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Service de pliage des métaux propose une technique de formage plastique très précise pour les métaux non ferreux comme le cuivre et le laiton. Trois défis majeurs lors du cintrage de tubes à paroi mince à petits rayons, à savoir le froissement, la réduction de l'épaisseur de paroi et la tolérance excessive au retour élastique dans le laiton, sont résolus. Des tolérances de formage de 0,05 mm peuvent être atteintes de manière fiable.
À l'intérieur, où se trouvent les barres omnibus en cuivre pour les véhicules à énergies nouvelles, les canalisations d'échange de chaleur médicale et les moyeux conducteurs pour robots industriels, le formage compliqué du cuivre rouge de haute pureté et du laiton de haute dureté a été limité par la dépendance à l'égard de l'expérience des processus traditionnels. Des problèmes tels que le froissement intérieur, l'amincissement extérieur et une tolérance de retour élastique excessive à de petits rayons de courbure peuvent devenir des facteurs de risques pour la sécurité, comme les interférences lors de l'assemblage, la surchauffe et le délaminage. Cet article vise à analyser en profondeur les principaux mécanismes de processus de pliage complexe du cuivre et du laiton et à proposer une solution de formage orientée vers l'utilisation sans endommager le produit.
Présentation des paramètres de base du processus de pliage du cuivre et du laiton
| Type de processus | Matériau applicable | Rayon de courbure central minimum (CLR) | Taux de réduction de l'épaisseur de paroi maximale | Tolérance dimensionnelle | Scénarios d'application typiques |
| Cintrage rotatif à mandrin multisphérique CNC | Cuivre rouge C11000 (état O) | 1.0D | ≤12 % | ±0,05 mm | Cathéters médicaux, canalisations d'échange de chaleur |
| Cintrage servo en trois points | Barre omnibus en cuivre rouge T2 | 1,5t | ≤4 % de réduction de la surface transversale | ±0,08 mm | Jeu de barres en cuivre haute tension EV, jeu de barres conducteur |
| Formage continu progressif | C36000 Laiton au plomb | 2.0D | ≤10 % | ±0,05 mm | Raccords CVC, connecteurs pneumatiques |
| Formage de composites par recuit à moyenne fréquence | C26800 Laiton | 1.5D | ≤8 % | ±0,03 mm | Pièces structurelles complexes multiplanaires |
Points clés à retenir
- Contrôle limite de l'épaisseur de paroi : En utilisant un mandrin à pression dynamique fluide à plusieurs sections, le taux d'amincissement externe des tubes à paroi mince en cuivre rouge peut être strictement contrôlé à ≤12 %. Dans cette plage, assurez la sécurité électrique et fluide.
- Contrôle du zéro défaut : Grâce à un algorithme de compensation de précontrainte inversée et à une matrice progressive très flexible, le rebond du laiton est complètement éliminé, stabilisant les tolérances de flexion dans ±0,05 mm.
- Évaluation technique efficace : Fournit une matrice complète de paramètres techniques couvrant l'état des matériaux et le CLR, aidant les acheteurs mondiaux de technologies haut de gamme et les équipes de chaîne d'approvisionnement à atténuer les risques d'approvisionnement et de qualité.
Pourquoi faire confiance au service de pliage des métaux de LS Manufacturing pour le formage complexe ?
Nous disposons de capacités de simulation multiphysique et d'un système de contrôle de bout en bout de précision, ce qui permet de fournir une livraison efficace de pièces complexes de pliage de métaux non ferreux tout en minimisant considérablement les coûts d'essais et d'erreurs et les risques de qualité.
Après trois mois de tests et de confirmation de production dans un projet nord-américain de tubes en cuivre pour ventilateurs médicaux, nous avons constaté un taux de rendement très faible, inférieur à 15 % dans une usine de traitement traditionnelle, dû à l'absence de contrôle préalable de la déformation des grains du matériau et de compensation du processus en temps réel. De nombreux fabricants se concentrent uniquement sur les dimensions finales, ignorant ainsi l'importance de l'inspection des matériaux entrants et du contrôle en boucle fermée des paramètres du processus.
La norme IATF 16949:2016 stipule que « les organisations doivent effectuer une planification qualité avancée pour les processus spéciaux, confirmer la capacité du processus et surveiller en permanence le processus. »
Nous suivons cette norme de très près et contrôlons chaque étape liée à la qualité tout au long de la chaîne de processus, en commençant par l'inspection granulométrique à l'arrivée, en terminant par l'expédition, et entre les simulations par éléments finis du préformage, la surveillance du couple servo en temps réel pendant le traitement et l'inspection finale des coordonnées à trois axes. Notre groupe d'équipements comprend plus de 20 cintreuses de tubes CNC multi-axes servo en boucle fermée, permettant ainsi la production de diamètres de tubes allant de 3 mm à 110 mm.
