aşamalı damgalama kalıpları için en güvenilir yaklaşım, kalıp içindeki belirli yüksek-sürtünme istasyonlarına hedeflenen sprey uygulamasıyla desteklenen, bobin seviyesinde-önceden uygulanan kuru filmdir.

Yüzey Son İşlem Kontrolü ve-Son İşlem Uyumluluğu

Yağlayıcı, alüminyumun kalıba yapışmasını önler. İşleme malzemesi ve kaplamalar, yağlayıcının en yüksek-basınç temas noktalarında inceltilmesi durumunda ne olacağını belirler; bu da kaçınılmaz olarak uzun üretim süreçlerinde meydana gelir.

TiN, TiCN ve TiAlN gibi geleneksel PVD seramik kaplamalar, alüminyum için yeterli statik sürtünme direncine sahip değildir. Saha testleri, TiN-kaplı zımbaların 35.000 vuruştan sonra gözle görülür alüminyum yapışması sergilediğini, aynı kalıbı çalıştıran CrN + DLC (elmas-karbona benzer) kaplı zımbaların ise hiçbir şey göstermediğini göstermektedir. Bu CrN + DLC kombinasyonu, alüminyum kaplama uygulamalarında, yapışan malzemenin temizlenmesine gerek kalmadan 800.000'den fazla parça üretmiştir.

Progresif karbür damgalama kalıpları için tungsten karbür uçlar, kesme istasyonlarında aşırı sertlik ve aşınma direnci sağlar. Karbürün pürüzsüz,-reaktif olmayan yüzeyi, alüminyum yapışmasına kaplamasız takım çeliğinden daha iyi direnç gösterir, bu da onu en yüksek alüminyum temas basınçlarına maruz kalan delme zımbaları ve körleme istasyonları için tercih edilen kesici uç malzemesi haline getirir. Kesme istasyonlarındaki karbür kesici uçların CrN + DLC kaplamalı şekillendirme kesici uçlarıyla eşleştirilmesi, alüminyumun ikili arıza modları için özel olarak tasarlanmış bir damgalama kalıbı sağlar: kesme kenarlarında aşınma ve şekillendirme yüzeylerinde yapışma.

Kalıptaki yüzey kalitesi aynı zamanda bitmiş parçanın görünümünü de etkiler; bu, parçalar sonraki yüzey işlemlerine gittiğinde önemlidir. Eloksallama için kullanılacak alüminyum parçalarda kalıp izleri, çizikler ve yağlayıcı kalıntıları bulunmamalıdır. Eloksallama, her türlü yüzey kusurunu güçlendirir çünkü oksit tabakası şeffaftır ve altında bulunan dokuyu sertleştirir. Aşamalı damgalama kalıbınız erken aşamadaki aşınmadan kaynaklanan hafif çentikli çizgiler bile bırakıyorsa-, bu izler anotlamadan sonra kalıcı hale gelir.

Takım kararları için pratik çıkarımlar:

• Tüm şekillendirme yüzeylerini 8 mikroinç Ra veya daha iyisine kadar cilalayınParçalar ne zaman anodize edilecek veya boyanacak. Daha pürüzlü yüzeyler alüminyum parçacıklarını yakalar ve gevşemeyi daha erken başlatır.
• Şekillendirme istasyonlarında ve trim uçlarında CrN + DLC kaplamaları belirtinKozmetik yüzey kalitesi gerektiren parçalar için. Kaplamanın düşük sürtünme katsayısı (yaklaşık 0,1) çizilmeyi önler.
• Sonraki son işlemle uyumlu yağlayıcıları seçin.Petrol-bazlı yağlar, anotlamadan önce solvent temizliği gerektirir, bu da bir işlem adımı ekler. Kuru filmler ve suda-çözünür sentetikler daha kolay temizlenir, ön-işleme maliyetini azaltır ve bitmiş kaplamadaki potansiyel yüzey kusurları kaynağını ortadan kaldırır.
• Rahatsız edici denetim aralıklarını programlayınparça hacmine göre. Kaplamalı takımlarda bile eninde sonunda mikro-birikintiler görülür. Bunları parçaları çizmeden önce erken yakalamak, hem yüzey kalitesini hem de boyutsal doğruluğu korur.

