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Linee guida DFM per la fabbricazione di lamiere Ottimizzazione del consolidamento delle parti per ridurre i costi

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Scritto da

Gloria

Pubblicato
Jul 01 2026
  • Fabbricazione di lamiere

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L'ottimizzazione del

servizio di fabbricazione della lamiera è essenzialmente un metodo di progettazione di integrazione basato sui principi del DFM (Design for Metal Parts) della lamiera. Risolve i problemi di costi elevati, tolleranze cumulative e bassa efficienza di assemblaggio dei tradizionali utensili per lamiera multicomponente, riducendo i costi complessivi di oltre il 40% pur mantenendo una tolleranza centrale di 0,1 mm.

L'articolo, prendendo come punto di partenza le pratiche di produzione di massa di LS Manufacturing, espone i metodi di ottimizzazione in nove modi diversi per consentire ai clienti nei settori medico, robotico e dei veicoli elettrici di ridurre i costi e migliorare l'efficienza.

Le linee guida DFM per la lamiera riducono i costi

Panoramica dei parametri DFM principali per il consolidamento delle parti in lamiera

Concetti chiave

  • L'approccio principale per l'integrazione delle parti è quello di evitare di creare spazi di interferenza tra gli stampi superiore e inferiore della macchina piegatubi. Il tasso di finitura del set singolo dovrebbe essere almeno superiore all'85%.
  • Le linee di piegatura e le posizioni dei fori degli ordini superiori devono seguire completamente il confine 4T. Se il valore è inferiore a 3T, è necessario aggiungere obbligatoriamente una scanalatura a strappo asimmetrica (Bend Relief).
  • Per la fusione di apparecchiature mediche con parti della carrozzeria di veicoli elettrici, si presuppone che la zona di tolleranza per le caratteristiche irregolari principali sia di 0,1 mm mentre le altre caratteristiche potrebbero essere allentate per questo motivo.

Perché affidarsi al servizio di fabbricazione della lamiera di LS Manufacturing per ottenere riduzioni dei costi attraverso il consolidamento delle parti?

I fornitori di servizi di lamiera con funzionalità di progettazione per la produzione (DFM) durante l'intero flusso di lavoro sono in grado di ridurre potenziali rischi di processo durante la fase di progettazione e ciò significa che possono contribuire a garantire che l'integrazione dei componenti porti a riduzioni effettive dei costi anziché ad aumenti dei costi. Sulla base delle nostre esperienze con le iterazioni della produzione in serie di un componente strutturale per un robot medico, avvenute per tre mesi, un buon numero di clienti si è reso conto che dopo l'unione delle singole parti, il costo del processo è aumentato di oltre il 20% in realtà. Il motivo di ciò è stata la mancata considerazione dei limiti fisici di flessione e delle proprietà dei materiali.

Lo standard

ISO 13485:2016 richiede che "il processo di formazione di componenti critici per dispositivi medici debba essere verificato e il processo di produzione debba essere completamente tracciabile."

Per rispettare rigorosamente questo standard, offriamo rapporti di verifica dell'intero processo e dati di processo SPC per ogni parte in lamiera personalizzata di grado medico in modo da garantire che la produzione di massa sia coerente. Disponiamo di tecnologie di base tra cui la compensazione dell'anisotropia dei cristalli, la simulazione del ritorno elastico degli elementi finiti e il monitoraggio della rivettatura completamente automatizzato che ci consentono di assistere il cliente nell'trovare opportunità di riduzione dei costi in fase di progettazione e nel prevenire la rielaborazione del processo nella produzione di massa.

Padroneggiare processi maturi di integrazione della lamiera di grado medico è fondamentale per evitare insidie ​​della produzione. Puoi inviare i disegni delle parti esistenti e il nostro team di ingegneri fornirà un progetto gratuito per la valutazione dei servizi di produzione per identificare rapidamente i rischi di progettazione e le opportunità di riduzione dei costi.

Richiedi un preventivo gratuito per i servizi di fabbricazione della lamiera - LS Manufacturing

Perché l'analisi di piegatura a impostazione singola determina la fattibilità del consolidamento delle parti in lamiera?

Il servizio di consolidamento in più parti è fattibile solo in qualche modo imposto dai limiti fisici del processo di piegatura. Qui la complessità del modello 3D non è un vincolo. In caso di interferenza tra lo stampo e il pezzo durante il processo di piegatura, il processo dovrà essere suddiviso in più operazioni di bloccaggio. Ciò aumenterà notevolmente il tempo del ciclo di produzione per ciascuna unità.