Si vous êtes confronté à des défis complexes liés au processus de formage des métaux non ferreux, vous pouvez soumettre vos dessins 3D et vos exigences de tolérance. Notre équipe d'ingénieurs vous fournira une analyse gratuite de faisabilité DFM pour vous aider à identifier les risques de traitement à l'avance et à optimiser votre solution de formage par pliage de précision des métaux.
Pourquoi les tubes en cuivre à paroi mince se déforment-ils lors des opérations rapides de pliage de mandrin CNC ?
Dans service de cintrage du cuivre, le plissement et l'effondrement des tubes en cuivre sont causés par une contrainte de compression tangentielle dépassant la limite d'instabilité locale. Un mandrin de liaison multibilles fabriqué en un acier allié de haute dureté sans chrome, ainsi qu'un moule auxiliaire infroissable, exercent un support normal au point tangentiel. Cela permet de maintenir la réduction du taux d'épaisseur de la paroi extérieure à moins de 12 % et d'éviter ainsi l'instabilité.
Mécanisme micromécanique d'instabilité et de plissement
Lors du cintrage de tubes avec de très petits rayons, le tuyau de cintrage en cuivre C11000e sera poussé à ses limites. Avec un CLR inférieur ou égal à 1,2D et un rapport épaisseur de paroi sur diamètre extérieur (t/D) inférieur à 5 %, le matériau à l'intérieur du coude sera soumis à une contrainte de compression tangentielle très élevée. La dislocation des grains deviendra irrégulière à mesure que la contrainte de compression dépasse la limite d'instabilité locale du matériau. En conséquence, les rides apparaissent. Il s'agit également de l'une des conditions les plus fragiles des raccords de tuyauterie à paroi mince dans les projets de cintrage de matériaux non ferreux personnalisés.
Schéma de contrôle des paramètres de processus de base
Trois paramètres principaux doivent être réglés très précisément pouréliminer complètement l'instabilité et le froissement :
- Angle d'installation du moule auxiliaire anti-rides : Doit être strictement compris entre 0,5° et 1,5°. Un très petit angle non seulement rayera la paroi du tuyau, mais un angle trop grand entraînera également une perte de support efficace.
- Réglage du délai de livraison du mandrin : Contraint entre 1,5 mm et 3,0 mm, nécessitant une correspondance individuelle de haute précision en fonction du diamètre du tuyau et de l'épaisseur de la paroi.
- Configuration de la rotule à mandrin : Pour les tuyaux de diamètre 10 mm, une structure à 5 billes est appropriée, tandis que pour les diamètres de tuyaux < 10 mm, une structure à 3 billes est préférable, pour un support uniforme.
Avec une configuration de cintrage de tube assisté par mandrin parfaitement conçue, la stabilité du formage peut être considérablement améliorée. Le choix des différents types de mandrins est la principale chose qui affecte la précision finale et la qualité de la paroi intérieure du formage par pliage de précision des métaux.
Ce tableau montre où ils conviennent :
| Type de mandrin | Plage de diamètres de tuyau applicable | CLR minimum réalisable | Rugosité de la paroi intérieure | Niveau de coût global |
| Mandrin de liaison multi-billes | φ6mm-φ110mm | 1.0D | Ra 0,8 | Moyen-élevé |
| Mandrin en forme de cuillère | φ20mm-φ80mm | 1.5D | Ra 1.6 | Moyen |
| Mandrin en liège | φ10mm-φ30mm | 2.0D | Ra 3.2 | Faible |
| Mandrin hydrodynamique | φ8mm-φ50mm | 0.9D | Ra 0,4 | Élevé |
Figure 1 : Tubes en cuivre courbés avec précision par CNC avec des coudes lisses à 90 degrés.
Comment calculer et compenser les fortes variations de retour élastique dans les composants en laiton mi-dur ?
Dans le service de cintrage du laiton, le problème du retour élastique du laiton, qui peut même être de 3° à 7°, doit être résolu avec une compensation basée sur la limite d'élasticité en temps réel. Une opération de pliage rotatif l'utilisation de la méthode de contrôle de tension intégrée est choisie. Grâce à l’application d’une contrainte de traction axiale lors de la flexion, les couches de contraintes internes et externes sont égalisées. Ainsi, le retour élastique est réduit à un niveau négligeable, c'est-à-dire 0,5°.