Damgalama sırasında ortaya çıkan her yüzey kusuru nihai ürüne de yansır. İyi-seçilmiş bir yağlayıcının doğru kalıp kaplaması ve yüzey kalitesi spesifikasyonuyla eşleştirilmesi, bu kusurların oluşmasını ilk etapta önler. Ancak ortaya çıktıklarında, bunların temel nedenlerini nasıl belirleyeceğimizi ve hızla düzelteceğimizi bilmek, istikrarlı bir üretim sürecini hurdaya kan döken bir süreçten ayırır ve bu da bizi alüminyum damgalama kusurlarının ve bunların çözümlerinin tam yelpazesine getirir.

Alüminyum Damgalamada Yaygın Kusurlar ve Sorun Giderme

Doğru yağlayıcı, doğru kaplama ve cilalı kalıp yüzeyiyle bile kusurlar hala ortaya çıkıyor. Alüminyumun yumuşaklığı, sürtünme eğilimi ve sınırlı -sonrası sünekliği, çelik progresif kalıp baskılarında bulunmayan arıza modları yaratır. Bu kusurları erken yakalamak, temel nedenlerini anlamak ve doğru düzeltmeyi uygulamak, yüksek hacimli bir çalıştırmada %0,5 hurda çalıştıran bir işlemi %5 veya daha fazla akan bir işlemden ayıran şeydir.

Aşağıdaki tablo, karşılaşacağınız en yaygın kusurları, bunların kökenlerini ve her birinin sistematik olarak nasıl ele alınacağını bir araya getirmektedir.

Alüminyumda Çatlama, Kırışma ve Yırtılma

Bu üç kusurun ortak bir noktası var: şekillendirme operasyonu tamamlanmadan malzemenin sünekliği tükendi. Ancak belirli mekanizmalar ve düzeltmeler farklılık gösterir.

Dış fiber alaşımın uzama sınırını aştığında bükülmelerde çatlama meydana gelir. Bunu en çok, büküm yarıçaplarının çelik standartlarına göre tasarlandığı 5052-H32 ve 6061-T4 parçalarında fark edeceksiniz. Alüminyum kırılmadan aynı yarıçap-/kalınlık oranını-sürdüremez. Düzeltme yolu basittir: yarıçapı açın, parçayı taneciklere göre yeniden yönlendirin veya ardışık istasyonlarda bükümü bir ön büküm ve bir son büküm olarak bölün.

Kırışma, malzemenin esnemek yerine sıkıştığı çekme işlemlerinde ve mızrak-formu özelliklerinde görülür. Bir kağıt yaprağını fincan şekline soktuğunuzu hayal edin; duvarlardaki fazla malzeme bükülür. Aşamalı damgalamada bu, dalgalı yan duvarlar veya büzüşmüş flanşlar olarak kendini gösterir. Çekme boncuklarının eklenmesi veya tutma-basıncının arttırılması, malzemeyi sıkıştırmak yerine esnemeye zorlayarak kırışıklığı ortadan kaldırır.

Yırtılma, kırışmanın tersidir. Malzemenin şekillendirme sınırının ötesine uzandığı durumlarda, genellikle kalıp giriş yarıçaplarında veya çekme işlemleri sırasında zımba burunlarının üzerinde meydana gelir. Alüminyum yırtıldığında kırılma ani olur çünkü malzeme boyun verme sonrası neredeyse hiç deformasyon göstermez. Kademeli olarak incelen ve uyarı veren çeliğin aksine, alüminyum dar bir gerinim aralığında kabul edilebilir seviyeden yırtık seviyeye geçer. Çözüm, gerilimi yeniden dağıtmaktır: daha büyük bir giriş yarıçapı kullanın, bir ara şekillendirme istasyonu ekleyin veya kritik bölgede sürtünmenin- neden olduğu gerilimi azaltmak için yağlamayı artırın.