Confini geometrici dell'interferenza spaziale nella flessione

Una fessura per utensile standard e la piegatura a scatola chiusa di un cancello di piegatura CNC hanno un gioco fisso. Utilizzando la matrice di interferenza delle collisioni spaziali da una simulazione di piegatura 3D, è possibile ottenere il rapporto limite tra l'altezza di piegatura e la lunghezza della flangia per diversi spessori della piastra, che funziona come riferimento quantitativo per gli schemi di consolidamento delle parti in lamiera e la geometria di piegatura della fabbricazione della lamiera convalida.

Ottimizzazione dimensioni Soglie dei parametri critici Vantaggi del raggiungimento degli obiettivi Rischi di guasto
Tasso di completamento della piegatura a set singolo ≥85% Riduzione del tempo per pezzo singolo 35% I costi di gestione multiprocesso aumentano del 40%
Rapporto tra la distanza del bordo del foro e lo spessore della piastra ≥4T Tasso di deformazione del foro <0,2% Allungamento del foro rispetto alla rotondità, disallineamento dell'assieme
Orientamento parallelo dei cristalli che piega il raggio interno ≥2.0T Tasso di micro-cracking 0 Crepe sottili sul lato esterno della piega, rottura per fatica
Tolleranza delle caratteristiche di accoppiamento del nucleo ±0,1 mm Tasso di passaggio dell'assemblaggio 99,8% Vincoli eccessivi portano a un aumento del tasso di scarto

Strategia di ottimizzazione DFA a configurazione singola

Quando si pianificano staffe combinate, gli ingegneri possono indirettamente rendere disponibile lo spazio di fuga dell'utensile con questo metodo, il che aiuterà a produrre la formatura una tantum di strumenti combinati segmentati con impostazione singola e allo stesso tempo garantire la stabilità del processo di parti in lamiera personalizzate migliorando al tempo stesso efficienza di configurazione singola della lamiera:

  1. Riserva angolo di fuga dello strumento: Piano 3°-5° sul lato della struttura chiusa. Angolo di sformo per fornire spazio aggiuntivo per il sollevamento della matrice superiore.
  2. Utilizzo di frese combinate con segmentazione: Utilizzo di lunghezze variabili di segmenti della matrice in base alle caratteristiche di piegatura per evitare che le frese lunghe interferiscano con le flange laterali.
  3. Ottimizzazione della sequenza di piegatura: decidere l'ordine di piegatura mediante l'uso di software di simulazione, piegando prima aree di grandi dimensioni prima di elaborare elementi locali più piccoli.

Se vuoi, è come piegare una scatola di cartone, deve essere piegata nella sequenza corretta con spazio riservato per gli strumenti. In caso contrario, l'inceppamento a metà percorso comporterebbe una rilavorazione che non solo fa perdere tempo ma influisce negativamente anche sulla precisione della formatura.

Consolidamento delle parti in lamiera​ progressive die

Figura 1: Strumento per stampaggio progressivo che produce parti in lamiera con più funzionalità.

Come compensare il ritorno elastico non lineare dei materiali nello stampaggio di precisione multifunzionale?

Uno dei passaggi principali per garantire l'accuratezza dimensionale delle parti integrate multifunzionali è seguire le linee guida DFM per la lamiera per la compensazione del ritorno elastico. Poiché in realtà l'unione delle parti provoca deformazione irregolare del materiale e ritorno elastico non lineare, l'assenza di un metodo di compensazione accurato consentirà una spaziatura incontrollata dei fori di assemblaggio.

Diverso comportamento del ritorno elastico di materiali diversi

L'acciaio inossidabile 304 e la lega di alluminio 5052-H32 rappresentano due delle opzioni predominanti per le parti in lamiera personalizzate. La distribuzione delle tensioni residue nello stampaggio multifunzionale di un materiale è molto diversa dall'altro. L'effetto di stress combinato della piegatura e della tranciatura continua di parti altamente integrate determina una maggiore variabilità del ritorno elastico, rendendo la previsione del ritorno elastico della fabbricazione della lamiera più impegnativa.