La nature matérielle du retour élastique
Dans le système technologique de flexion à compensation de retour élastique, les alliages de laiton tels que le C36000 et le C26800 ont la caractéristique d'un module d'élasticité et d'un rapport de limite d'élasticité élevés. Lorsqu'une pièce de métal est pliée, elle est à la fois déformée plastiquement et élastiquement. Une fois la charge retirée, la pièce déformée élastiquement revient, de sorte que l'angle de flexion effectif est inférieur à celui programmé. Il s'agit d'un problème technique standard auquel les processus complexes de formage et de pliage recherchent des solutions.
Schéma du processus de rémunération quantitative
Nous obtenons la formule de compensation de flexion excessive à partir de la simulation dynamique par éléments finis afin que le retour élastique soit contrôlé de manière très précise. Les principaux paramètres du processus incluent des éléments tels que :
- Facteur d'angle de sur-courbure : par exemple, lorsque le rayon de courbure est de 2,0D, on définit l'angle de sur-courbure initial à 1,04-1,08 fois l'angle cible réel.
- Traitement de durcissement du rayon de matrice : La zone du rayon de matrice est durcie jusqu'à ce qu'elle atteigne la dureté HRC 62.
- Maintien retardé de la pression segmenté : Maintenez la pression pendant 0,8 à 1,2 secondes après vous être penché dans la position souhaitée.
Ce système de paramètres basé sur le pliage par étirage à tension contrôlée peut couvrir de manière stable les exigences de contrôle du retour élastique de diverses pièces de pliage de tôle complexes. Pour obtenir un tableau complet des paramètres de compensation du retour élastique du laiton et un guide de simulation, contactez-nous pour recevoir un livre blanc technique dédié pour vous aider à maîtriser rapidement la logique de contrôle de base du pliage de formage complexe.
Quelle est la logique de formage optimale lorsque les barres omnibus non ferreuses exigent un formage par pliage de métal de précision ?
Dans les cas de cintrage de composants conducteurs, le cintrage de barres omnibus en cuivre à haute tension nécessite que la section transversale conductrice soit préservée tout en ne permettant aucun délaminage au niveau du cintrage rayon rayon. La meilleure solution est une machine à cintrer servo CNC à trois points, qui est combinée avec une matrice inférieure anti-indentation en polyuréthane dur pour un formage non destructif, de sorte que la tolérance dimensionnelle de la zone de transition de l'arc de pliage puisse être maintenue de manière cohérente à moins de 0,08 mm.
Mécanisme de défaillance de la perte de surface transversale conductrice
Lors du cintrage de précision des barres omnibus, si la matrice de cintrage n'est pas correctement conçue, le matériau dans la zone de cintrage sera soumis à un retrait latéral, de sorte que la section transversale locale sera réduite. Cette réduction entraînera une augmentation directe de la résistance de contact, de ce fait, des points de surchauffe seront créés sous la charge d'un courant élevé et pour couronner le tout, il peut même y avoir un danger de sécuritérds. Ce problème est une cause directe de la baisse du taux de réussite des performances électriques du formage par pliage de précision des métaux.
Points de contrôle clés pour le pliage non destructif
Si vous souhaitez conserver 100 % de rétention de conductivité, les points de contrôle mentionnés ci-dessous doivent être strictement suivis :
- Calcul précis du coefficient de développement de flexion : Modifiez le facteur K en fonction de la dureté du matériau et du rayon (angle R), pour contrôler l'erreur de calcul dans une plage de ±0,02.
- Traitement du revêtement de la surface de contact de la matrice : Un revêtement en téflon au niveau du micron doit être appliqué sur la surface de contact pliée afin que la résistance au frottement soit réduite et que les rayures de surface puissent également être évitées.
- Contrôle de la vitesse de formage : Adoptez une faible vitesse de formage de 15 à 25 mm/s afin de minimiser la possibilité de dislocation des joints de grains et de délaminage provoquée par l'écrouissage.
Ces points de contrôle pour obtenir le formation de pliage sans fissure sont exactement les spécifications d'exécution des pièces conductrices dans le système de service de pliage des métaux de notre société.
Pourquoi le cintrage par étirage rotatif et le cintrage par vérin offrent-ils une qualité de paroi intérieure très différente pour les échangeurs de chaleur ?