Çapak Oluşumu ve Parçalanmanın Önlenmesi

Çapaklar ve aşınma, alüminyumun takım etkileşimi sorununun iki yönünü temsil eder. Boşluk kapalıyken veya zımbalar köreldiğinde kesici kenarlarda çapak oluşur. Alüminyum kalıba bağlandığında kayan yüzeylerde kırılma oluşur.

Yüksek hızlı damgalamada çapak kontrolü için sıkı boşluk yönetimi önemlidir. Alüminyumun yumuşaklığı, en ufak açıklık değişikliklerinin bile çapak yüksekliğinde gözle görülür değişikliklere neden olduğu anlamına gelir. Çelikte kabul edilebilir düzeyde 0,001 inç aşınmış bir zımba, alüminyumda gözle görülür yuvarlanma çapakları oluşturur. Zımba keskinliğine ilişkin denetim aralıkları, eşdeğer çelik damgalama bileşenleri için planladığınızın kabaca yarısı kadar olmalıdır.

Parçalanmanın önlenmesi üç savunma katmanından oluşur: yağlayıcı kapsamı (hiçbir zaman kuru nokta olmaz), şekillendirme ve çekme uçlarındaki yüzey kaplamaları (CrN + DLC, alüminyum için TiN'den geniş bir farkla daha iyi performans gösterir) ve temas basıncı yönetimi (yağlayıcı-kalıp malzemesi kombinasyonunuz için aşınma eşiğinin altında kalın). Oakland Üniversitesi araştırması, sert-kromlanmış D6510 dökme demir kesici uçların, S0050A dökme çelik için 31,6 MPa'ya kıyasla, yağlandığında 37,9 MPa'ya kadar sürtünmeye karşı direnç gösterdiğini gösterdi. Kalıp malzemesi seçimi sonradan akla gelen bir düşünce değil, önleme stratejisinin bir parçasıdır.

Alüminyum Parçalar İçin Progresif Kalıplar Ne Zaman Kullanılmamalıdır?

Aşamalı kalıp damgalama güçlüdür ancak evrensel değildir. Dürüst mühendislik, bileşenleri damgalamak yerine hurda üreten takımlara yatırım yapmadan önce, sürecin parçaya uymadığının farkına varmak anlamına gelir.

Alüminyum parçanız şunları içerdiğinde alternatifleri göz önünde bulundurun:

• 2-3 kat ham parça çapını aşan derin çekmeler:Progresif kalıplar sığ çekmelerin üstesinden gelebilir, ancak derin kap veya kabuk şekilleri, transfer kalıp damgalama kurulumunun daha iyi idare ettiği kontrollü malzeme akışı gerektirir. Transfer kalıpları, her çekme aşamasında tam ham parça tutucu kontrolü ile ayrı ayrı ham parçaları bağımsız istasyonlar boyunca hareket ettirir; bu da onları pil muhafazaları, derin mahfazalar ve silindirik şekiller için doğru seçim haline getirir.
• Sert temperlerde son derece dar yarıçaplar:Tasarımınız 5052-H32'de 1t'nin altında bükülme yarıçapları veya 6061-T6'da herhangi bir bükülme gerektiriyorsa, aşamalı şekillendirme tutarlı çatlama üretecektir. Tavayı değiştirin, geometriyi yeniden tasarlayın veya belirli istasyonlarda ısıtmalı şekillendirme uygulayabileceğiniz bir transfer kalıbı kullanın.
• Pres yatağına göre büyük parça boyutu:Progresif kalıplar şerit genişliği artı taşıyıcı malzeme artı şerit kenar açıklığına ihtiyaç duyar. Parçalar tek boyutta 12-18 inç'i aştığında, gereken bobin genişliği ve pres tonajı, transfer kalıp damgalamayı daha ekonomik hale getirir.
• Çok düşük üretim hacimleri (10.000-25.000 parçanın altında):Aşamalı kalıp işleme maliyetleri karmaşıklığa bağlı olarak yüksektir, genellikle 30.000 ila 150 ABD Doları000+ arasındadır. Düşük hacimlerde bu yatırımı amorti edemezsiniz. Tek bir vuruşta kesme ve delme işlemini gerçekleştiren ve ardından fren kalıbında ikincil bükme gerçekleştiren bir bileşik kalıp, genellikle kısa çalışmalar için daha düşük toplam maliyet sağlar.
• İstasyonlar arasında-süreç içi işlemler gerektiren parçalar:Parçanız, sıranın ortasında punta kaynağı, somun yerleştirme veya diğer-damgalama dışı işlemlere ihtiyaç duyuyorsa-, transfer kalıpları, aşamalı şerit beslemenin sağlayamayacağı istasyon bağımsızlığını ve bekleme süresini sağlar.