Spessore piastra T (mm) Larghezza scanalatura a V standard (mm) Altezza massima di piegatura sicura (mm) Flangia minima Lunghezza (mm) Fattore di evitamento della sicurezza
1.0 8 40 4 1.2
1.5 12 60 6 1.2
2.0 16 80 8 1.3
3.0 24 120 12 1.3

Soluzione di implementazione della compensazione inversa FEA

Un produttore esperto di fabbricazione di lamiere può ricorrere al metodo di simulazione del ritorno elastico degli elementi finiti per effettuare la compensazione della variabile inversa interamente tramite computer durante la fase di progettazione dello stampo. In questo modo, possono migliorare ulteriormente il controllo della stabilità dimensionale della fabbricazione della lamiera. Ecco i passaggi principali:

  • Regola l'apertura della scanalatura a V dello stampo inferiore: mira a V≥6T, questo stabilizza la regione di deformazione del materiale e riduce l'intervallo di fluttuazione del ritorno elastico.
  • Importa modello costitutivo del materiale: calibra i parametri di precisione della simulazione degli elementi finiti utilizzando i dati effettivi delle prove di trazione della lamiera.
  • Correzione inversa passo passo: assegna un angolo di piegatura per ogni fase di piegatura per compensare la perdita dell'angolo dopo il ritorno elastico.

Per dirla semplicemente, il ritorno elastico può essere paragonato a una molla allungata, maggiore è la forza, maggiore è la distanza del ritorno elastico. Determiniamo in anticipo l'entità del ritorno elastico e aumentiamo l'angolo di piegatura. Di conseguenza, in modo che dopo il ritorno elastico la parte raggiunga perfettamente la posizione target.

Lo stampaggio di precisione compensa il ritorno elastico

Figura 2: Componenti metallici stampati multifunzionali di precisione con tolleranze strette.

Perché i rischi di rottura nella direzione del grano aumentano quando si forza una flessione multidirezionale complessa?

La piegatura multidirezionale è ampiamente utilizzata nella progettazione integrata di parti in lamiera personalizzate e tali parti sono molto più soggette a cricche cristallografiche rispetto alle parti a caratteristica singola. Quando la linea di piegatura si trova nella stessa direzione della direzione cristallografica di rotolamento, lo scorrimento del reticolo si blocca ed è molto probabile che si verifichino crepe o fratture da trazione microscopiche sul lato esterno della curvatura.

Effetto limitante dell'anisotropia cristallografica

La lamiera laminata a freddo ha un reticolo metallico orientato lungo la direzione di laminazione. La capacità di duttilità è massima quando la piega è realizzata contro la direzione di laminazione, mentre la duttilità è minima quando la piega è nella direzione di laminazione. Le parti che vengono unite solitamente presentano pieghe multidirezionali con angoli di 90° tra loro. Poiché non è possibile assicurarsi che tutte le linee di piegatura siano perpendicolari alla direzione di laminazione, il controllo della direzione delle venature nella fabbricazione della lamiera è indispensabile.

Un modo efficace contro il micro-cracking

Sul problema delle fessurazioni lungo la fibratura nella piegatura multidirezionale, il servizio professionale di fabbricazione di lamiere è in grado di fornire tre soluzioni mature per l'ottimizzazione della prevenzione delle crepe, che garantiscono fabbricazione di lamiere ad alta precisione e possono essere combinate secondo necessità:

  • Posizionamento sfalsato di 45°: la regolazione della linea di piegatura primaria ad un angolo di 45° con la direzione della fibra rotolante significa che la duttilità viene equilibrata in ciascuna direzione.
  • Raggio di curvatura interno più ampio: Nelle zone di piegatura nella direzione parallela delle venature, il raggio di curvatura interno viene aumentato forzatamente oltre 2,0 T.
  • Ricottura a punti: per zone di piegatura molto sollecitate, l'utilizzo di parametri di ricottura a punti specifici ha lo scopo di ridurre la durezza del materiale.

In poche parole, la direzione delle venature della lamiera agisce come le venature del legno, la piegatura lungo le venature porta a crepe, mentre la piegatura perpendicolare alle venature offre una maggiore resistenza. L'aumento del raggio dell'angolo riduce la concentrazione dello stress quando non è possibile evitare la flessione lungo le venature.

L'orientamento del cristallo è un dettaglio di design facilmente trascurato. Abbiamo compilato una guida completa all'ottimizzazione dell'orientamento dei cristalli della lamiera. Puoi contattarci per ricevere gratuitamente il libro bianco sulle linee guida DFM per la lamiera per evitare rapidamente i rischi di fessurazione.

La piegatura multidirezionale aumenta la rottura del grano

Figura 3: Parti complesse in lamiera che mostrano rischi di fessurazione nella direzione delle venature.