Dans le service de collage du cuivre, la principale différence entre le cintrage rotatif et le cintrage par vérin sous pression dans le traitement des pipelines réside dans les différents mécanismes dynamiques pour le contrôle de la force de cisaillement au point tangent de flexion. Le cintrage rotatif peut contrôler le taux de distorsion du tuyau à 5 % simplement en ajustant un tuyau à la fois à travers une matrice rotative et une matrice de serrage en même temps que l'une verrouille le tuyau et l'autre le verrouille fermement. Là encore, la flexion sous pression sans contraintes latérales entraîne l'effondrement localisé de tuyaux en cuivre très mous car dans la plupart des cas, la pression est appliquée localement sur de très petites zones de la surface du tuyau.
Différence dans les principes mécaniques des deux méthodes
Dans les applications de cintrage de tubes d'échangeurs de chaleur, le processus de cintrage rotatif comporte quatre contraintes : une matrice rotative, une matrice de serrage, une matrice de pression et un mandrin. Avec cet agencement, les surfaces intérieure et extérieure du coude sont poussées avec une force relativement uniforme, et la paroi du tuyau est soutenue en continu tout au long de l'opération de cintrage. Le cintrage sous pression, qui est la plus traditionnelle de ces méthodes, exerce uniquement une pression radiale, ne fournissant ainsi aucun type de support de paroi latérale ou intérieure. C'est en fait la principale raison de la différence de performances entre les approches de service de cintrage des métaux dans le domaine des canalisations d'échange thermique.
Le code ASME B31.9 exige que « l'ovalité de la section courbée du tuyau sous pression ne doit pas dépasser 5 % du diamètre extérieur nominal, et la surface intérieure doit être exempte de toute zone surélevée ou froissée. cela gênerait l'écoulement du fluide.
Notre processus de pliage rotatif est parfaitement compatible avec cette règle.
Comparaison des performances des processus de pliage courants
Pour les scénarios de cintrage de tubes à haute pression, la comparaison des performances de base de trois processus de cintrage courants est présentée dans le tableau ci-dessous :
| Type de processus | Taux de distorsion de la forme du tube | Angle de formage maximal en une étape | Rugosité de la paroi intérieure | CLR minimum réalisable | Taux de réussite des tests de fuite haute pression |
| Pliage rotatif | ≤5 % | 180° | Ra 0,8 | 1.0D | ≥99,5 % |
| Cintrage supérieur sous pression | ≥12 % | 90° | Ra 3.2 | 2.5D | ≤65 % |
| Cintrage par rouleaux | ≤8 % | 120° | Ra 1.6 | 1.8D | ≤82 % |
Si vous souhaitez en savoir plus sur les cas de traitement des canalisations d'échangeurs de chaleur, veuillez nous contacter pour obtenir un ensemble complet d'études de cas de projets et vous référer aux solutions de processus et au rapport coût-performance de projets similaires.
Figure 2 : Tuyau en acier inoxydable fixé dans une machine à cintrer et étirer rotative.
Comment concevoir des outils de pliage de formage complexes multi-plans pour arrêter la microfissuration dans les qualités de laiton au plomb ?
Dans le cadre des travaux de cintrage non ferreux personnalisé, le laiton au plomb est le matériau ayant le moins de plasticité dans écrouissage de tous les métaux, il est donc très vulnérable à la fissuration lors du pliage multiplan. Vous devez utiliser un noyau de matrice équipé d'une structure de curseur séquentiel à liaison multi-axes, soit couplé à un formage retardé à basse vitesse (45 mm/s), soit vous devez effectuer un processus de recuit par induction à moyenne fréquence de 450 ℃ à 520 ℃ avant le formage.
Raisons microscopiques de la fissuration du laiton au plomb
Dans le pliage séquentiel multiplan, le plomb dans le laiton au plomb comme le C36000 est présent sous forme de particules libres aux joints de grains. Sous contrainte de flexion multidirectionnelle, ces particules de plomb agissent comme des points de forte contrainte, en d'autres termes, elles agissent comme des points d'initiation de fissures. Dans la flexion multiplan, différentes contraintes directionnelles s'additionnent, augmentant ainsi encore le risque de formation de microfissures. Le risque d'une telle défaillance est en forte augmentation à cause des processus de pliage de formage complexes à plusieurs postes.
Solution collaborative de moulage et de processus
Grâce à l'optimisation de la structure du moule et à l'ajustement des paramètres du processus, le problème de la fissuration par flexion multiplanaire dans le laiton au plomb peut être résolu. Les principales étapes sont :
- Conception de la structure du moule : Le noyau du moule à blocs coulissants séquentiels à liaison multi-axes est utilisé pour convertir le pliage multiplan en une formation étape par étape à station uniqueng.