Karar çerçevesi basittir. Progresif kalıplar, yüksek hacim, sıkı toleranslar, ince ve orta kalınlıkta alüminyumda çok-özellik karmaşıklığına ve hızlı döngü sürelerine ihtiyaç duyduğunuzda kazanır. Büyük parçalar, derin çekmeler ve bağımsız istasyon kontrolü gerektiren prosesler için transfer kalıp damgalama kazançları. Bileşik kalıplar, takım bütçesinin kısıtlı olduğu orta hacimlerde basit düz geometri için kazanır.

Yanlış prosesin seçilmesi sadece takım yatırımının boşa gitmesine neden olmaz. Temel süreç-parça uyumsuzluğu devam ettiği için sizi hiçbir sorun giderme işleminin tam olarak çözemeyeceği bir kusur modelinin içine hapseder. Süreç seçimini doğru yaptığınızda kusur oranları ilk üretim çalıştırmasından itibaren düşük kalır; bu da takım maliyetinin, malzeme ekonomisinin ve hacim eşiklerinin gerçek parça başına maliyetinizi belirlemek için nasıl etkileşimde bulunduğunu anlama aşamasını hazırlar.

Alüminyum Progresif Damgalamanın Maliyet Yapısı ve Ekonomisi

Doğru prosesin seçilmesi kusurları ortadan kaldırır. Ancak karar aynı zamanda tedarik ekiplerinin ve üretim mühendislerinin sermayeyi taahhüt etmeden önce ölçmeleri gereken bir mali boyutu da taşıyor. Alüminyum aşamalı damgalama, malzeme gideri, takım yatırımı ve üretim hacminin çelikten farklı şekilde etkileşime girdiği farklı bir maliyet yapısı içerir. Bu ekonomiyi anlamak, parça başına-maliyetinizin bir kuruşa düşüp düşmeyeceğini veya takım amortismanının hiçbir zaman eşit düzeyde olup olmayacağını belirler.

Takım Yatırımı ve Amortisman

Alüminyum için progresif kalıplar genellikle 10.000 ila 200.000 ABD Doları aralığına düşer ve orta-karmaşık parçaların çoğu 15.000 ABD Doları ile 50.000 ABD Doları arasındadır. Alüminyuma özel takımlar genellikle kaplamalar, karbür uçlar ve parçanın yüzeyini korumak ve aşınmayla mücadele etmek için gereken cilalı şekillendirme yüzeyleri nedeniyle eşdeğer çelik kalıplara göre %10-20 daha pahalıdır.

Bu ön yatırım, toplam üretim hacminiz genelinde amorti edilir. 500.000 parça üreten 40.000 $'lık bir kalıp, takım maliyetine parça başına 0,08 $ ekler. 50.000 parçadan oluşan aynı kalıp 0,80 dolar ekler. Bu matematik basittir ancak birçok ekip geliştirme maliyetlerini hafife alır. Alüminyum için kalıp denemesi, geri esneme yinelemesi ve süreç doğrulama, istikrarlı üretim başlamadan önce teklif edilen kalıp fiyatının %30-50 üzerine çıkabilir. Orta karmaşıklıkta alüminyum progresif takımlamada 4-7 yineleme turu için bütçe; her turda baskı süresi, mühendislik saatleri ve örnek malzeme tüketilir.