Come evitare la distorsione del materiale applicando la regola geometrica 4T per la prossimità del foro alla piegatura?

Il principio fondamentale della progettazione per i servizi di produzione è gestire in anticipo i rischi del processo e il controllo della distanza tra i fori e le linee di piegatura è un aspetto chiave di questo. Nei progetti uniti, fori e asole sono spesso posizionati vicino alle linee di piegatura. Quando la distanza dal bordo del foro è inferiore a 4T, la sollecitazione di trazione alla flessione può causare una grave deformazione dei fori.

L'estensione quantitativa della zona di deformazione da sollecitazione di flessione

Durante la piegatura, la zona di deformazione plastica della lamiera si estende nel piano, l'intervallo è circa 3-4 volte lo spessore della lamiera. Quando fori rotondi e fessure quadrate si trovano in quest'area, il flusso di materiale può portare una distorsione geometrica dei fori, che è una situazione di controllo principale per il controllo della deformazione dei fori di fabbricazione della lamiera.

L'esclusiva formula di lavorazione della scanalatura a strappo asimmetrica di LS Manufacturing è: larghezza della scanalatura a strappo = 0,8 T + 0,5 mm, con la profondità che va oltre la tangente di piegatura di 1,2 T, questo design può resistere a oltre il 92% della trasmissione dello stress di flessione e garantire saldamente la precisione della posizione del foro delle parti in lamiera personalizzate.

Soluzioni di correzione per scenari estremi

Se è strutturalmente inevitabile posizionare i fori di montaggio nell'area di 2,5 T, è possibile ricorrere a tre soluzioni di processo per garantire la precisione della posizione dei fori di fabbricazione della lamiera:

  1. Modifica della sequenza del processo: decidere prima di piegare e poi di perforare secondariamente con il laser per eliminare completamente l'effetto della deformazione.
  2. Design della scanalatura a strappo: la sollecitazione lungo la linea di piegatura sarà preimpostata con scanalature a strappo, quindi non avrà luogo alcuna trasmissione della sollecitazione alla posizione del foro.
  3. Ottimizzazione della forma del foro: modifica i fori rotondi in oblunghi e mantieni la tolleranza di deformazione per soddisfare i requisiti di tolleranza dell'assemblaggio automatizzato.

Può essere spiegato come piegare la carta e praticare un foro accanto alla piega, il foro verrà deformato dopo la piegatura. Le opzioni sono: piegare prima e poi perforare il foro o impostare la scanalatura antistress sulla piega per mantenere la precisione della forma del foro. Questo è oltre al classico metodo di ottimizzazione nelle linee guida DFM per la lamiera.

Perché i rapporti tra la lunghezza della flangia e la geometria del punzone devono essere bilanciati per evitare difetti di scivolamento del foglio?

La capacità del produttore professionista di lavorazione della lamiera di produrre flange in miniatura è la chiave per risolvere i limiti di formatura di queste parti, che sono anche in linea con i requisiti per i progetti integrati leggeri.

Derivazione meccanica della lunghezza minima della flangia

Mould from V-groove opening act è l'avvio della derivazione della formula di calcolo per il formatura di flange in lamiera limite di fabbricazione della lamiera. Questa lunghezza minima della flangia deve essere sufficientemente lunga da coprire entrambi i punti di supporto della scanalatura a V inferiore della matrice per un equilibrio stabile della coppia. Con la flangia del bordo di componenti altamente integrati come gli effettori finali del robot, il punzone che preme verso il basso causerà uno squilibrio di coppia dovuto alla sospensione della lamiera su un lato e ciò porterà anche allo slittamento.

Soluzione per la formatura di flange in miniatura

La progettazione esperta per il servizio di produzione può garantire una formatura stabile della flangia in miniatura attraverso l'ottimizzazione del processo.

La soluzione chiave è composta da tre punti:

  • Aggiunta di cuscinetti per utensili: aggiunta di cuscinetti di supporto al lato sospeso per bilanciare le coppie mentre si preme verso il basso.
  • Utilizzo di una matrice concava interna: utilizzo di una speciale matrice superiore con struttura concava interna per aumentare l'area di contatto di pressatura sulla flangia.
  • Formazione di piegatura passo dopo passo: prima pre-piegatura con un piccolo angolo, quindi premendo gradualmente fino all'angolo target per ridurre lo slittamento della lamiera.