- Contrôle de la vitesse de formage : La vitesse de formage est maintenue à 45 mm/s.
- Recuit pré-local : effectuez un recuit par induction à moyenne fréquence sur la zone de pliage, avec une plage de contrôle de température de 450℃ à 520℃ et une précision de contrôle de température de ± 5℃.
En obtenant conjointement un pliage du laiton sans fissures, cette solution améliore considérablement le rendement de formage initial de pièces de pliage de tôle complexes. D'après notre expérience pratique, nous avons une solution de contournement spéciale : Lorsque des microfissures transversales se produisent au niveau du rayon (R) du coude en laiton au plomb, la première chose à faire est d'analyser la vitesse de formage. Si la vitesse est supérieure à 50 mm/s, réduire la vitesse de 30 % peut essentiellement éliminer les fissures.
Figure 3 : Schéma CAO 3D d'un outil de pliage de formage complexe multiplan.
Quelles normes de formation de fossettes personnalisées s'appliquent pour garantir une traînée de fluide nulle à l'intérieur des raccords en laiton CVC ?
Que des évidements partiels ou des brides soient réalisés sur des raccords en laiton de CVC, une paroi interne lisse sans angles vifs est indispensable, en particulier lorsqu'on parle de services de pliage de laiton. Une bonne option pour y parvenir consiste à utiliser la technologie de formage par extrusion interne à servomoteur à tête sphérique CNC dans laquelle le rayon de la filière d'extrusion (R) est réglé à plus de 1,5 fois l'épaisseur de la paroi du tuyau. Cela a un grand effet en réduisant la résistance aux fluides au niveau de l'évidement tout en minimisant l'amincissement.
Échecs des processus de bridage normaux
Les processus d'emboutissage traditionnels, lorsqu'ils sont combinés avec le pliage par extrusion à fossettes, peuvent produire des défauts tels que des rayures" des bords et des bavures non uniformes le long de la coupe bord. De tels défauts augmenteront non seulement la résistance des fluides, mais agiront également comme des zones de concentration de contraintes localisées qui à leur tour peuvent donner lieu à des fissurations par corrosion sous contrainte lors d'une exposition à une utilisation à long terme. Les performances des fluides ainsi que la durée de vie du formage par pliage de précision des métaux seront directement impactées par ces défauts.
Spécifications des paramètres du moulage par extrusion à froid
Vous trouverez ci-dessous les principales spécifications des paramètres des composants du moulage par extrusion interne CNC :
- Exigence relative à l'angle R du poinçon : Le rayon de l'angle R du poinçon d'extrusion doit être plus de 1,5 fois l'épaisseur de la paroi du tube.
- Traitement de surface de la matrice : Le traitement de surface de la matrice est un revêtement PVD avec une dureté HV 2800 et une rugosité Ra 0,1.
- Contrôle de la vitesse d'extrusion : Maintien de la vitesse d'extrusion à 10-20 mm/s.
De telles spécifications de paramètres ont été utilisées avec succès dans la fabrication à grande échelle de différentes pièces de pliage de précision pour raccords CVC.
Comment la chimie lubrifiante et les alimentations CNC multi-axes modifient-elles l'intégrité de surface des pièces médicales non ferreuses ?
Dans les applications de cintrage de métaux non ferreux sur mesure de qualité médicale, la qualité du formage des pièces en métaux non ferreux est influencée par les résidus chimiques lubrifiants et l'alimentation axiale. La mise en place d'un système de microlubrification (MQL) à base d'ester synthétique sans chlore, associé à une vitesse linéaire de 20 à 30 tr/min et une force de serrage constante contrôlée par une vanne proportionnelle hydraulique, peut éliminer directement la possibilité de rayures mécaniques et de piqûres chimiques.
Deux causes principales des défauts de surface
Lors de la fabrication du cintrage de tubes de qualité médicale, les défauts de surface des pièces en métaux non ferreux se divisent principalement en deux types : les rayures mécaniques, qui résultent d'un inadéquation de la vitesse d'avance et de fluctuations de la force de serrage, et les piqûres chimiques, qui se produisent lorsque la corrosion électrochimique se produit en raison du lubrifiant. résidus. La qualité de la surface influence grandement les normes de prestation de services de pliage des métaux.
Solution de contrôle qualité des surfaces de qualité médicale
Nous avons conçu une solution de contrôle complète avec des paramètres clés, notamment :
- Paramètres de mouvement : la vitesse linéaire de pliage est maintenue stable à 20-30 tr/min et la force de serrage est régulée entre 4,5 MPa et 6,0 MPa via une vanne proportionnelle en boucle fermée.