Malzeme Maliyeti ve Hurda Ekonomisi

Alüminyum bobin, yumuşak çeliğin pound başına maliyetinin-iki ila üç katı kadardır. Bu çarpan, malzeme kullanımını maliyet denkleminizdeki en güçlü kaldıraç haline getirir. %72'ye karşılık %78 kullanım sağlayan bir şerit düzeni, parça başına malzemeden yaklaşık %8 tasarruf sağlar. Alüminyum fiyatlarında, bir milyon parçalık üretimdeki bu 6-puanlık iyileşme, takım yatırımının önemli bir kısmını telafi edebilir.

Hurda ekonomisi kısmi bir telafi sunuyor. Alüminyum hurdası işlenmemiş malzeme değerinin kabaca %40-60'ını korurken, çelik hurdası için bu oran %15-25'tir. Bu daha yüksek geri kazanım oranı, etkin malzeme atık maliyetinizin pound başına ham kullanım rakamlarının önerdiğinden daha düşük olduğu anlamına gelir. Yine de hedef, sıkı yerleştirme ve minimum taşıyıcı şerit genişliği yoluyla kullanımı en üst düzeye çıkarmak olmaya devam ediyor çünkü geri kazanılan hurda değeri bile, bitmiş parçalardan kazandığınız marjla eşleşmiyor.

Yıllık 500.000 birimi aşan uzun vadeli metal damgalama programları için, parça başına küçük-birim malzeme tasarrufları bile önemli ölçüde artar. Parça başına malzeme maliyetindeki 0,03 ABD Doları'lık bir iyileşme, bu hacimde yıllık 15.000 ABD Doları tutarında bir getiri sağlar; bu, şerit düzeninizi yeniden tasarlamanızı veya daha iyi yuvalamayla daha geniş bir kalıba yatırım yapmanızı -gerekçelendirmeye yeterlidir.

Aşamalı Kalıp Gerekçelendirmesi için Hacim Eşikleri

Progresif takımlamanın pozitif yatırım getirisi sağladığı geçiş noktası parça karmaşıklığına bağlıdır, ancak genel eşikler alüminyum uygulamalarında tutarlı bir şekilde geçerlidir:

Yıllık 50.000 adetlik progresif kalıplar çoğu alüminyum parça için son derece avantajlı hale geliyor. Bu eşiğin altında takım amortismanı, parça başına tasarrufları aşıyor-. Bunun üzerinde ekonomi zorlayıcı hale geliyor. İkincil bükme ile lazer kesim yoluyla birim başına 4,50 dolara mal olan bir braket düşünün. Uzun vadeli aşamalı damgalama yoluyla aynı parçanın maliyeti, takımlama mevcut olduğunda 0,45 ABD dolarıdır. Yıllık 100.000 birimlik parça başına 4,05 ABD Doları tasarruf, yılda 405.000 ABD Doları tutarında tasarruf sağlar ve pahalı bir kalıbın bile üretimin başlamasından birkaç hafta sonra geri ödenmesini sağlar.

Yüksek hacimli damgalama, progresif kalıpların tam ekonomik avantajlarını gösterdiği yerdir. Milyonlarca vuruş boyunca sıkı tekrarlanabilirlik, parça başına inceleme yükü olmadan-tutarlı kalite anlamına gelir. Verimli çoklu-istasyonlu şekillendirme, taşıma maliyetini ve kusur riskini artıran ikincil işlemleri ortadan kaldırır. Alüminyumun hafif şeridi, eşdeğer çelik parçalara göre daha yüksek baskı hızlarına olanak tanıyarak, büyük tirajlı damgalama programları için döngü maliyetini daha da azaltır.

Alüminyum programlarında takım yatırımını değerlendiren üretim mühendisleri için kalıp yapımı için seçtiğiniz tedarikçi, hem ilk maliyeti hem de uzun-vadeli üretim ekonomisini doğrudan etkiler.YICHEN'in ilerici damgalama kalıbı yetenekleritam olarak şu senaryoyu hedefleyin: çok istasyonlu şekillendirme, sıkı tekrarlanabilirlik ve ölçeklenebilir seri üretimin takımlama gereksinimlerini tanımladığı yüksek-hacimli alüminyum üretimi. Kalıp tedarikçilerini değerlendirirken, yalnızca teklif edilen kalıp fiyatını değil aynı zamanda geliştirme riskini, yineleme hızını ve inşaatçının alüminyumun özel takım talepleriyle ilgili doğrulanmış deneyimi olup olmadığını da hesaba katın.