In un modo molto semplice, è come premere a mano una striscia di carta, se sporge troppo dal tavolo, scivolerà sicuramente. Aumenta il margine o aggiungi supporti per fissare la striscia di carta e ottenere pieghe ordinate, oltre a garantire la precisione della formatura del foglio personalizzato parti metalliche.

I rapporti di punzonatura della flangia prevengono difetti di scorrimento del foglio

Figura 4: Primo piano di una matrice per stampaggio di lamiera con geometria della flangia e del punzone.

In che modo l'implementazione di orli integrati e dispositivi di fissaggio PEM riduce il lavoro nella catena di montaggio automobilistica?

L'obiettivo finale dell'ottimizzazione dell'assemblaggio di lamiere è quello di eliminare completamente gli elementi di fissaggio discreti e persino le operazioni di assemblaggio secondario. Infatti, progettando direttamente parti integrate di arricciatura dei bordi e autorivettanti sulla scheda principale, è possibile eliminare sostanzialmente le stazioni di assemblaggio secondarie.

Guadagno di rigidità grazie alla crimpatura integrata

La crimpatura densa a doppio strato è uno dei metodi di rinforzo strutturale maggiormente utilizzati dai servizi di consolidamento multiparte. Attraverso l'irrigidimento locale della lamiera, questo metodo determina una maggiore rigidità locale senza un aumento dello spessore del materiale e può talvolta sostituire gli irrigidimenti tradizionali. I test di carico dinamico indicano che le strutture crimpate possono avere una durata a fatica oltre il 30% più lunga rispetto alle piastre piane per lo stesso spessore e possono anche eliminare le bave sui bordi in questo modo rendendo l'assemblaggio più sicuro.

Efficienza dell'assemblaggio di rivettatura automatizzata

I principali produttori di lamiera adottano processi di rivettatura completamente automatizzati per installare elementi di fissaggio nella fabbricazione di lamiera con elevata precisione. Rispetto alla saldatura manuale convenzionale dei dadi, il processo di rivettatura automatizzata presenta grandi vantaggi in termini di velocità, regolarità e persino di gamma di applicazioni.

Lo standard IATF 16949:2016 afferma: "I parametri di forza nel processo di pressatura delle parti automobilistiche devono essere monitorati online e registrati al 100%".

Per conformarsi a questo standard, la nostra stazione di rivettatura completamente automatizzata è dotata di un sistema di monitoraggio del tonnellaggio in tempo reale. I dati di pressatura di ciascuna parte rivettata sono tracciabili, soddisfacendo perfettamente i requisiti di controllo qualità dell'industria automobilistica.

I confronti principali sono i seguenti:

Grado del materiale Spessore lamiera T (mm) Larghezza scanalatura a V (mm) Angolo di ritorno elastico libero (°) Deviazione angolare compensata (°)
Acciaio inossidabile 304 1.5 12 2,5-3,5 ±0,2
5052-H32 1.5 12 1.0-2.0 ±0,15
Acciaio inossidabile 304 2.0 16 3.0-4.0 ±0,25
5052-H32 2.0 16 ±0,25 ±0,2

Il controllo automatizzato del processo di rivettatura prevede innanzitutto la cura di tre aspetti critici:

  • Il monitoraggio della forza di pressatura è il primo passo, che prevede il raggiungimento di curve di tonnellaggio in tempo reale e un allarme di spegnimento automatico se il valore supera il limite.
  • L'uso di punzoni diversi per piastre molto sottili per evitare di schiacciare la piastra è uno degli adattamenti dello spessore della piastra.
  • Ogni lotto può essere campionato ed è possibile eseguire test di rottura della coppia per garantire la resistenza della connessione.

L'applicazione di questo processo può ridurre il tempo di ciclo della linea di assemblaggio dei veicoli a nuova energia di 1 o 2 minuti, il che rappresenta un miglioramento sostanziale dell'efficienza della linea di produzione.

L'integrazione a pressione può ridurre significativamente i tempi di assemblaggio e i costi di manodopera. Puoi fornire un elenco dei processi di assemblaggio esistenti e noi calcoleremo gratuitamente il potenziale di riduzione dei costi e il ritorno sull'investimento per l'ottimizzazione dell'assemblaggio della lamiera.

Perché limitare eccessivamente le tolleranze lineari sulle caratteristiche non funzionali consolidate fa aumentare il tasso di scarto?

