Indústria moderna de processament de xapa

Processament de xapa: indústria moderna de processament de xapa

El processament de xapes, com el seu nom indica, és un procés complet de treball en fred per a xapes metàl·liques (normalment per sota dels 6 mil·límetres). Dona forma a làmines de metall planes en diversos components estructurals tridimensionals complexos-a través d'una sèrie de processos com ara el tall, el doblegat, l'estampació i la soldadura. Des dels suports interns dels telèfons intel·ligents fins a les parets cortina dels gratacels, des de la carcassa dels electrodomèstics fins als components de precisió dels vehicles aeroespacials, les peces de xapa són omnipresents i són una de les tecnologies de fabricació més utilitzades i fonamentals de la indústria moderna.

 

1, Flux de procés bàsic: el viatge del dibuix al producte acabat

El flux típic de processament de xapa és una cadena de tecnologies entrellaçades:

Disseny i enginyeria (punt de partida clau):

Conversió de dibuix: desplega el model 3D en una expansió plana 2D, calcula amb precisió la utilització del material i la compensació de flexió.

Anàlisi DFM (Design for Manufacturability): els excel·lents enginyers tindran en compte les limitacions de mecanitzat com ara el radi de flexió mínim, la distància de la vora del forat, la interferència de l'eina, etc., i optimitzaran el disseny per reduir costos i millorar el rendiment.

Tallar (donar contorn):

Tall per làser: la tecnologia convencional actual utilitza raigs làser d'alta-energia per al tall sense-contacte, amb alta precisió i bona flexibilitat, adequat per a gràfics complexos i lots petits o mitjans.

Punxonadora CNC: utilitza motlles per perforar i tallar, aptes per a peces amb un gran nombre de forats i reixetes estàndard, amb una alta eficiència de producció per a grans quantitats.

Tall de plasma: adequat per a plaques d'acer al carboni més gruixudes, amb una velocitat ràpida, però una zona afectada per la calor relativament pobra i una precisió en comparació amb el tall per làser.

Tall per raig d'aigua: utilitzar un flux d'aigua a ultra-alta pressió (abrasiu mixt) per tallar, sense deformació tèrmica, pot tallar qualsevol material, però a una velocitat més lenta.

Formant (donant forma):

Doblat: el procés central. Mitjançant l'ús d'una plegadora CNC amb diferents motlles superiors i inferiors, la xapa es pot doblegar a l'angle desitjat mitjançant un control precís de la carrera i la pressió. La precisió pot arribar a ± 0,1 graus.

Estampació/estirament: utilitzant la pressió de motlles i punxonadores per provocar una deformació plàstica de la xapa, formant còncaus convexos, relleus, costelles de reforç o closques més profundes (com piques d'acer inoxidable).

Connexió i muntatge (dotació de funcionalitats):

Soldadura: els mètodes de connexió permanent més utilitzats inclouen la soldadura per arc d'argó (TIG/MIG, utilitzada per a acer inoxidable i alumini), la soldadura per punts per resistència (utilitzada per a la superposició de plaques primes) i la soldadura per làser (alta{0}}precisió i baixa deformació).

Connexió de fixació: el muntatge extraïble s'aconsegueix mitjançant reblons, reblons d'estirament o connexions roscades (com ara femelles i cargols).

Adhesiu: Ús d'adhesiu metàl·lic especialitzat, adequat per a diferents materials o situacions on s'evita la deformació.

Tractament superficial (donant aspecte i protecció):

Pretractament: desgreixatge, eliminació d'òxid, fosfatació, passivació, proporcionant un bon substrat per a posteriors recobriments.

Recobriment: recobriment en pols (ecològic, resistent al desgast-, colors diversos), electroforesi (cobertura uniforme, bona resistència a la corrosió), galvanoplastia (galvanitzat, cromat, niquelat, que proporciona efectes anticorrosió o decoratius).

Pel·lícula de conversió: anoditzat (utilitzat principalment per a materials d'alumini per millorar la duresa, la resistència a la corrosió i la capacitat de coloració).
 

2, Selecció de material: equilibri entre rendiment i cost

Escollir els materials adequats és la meitat de la batalla per a un disseny reeixit:

Placa d'acer laminat en fred (SPCC): la més utilitzada, de baix{0}}cost, resistent, fàcil de processar i que es pot tractar amb diversos tractaments superficials.

Xapa galvanitzada (SECC/SGCC): ve amb una capa a prova de rovell i s'utilitza habitualment en xassís i armaris, però les peces de soldadura requereixen un tractament especial.

Acer inoxidable (SUS304/316): resistent a la corrosió-, estèticament agradable, però amb un enduriment per treball evident, que requereix uns elevats requisits per a eines i processos de tall.

Alumini i aliatges d'alumini (com ara 5052-H32, 6061-T6): lleuger, bona conductivitat elèctrica i tèrmica, resistència a la corrosió, fàcil de doblegar però relativament suau, d'alt cost.

Coure/llautó: s'utilitza principalment per conduir electricitat, calor o peces decoratives.

3, Tendències i reptes de desenvolupament de la indústria

Intel·ligència i automatització:

Black Lamp Factory ": Línies de producció automatitzades, càrrega i descàrrega de robots i soldadura, logística AGV, aconseguint una producció ininterrompuda les 24 hores.

Integració de programari: des de sistemes CAD/CAM fins a MES/ERP, aconseguir una gestió digital completa del procés, millorar l'eficiència de la programació i les capacitats de traçabilitat.

Integració i innovació tecnològica:

Processament de compostos: les màquines de tall i estampació làser de compostes, combinades amb centres de plegat i robots, redueixen la conversió del procés i milloren la precisió i l'eficiència.

Combinació de fabricació additiva (impressió 3D): per a components de lots extremadament complexos o petits, la impressió 3D s'utilitza per fabricar motlles o formar-los directament, i després es combina amb peces de xapa.

Fabricació verda:

Utilitzar recobriments respectuosos amb el medi ambient (pintura a base d'aigua-, pols altament sòlid), optimitzar el programari de mostreig per reduir els residus de material i reciclar materials de rebuig i fluids de tall.

Reptes del sector:

Pressió de costos: fluctuacions dels preus de les matèries primeres i augment dels costos laborals.

Falta de talent: els dobladors, els soldadors i els enginyers de processos amb experiència són escassos.

Fragmentació de les comandes: les comandes de lots petits, de varietats múltiples i de lliurament ràpid s'han convertit en la norma, la qual cosa exigeix ​​més flexibilitat de producció.