Takım maliyeti ve malzeme ekonomisi finansal çerçeveyi belirler. Ancak bu rakamları sağlam bir kaynak bulma kararına dönüştürmek, kalıp tedarikçilerinin alüminyuma özel- kriterlere göre nasıl değerlendirileceğini bilmeyi gerektirir; bu noktada satın alma stratejisi, mühendislik spesifikasyonu kadar önemli hale gelir.

Alüminyum Üretimi için Progresif Damgalama Kalıplarının Tedarik Edilmesi

Çelikte kusursuz performans gösteren bir kalıp, alüminyumda birinci vuruştan hurda üretebilir. Bu gerçeklik, tedarikçi seçimini bir satın alma egzersizinden daha fazlası haline getiriyor. Bu, takım yatırımınızın kar getirip getirmeyeceğini veya aylarca sorun gidermeye neden olup olmayacağını belirleyen teknik bir karardır. Alüminyum programları için ilerici kalıp üreticilerini değerlendirirken kriterler, malzemeye özgü-deneyime, doğrulama titizliğine ve uzun-vadeli destek altyapısına doğru kaymaktadır.

Kalıp Tedarikçileri için Temel Değerlendirme Kriterleri

Her damgalama kalıbı tedarikçisi, bu makalede ele alınan alüminyuma özgü-sorunları çözmedi: gevşemeyi önleme, geri esnemeyi telafi etme, alaşım-uygun boşlukları ve milyonlarca döngü boyunca yüzey kaplamasını koruma. Değerlendirme süreciniz bu yeteneklere şu sırayla öncelik vermelidir:

1. Gösterilen alüminyum işleme deneyimi. YICHEN'in ilerici damgalama kalıp grubuverimli çok istasyonlu şekillendirme, sıkı tekrarlanabilirlik ve ölçeklenebilir seri üretim gerektiren yüksek-hacimli metal parçalar için üretim mühendisleri ve tedarik ekiplerinin kalıpları tedarik etmesine yardımcı olmaya odaklanır. Aşamalı kalıp damgalama tedarikçilerinin kısa listesini oluştururken, yalnızca kaplama yükseltmeli çelik takımları değil, doğrulanmış alüminyum programları gösterebilen inşaatçılarla başlayın.
2. Şirket-içinde şekillendirme simülasyonu yeteneği.FEM{0}}tabanlı şerit düzeni ve şekillendirme analizi çalıştıran tedarikçiler, çeliği kesmeden önce geri esneme sorunlarını, incelme bölgelerini ve gerilim konsantrasyonlarını tespit ediyor. Bu, deneme tekrarlarını 6-7 turdan 2-3'e indirerek geliştirme maliyetinden haftalarca ve onbinlerce tasarruf sağlar.
3. Standart uygulama olarak -kızarmayı önleyen takım özellikleri.İnşaatçının alüminyum şekillendirme istasyonlarında hangi kaplamaları ve ek malzemeleri kullandığını sorun. CrN + DLC kaplamalar ve karbür kesici uçlar sonradan düşünülmüş bir ekleme değil, standart alüminyum yaklaşımlarının bir parçası olmalıdır.
4. Baskı kalitesini ve dokümantasyonu deneyin.Zayıf BDC tekrarlanabilirliğine sahip, aşınmış bir preste alüminyum takımlamayı doğrulayan ilerici bir kalıp üreticisi, üretim ekipmanınızda düşük performans gösteren bir kalıp sunacaktır. Deneme için hangi baskı makinesi markasını ve modelini kullandıklarını sorun ve kesin özellikler isteyin.
5. Bakım desteği ve yeniden bileme programları.Alüminyum takımlar, sürtünme ve zımba aşınması nedeniyle çelik kalıplara göre daha sık bakım gerektirir. Listenizdeki damgalama kalıbı üreticilerinin planlı yeniden taşlama hizmetleri, yedek zımba stokları ve uzaktan sorun giderme desteği sunup sunmadığını değerlendirin.
6. Hacim artışları için ölçeklenebilirlik.İlk siparişiniz yıllık 200.000 parça olabilir, ancak program 2.000.000 parçaya çıkarsa, aşamalı damgalama şirketi sıfırdan yeniden mühendislik yapmadan yinelenen takımları, yedek kalıp setlerini veya çok-boşluklu konfigürasyonları- destekleyebilir mi?