- Configuration du système de lubrification : Une machine MQL sans chlore d'ester synthétique à base d'eau de qualité médicale est utilisée, ce qui garantit l'absence de résidus et l'absence de corrosion.
- Post-traitement : nettoyage par ultrasons + traitement de passivation assurez-vous que les pièces sont conformes à la norme de propreté IATF 16949.
Ce critère de contrôle pour réaliser un cintrage avec contrôle de l'intégrité de la surface est également valable pour les projets de service de cintrage du cuivre avec des exigences de propreté strictes.
Figure 4 : Ouvrier utilisant une cintreuse de tubes CNC multi-axes avec un affichage numérique.
Pourquoi le traitement thermique de préformage modifie-t-il la structure des grains et les rendements en flexion des alliages de laiton de qualité supérieure ?
Le rendement du service de cintrage du laiton est fortement affecté par la granulométrie du laiton recuit dans les services de cintrage du laiton. Le recuit de détente sous vide à 260 ℃ - 300 ℃ pendant 1,5 à 2 heures avant le pliage limite efficacement la taille des grains à la plage de 15 μm à 35 μm, élevant ainsi directement le rendement de pliage à 99,8 %.
Principes métallographiques du recuit de recristallisation
Le recuit de recristallisation peut modifier la proportion et la répartition des phases et dans l'alliage de laiton, tout en réduit également la taille des grains pour améliorer les performances de pliage du laiton traité thermiquement. Des études montrent que plus les grains sont répartis uniformément et de taille appropriée, plus la plasticité de la matière est élevée.
ial le sera. Une granulométrie équilibrée est la condition de base pour une production élevée dans le cintrage de formage complexe.
Relation entre les paramètres de recuit et le rendement
Nous avons testé la limite d'élasticité en flexion sous différents paramètres de recuit, et les données sont présentées dans le tableau ci-dessous :
| Température de recuit | Temps de maintien | Plage de granulométrie moyenne | Rendement de flexion complexe | Taux de défauts de peau d'orange en surface |
| 240°C | 1 heure | 40μm-60μm | 92,3 % | 11,2 % |
| 280°C | 1,5 heures | 20μm-30μm | 99,8 % | 0,2 % |
| 320°C | 2 heures | 5μm-15μm | 97,1 % | 0,5 % |
| Non traité | 0 heure | 60μm-80μm | 76,5 % | 23,7 % |
Le contrôle du traitement thermique avec une précision appropriée est l'un des principaux moyens de réaliser un cintrage optimisé en termes de granulométrie et d'améliorer le le cintrage de précision des métaux.
Voici une formule de comptabilité analytique tout à fait unique que nous avons mise au point : Coût supplémentaire du traitement thermique par unité = (coût de main d'œuvre de l'équipement, temps d'isolation + coût de consommation d'énergie) / quantité de chargement d'un lot unique 1,15 coefficient de gestion.
Grâce à cela, vous pouvez déterminer très précisément l'augmentation du coût de l'amélioration du processus.
LS Manufacturing Percée de fabrication d'un ventilateur médical de haute pureté en cuivre rouge côté froid, complexe de tubes multi-plans formant un boîtier de fabrication
Défi client
Un fabricant nord-américain de dispositifs médicaux de premier plan travaillait sur un nouveau ventilateur doté d'une puissance de sortie élevée. Cette pièce sur laquelle travailler était fabriquée à partir de cuivre C11000 de haute pureté et a été pliée en trois dimensions à l'aide d'une méthode multiplanaire dans un processus de cintrage de précision de cathéter médical. Le cathéter avait un diamètre de 12,7 mm et une épaisseur de paroi de seulement 0,71 mm. Pour s'adapter à l'espace interne limité de l'appareil, la distance entre les centres de courbure a été réduite à 12,7 mm, ce qui signifie une limite de courbure à diamètre constant de 1,0 D, et en même temps la tolérance angulaire spatiale tridimensionnelle devait être de 0,05 mm et le taux de distorsion de la rondeur de la paroi intérieure de 3 %.
Le client avait déjà contacté plusieurs usines de cintrage de tubes traditionnelles, mais aucune des usines ne réussit à fabriquer des échantillons. Les échantillons ont montré des rides internes allant jusqu'à 0,3 mm, éclatant immédiatement lors d'un test de pression de 1,5 MPa, et le rendement de production était même inférieur à 15 %.
Solution de fabrication LS
LS Manufacturing a commencé l'analyse multiphysique par éléments finis dans les 24 heures suivant la réception des dessins 3D du client pour simuler la répartition de l'énergie de déformation plastique lors du pliage du tube de cuivre.
- Nous avons initialement transformé notre moule à usage général en un moule principal de pliage rotatif fabriqué à partir d' acier allié Cr12MoV avec une dureté de HRC 64, et nous avons spécialement fabriqué un mandrin multi-billes hydrodynamique de précision à liaison à 5 billes qui pourrait fournir un support complet de la paroi interne.
- En ce qui concerne les caractéristiques de retour élastique du matériau travaillé à froid C11000, nous avons implémenté le système d'alimentation servo en boucle fermée avec un algorithme de retour élastique adaptatif afin que le pliage excessif automatique entre 2,4° et 3,1° en temps réel soit possible pendant le pliage directionnel tridimensionnel.
- Nous avons opté pour un lubrifiant à micro-quantité végétale de qualité médicale entièrement synthétique pour maintenir le coefficient de friction à μ=0,06 et éliminer les rayures mécaniques.
Résultats et valeur
Pour répondre aux conditions très exigeantes du cintrage de tubes à paroi ultra fine, l'échantillon livré a finalement innové en termes de performances :
- Toutes les tolérances dimensionnelles spatiales multi-plans sont restées stables à ±0,035 mm.
- Le taux de réduction de l'épaisseur de la paroi externe a été réduit de 26 % à 8,4 %, et le taux de distorsion de la rondeur de la lumière était aussi faible que 1,8 %.
- L'échantillon était capable de résister au test d'étanchéité à l'air à ultra haute pression de 3,0 MPa et n'a également montré aucune microfissure après le test de résistance à la pression destructif.
Immédiatement, le client a rédigé un contrat pour une production de masse initiale de 25 000 pièces et nous a pris comme partenaire stratégique technologique de base mondial.
Si votre projet est également confronté à des défis similaires en matière de traitement de pliage extrême, veuillez soumettre des dessins détaillés et des exigences de production en série. Nous personnaliserons pour vous une solution de pliage de pièces de tôle complexes unique et vous fournirons un devis précis en USD pour vous aider à lancer rapidement votre projet.
FAQ
Q1 : Quel est le rayon central minimum (CLR) réalisable pour les services de pliage du cuivre et du laiton ?
Il est possible d'atteindre un CLR minimum de 1,0D pour le cuivre rouge tendre (état O) en utilisant des matrices de pliage rotatives de précision et la technologie de mandrin multi-billes, tandis que pour le laiton semi-dur, pour empêcher le cristal extérieur de se fissurer, il est suggéré de définir un CLR minimum de 1,5D-2,0D.
Q2 : Comment garantissez-vous une réduction nulle de la section électrique lors de la flexion des barres omnibus conductrices en cuivre ?
L'équilibre du retrait latéral du matériau pendant le processus de pliage est assuré pour un taux de réduction de la surface transversale de 4 % en utilisantune cintreuse trois points servo en boucle fermée combinée à une filière à arc roulant anti-marquage. Sur la base de tests de conductivité effectués avec un micro-ohmmètre, les résultats se situent dans la plage IACS de 97 % à 99 %.
Q3 : Pourquoi les pièces en laiton de LS Manufacturing ne présentent-elles aucun défaut de peau d'orange sur les surfaces formées sur mesure ?
Nous appliquons un système rigoureux de contrôle d'inspection de réception des matériaux dans lequel la granulométrie moyenne des matières premières de cuivre rouge et de laiton est limitée dans la plage de 15 μm et 35 μm. Avant le pliage, un traitement précis de soulagement des contraintes est effectué pour obtenir une surface formée exempte de défauts de peau d'orange.
Q4 : Quels protocoles d'inspection qualité en ligne garantissent les tolérances de précision du pliage et du formage des métaux ?
Nous mettons en place deux niveaux de barrières de qualité : outre la surveillance en temps réel du couple des servos pendant le traitement, avec des alarmes automatiques immédiates lorsque la dureté du matériau est anormale, toutes les pièces finies sont soumises à une inspection à 100 % par une machine à mesurer tridimensionnelle optique et un scanner laser, ce qui donne un taux de réussite en usine de 99,97 %.
Q5 : Comment éviter les microfractures lors du pliage de formage complexe d'alliages de laiton au plomb comme le C36000 ?