Alüminyuma Özel-Zorluklar için Takımların Doğrulanması

Bir tedarikçi bir kalıp teslim ettiğinde yeterlilik sona ermez. Alüminyum aşamalı damgalamanın doğrulanması, takımın yalnızca deneme koşullarında değil, üretim koşulları altında malzemenin benzersiz davranışlarını ele aldığını doğrulamayı gerektirir.

Metal damgalama kalıbı imalatçılarını incelerken, takım kabulünü imzalamadan önce bu doğrulama çıktılarını talep edin:

• Üretim hızında ilk-ürün denetimi- yavaş olmayan- vuruş örnekleri. Alüminyum, ısı üretimi ve yağlayıcı film davranışı nedeniyle 300 SPM'de 30 SPM'den farklı davranır.
• Minimum 2.000 parçalık bir çalışma genelinde Cpk verilerikritik boyutlar için. Bu, tekrarlanabilirliğin, şerit uzunluğu boyunca geri esneme değişimini ve bobin-ila-bobin arasındaki malzeme farklılıklarını hesaba kattığını doğrular.
• Doğrulama çalıştırmasından sonra galing denetim raporu.2.000 parçadan sonra şekillendirme yüzeylerinde görülen herhangi bir yapışma, üretim sırasında katlanarak kötüleşecek bir kaplama veya yağlama boşluğunun sinyalini verir.
• Belgelenmiş kalıp boşluğu ölçümleriDelme ve kesme istasyonlarında CMM tarafından doğrulanan değerler, alüminyum alaşımınıza uygun yan aralık başına %5-10 aralığındadır.
• Şerit düzeni malzeme kullanım raporuGerçek ve teorik verimi gösteriyor. Bu ölçümü izleyen aşamalı kalıp damgalama hizmetleri, parça başı ekonominize doğrudan- fayda sağlayan maliyet-bilincini gösterir.

Damgalama kalıbı üreticileri arasında seçim yapmak sonuçta bir risk yönetimi kararıdır. Denemenin 8 yineleme boyunca sürmesi, sürtünmenin 50.000 vuruşta kalıbı yeniden inşa etmeye zorlanması veya geri esneme sürüklenmesinin müşterinize ulaşan-özel{- parçaların dışında üretilmesi durumunda, belirtilen en düşük-kalıp fiyatı hiçbir şey ifade etmez. Kanıtlanmış alüminyum programlarıyla,-doğrulanmış sinir bozucu stratejilerle ve takımlarınızı tüm üretim yaşam döngüsü boyunca destekleyecek altyapıyla inşaatçılara öncelik verin. Bu kombinasyon, aşamalı kalıp yatırımınızı bir kumardan, ilk günden itibaren tahmin edilebilir bir parça başına maliyet denklemine dönüştürür.

Progresif Kalıp Damgalama Alüminyum Hakkında Sıkça Sorulan Sorular

1. Aşamalı kalıp damgalama için hangi alüminyum alaşımları en iyi sonucu verir?

En yaygın kullanılan alaşımlar, elektrikli ve termal parçalar için 1100-H14, genel-amaçlı braketler ve muhafazalar için 3003-H14 ve yapısal veya korozyona{17}dirençli uygulamalar için 5052-H32'dir. Bu 1xxx ve 3xxx serisi alaşımlar, çok istasyonlu progresif kalıplar için en geniş şekillendirilebilirlik penceresini sunar. 6061, T6 durumu yoğun şekillendirme operasyonları için fazla kırılgan olduğundan damgalama için genellikle O veya T4 temperiyle sınırlıdır. YICHEN'in ilerici damgalama kalıbı ekibi, alaşım temper kombinasyonlarını özel parça geometriniz ve üretim hacmi gereksinimlerinizle eşleştirmenize yardımcı olabilir.