Il s'agit d'une méthode de formage progressif à micro-étapes multi-stations que nous avons inventée, dans laquelle le pliage à grand angle est divisé en une série d'étapes de micro-formage ne dépassant pas 15° par station. Outre la technologie d'amortissement hydraulique interne et de maintien de la pression, cette méthode élimine complètement la possibilité de déchirure microscopique.
Q6 : Votre service de cintrage du cuivre peut-il gérer des spécifications personnalisées et des profils de matières premières non standard ?
Nous conservons un stock important de matériaux en cuivre rouge et en laiton de différentes tailles, avec des diamètres extérieurs de tuyaux allant de 3 mm à 110 mm et des épaisseurs de plaques et de barres omnibus en cuivre disponibles de 0,5 mm à 20 mm.Soumettez vos dessins pour obtenir des solutions personnalisées et un prix précis. citations.
Q7 : En général, combien de temps faut-il pour fabriquer des séries de production de pliage de matériaux non ferreux sur mesure ?
Une fois les dessins techniques examinés et approuvés par DFM (Design for Manufacturing) et la commande confirmée, nous pouvons terminer la conception des outils personnalisés et la livraison du premier lot de prototypes dans un délai de 5 à 7 jours ouvrables. Pour les lots de production de masse, tirant parti d'une ligne de production entièrement automatisée, le délai de livraison standard est de 2 à 3 semaines.
Q8 : Votre formage de précision de tôlerie est-il conforme aux normes réglementaires internationales comme l'IATF 16949 ?
Nous avons complété la certification de notre usine et de notre système de contrôle qualité de bout en bout par IATF 16949 et ISO 9001:2015 respectivement. En outre, nous sommes en mesure de fournir des certificats de matériaux complets ainsi que des rapports de tests tiers, répondant pleinement aux normes RoHS et REACH.
Résumé
Assurer la qualité dans les chaînes d'approvisionnement industrielles est aujourd'hui un principe commercial fondamental. LS Manufacturing a créé de manière indépendante une technologie d'analyse par éléments finis multi-physique à retour élastique, elle dispose également d'une gamme complète de groupes de cintrage de tuyaux CNC multi-axes servo en boucle fermée hautement flexibles, et son processus d'inspection entièrement automatisé de machine de mesure de coordonnées tridimensionnelles a une précision spatiale de 0,03 mm.
Qu'il s'agisse de barres omnibus de puissance pour véhicules électriques à haute conductivité ou de coudes CVC de forme complexe à parois ultra fines capables de résister à des impulsions à haute pression, nous pouvons convertir les limites de capacité mécanique des matériaux complexes en solutions de production de masse standardisées efficaces, uniformes et bon marché, faisant des délais de livraison et des inquiétudes liées aux décisions de qualité une chose du passé pour vous.
Que faire si vous rencontrez des problèmes de qualité tels qu'un faible rendement d'échantillons de la part de vos fournisseurs, une réduction excessive de l'épaisseur des parois ou des rayures de surface ? Que se passe-t-il si vous êtes en train de développer des composants pliés multiplans de forme irrégulière ? Vous n'avez aucune raison de dépenser votre budget R&D en essais et erreurs à l'aveugle. Il vous suffit de envoyez-nous vos dessins CAO 3D ainsi que vos tolérances spécifiques et vos exigences de lots. Notre équipe d'experts en ingénierie sur site vous fournira un rapport gratuit et complet d'amélioration du processus DFM dans les 12 heures. Au-delà d'un devis étagé de production de masse très précis qui peut être utilisé pour le budget audit.
📞Tél : +86 185 6675 9667
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Équipe de fabrication LS
LS Manufacturing est une entreprise leader du secteur. Concentrez-vous sur les solutions de fabrication personnalisées. Nous avons plus de 15 ans d'expérience avec plus de 5 000 clients et nous nous concentrons sur l'usinage CNC de haute précision, la fabrication de tôle, la 3D. impression, moulage par injection. Estampage des métaux et autres services de fabrication à guichet unique.
Notre usine est équipée de plus de 100 centres d'usinage 5 axes de pointe, certifiés ISO 9001 : 2015. Nous fournissons des solutions de fabrication rapides, efficaces et de haute qualité à des clients dans plus de 150 pays à travers le monde. Qu'il s'agisse d'une production en petit volume ou d'une personnalisation à grande échelle, nous pouvons répondre à vos besoins avec la livraison la plus rapide dans les 24 heures. choisissez LS Fabrication. Cela signifie efficacité, qualité et professionnalisme dans la sélection.
Pour en savoir plus, visitez notre site Web :www.lsrpf.com