2. Aşamalı damgalamada alüminyum neden çelikten farklı kalıp tasarımı gerektirir?

Alüminyum, düşük Young modülü nedeniyle daha yüksek geri esneme sunar ve her şekillendirme istasyonunda yerleşik 2-7 derecelik aşırı bükülme telafisi gerektirir. Ayrıca kaplamasız takım çeliğine, CrN + DLC kaplamalara veya temas yüzeylerinde karbür kesici uçlara karşı da zarar verir. Ek olarak alüminyum, deformasyonu yüzeye dağıtmak yerine sac kalınlığı boyunca yoğunlaştıran daha düşük bir Lankford katsayısına (R-değeri) sahiptir. Bu faktörler, karmaşık bükümleri güvenli bir şekilde ayırmak için daha sıkı zımba-kalıp açıklıkları (her tarafta %5-10), özel yağlayıcılar ve daha fazla şekillendirme istasyonu gerektirir.

3. Alüminyum parçalar için progresif kalıba yatırım yapmayı hangi üretim hacmi haklı kılmaktadır?

Alüminyum için aşamalı kalıp işleme, genellikle yıllık 50.000 parçanın üzerindeki hacimlerde -uygun maliyetli hale gelir. Bu eşiğin altında, takım amortismanı parça başına tasarruftan çok daha fazla-ve bileşik kalıplar veya ikincil bükme işlemleri daha ekonomik olabilir. 50.000 birimin üzerinde parça başına maliyet-önemli ölçüde düşer. Örneğin, lazer kesim yoluyla maliyeti 4,50 ABD doları olan bir braket, takımlama mevcut olduğunda aşamalı damgalama yoluyla 0,45 ABD dolarına düşebilir. Yıllık 100.000 birimlik tasarruf, üretimin başlamasından birkaç hafta sonra karmaşık takımların bile karşılığını alabilir.

4. Progresif kalıplarda alüminyumu damgalarken gevşemeyi nasıl önlersiniz?

Parçalanmanın önlenmesi, koordineli üç katman gerektirir: şerit üzerinde kuru nokta kalmamasını sağlayan yağlayıcı kaplama, tüm şekillendirme ve çekme yüzeylerinde CrN + DLC gibi sürtünme önleyici kaplamalar ve sürtünme eşiğinin altındaki temas basıncı yönetimi. Araştırmalar, Drycote 2-90 gibi kuru film yağlayıcıların sürtünme eşiğini, yağlayıcı olmadan yalnızca 7 MPa'ya kıyasla 28-40 MPa'ya çıkardığını gösteriyor. Yüksek sürtünmeli istasyonlarda hedefe yönelik sprey ile desteklenen bobin üzerine önceden uygulanan kuru film, uzun üretim süreçleri için en güvenilir korumayı sağlar.

5. Alüminyum için aşamalı kalıp damgalama yerine transfer kalıp damgalamayı ne zaman seçmelisiniz?

Transfer kalıpları, alüminyum parçalar boş çapın 2-3 katını aşan derin çekmeler, progresif işlemede çatlayacak sert tavlamalarda son derece dar bükme yarıçapları, 12-18 inçten büyük parça boyutları veya şekillendirme adımları arasında punta kaynak gibi-proses işlemleri gerektirdiğinde daha iyi bir seçimdir. Transfer kalıpları, aşamalı şerit beslemenin barındıramayacağı karmaşık 3D formları ve derin kabukları işleyerek, her aşamada tam ham parça tutucu kontrolü ile ayrı ayrı ham parçaları bağımsız istasyonlar boyunca hareket ettirir. Progresif kalıplar, 50.000 birimin üzerindeki hacimlerde ince ölçülü, çok özellikli parçalar için üstün olmaya devam ediyor.