L'assegnazione di tolleranze ragionevoli è uno dei principi fondamentali delle linee guida DFM per la lamiera. Una progettazione troppo rigidamente controllata non solo comporta un aumento del costo degli scarti, ma anche l'intera parte di grandi dimensioni potrebbe diventare staticamente indeterminata, il che rappresenta uno stato eccessivamente vincolato. Infatti, anche una leggera deformazione può causare la rottamazione dell'intera parte se le tolleranze precise locali vengono ancora utilizzate nelle parti di grandi dimensioni dopo l'unione di diverse parti indipendenti.

Altri meccanismi di progettazione con vincoli eccessivi

Pensa a parti in lamiera personalizzate di chassis di robot lunghi più di 600 mm. Ma se i bordi non funzionali utilizzano ancora una tolleranza estrema di 0,05 mm, allora errori di compensazione del taglio del taglio laser, fluttuazioni del ritorno elastico di flessione e stress termico ambientale si sovrapporranno, rendendo non solo molto difficile il controllo del tasso di scarto di fabbricazione della lamiera ma portando anche a una resa molto bassa. Tuttavia, molti clienti non lo sanno e desiderano semplicemente "alta precisione" e addirittura restringono le tolleranze, aumentando così i costi di produzione.

Modello di ottimizzazione per tolleranze graduate

Il servizio di progettazione professionale per la produzione adotterà il metodo scientifico di classificazione della tolleranza di fabbricazione della lamiera, imposterà la tolleranza in base all'importanza della funzione caratteristica e migliorerà la resa del processo garantendo al contempo le prestazioni dell'assemblaggio:

  1. Superfici di accoppiamento del nucleo: la tolleranza deve essere controllata molto rigorosamente entro un intervallo di ±0,1 mm per garantire la precisione dell'allineamento dell'assieme.
  2. Flange di piegatura ordinarie: la tolleranza dovrebbe essere un po' più ridotta a ±0,3 mm per rilasciare lo stress da deformazione del materiale.
  3. Bordi dall'aspetto non funzionale: la tolleranza dovrebbe essere ridotta ulteriormente a ±0,5 mm, migliorando così realmente la resa del processo.

In parole povere, è come una ristrutturazione di una casa in cui è necessario garantire solo le esatte posizioni di installazione delle presee dei tubi dell'acqua e la planarità minima delle pareti non deve essere precisa al millimetro altrimenti i costi di costruzione raddoppieranno e ci saranno molte rilavorazioni.

Case study: ottimizzazione dei componenti del telaio di robot medici di produzione LS tramite il servizio di consolidamento automatizzato di più parti

Il servizio di consolidamento multiparte può ridurre notevolmente i costi soprattutto nei componenti strutturali complessi e di precisione. Il progetto del telaio di un robot medico che verrà dopo funge da esempio di caso di verifica della produzione di massa.

Dilemma del cliente

Il telaio principale di un produttore di robot chirurgici leader a livello mondiale è stato inizialmente progettato utilizzando 14 componenti di sottili lamiere di acciaio incastrate tra loro e collegate tramite saldatura ad arco di argon e autofilettatura in acciaio inossidabile viti. La linea di saldatura da 1,2 metri ha causato una distorsione significativa a causa del calore, rendendo la tolleranza totale di assemblaggio pari a 2,5 mm ed è per questo che è diventata quasi impossibile l'installazione dell'albero di azionamento del servomotore. La catena di montaggio impiegava tre tecnici altamente qualificati per allineare un singolo set in 45 minuti, il che significa che l'espansione della capacità non era possibile. Anche i costi di manodopera delle stazioni di saldatura e di manutenzione delle attrezzature erano molto elevati.

Soluzione per la produzione LS

Essendo un produttore di fabbricazione di lamiere, il nostro staff senior, dopo aver collaborato, ha utilizzato l'analisi degli elementi finiti per ricostruire la topologia, combinando completamente 14 parti separate in un'unica scheda madre di precisione altamente integrata.

Le principali azioni di ottimizzazione sono state le seguenti quattro punti:

  • Ottimizzazione della topologia strutturale: utilizzando l'analisi FEA per riprogettare il percorso del flusso di forza, tutti i supporti discreti sono stati uniti garantendo al contempo la rigidità.
  • Evitamento delle interferenze di piegatura: utilizzo dell'eliminazione della distanza dal bordo del foro 4T e del design asimmetrico della scanalatura di rilascio della piegatura per evitare tutte le interferenze dello stampo inferiore.
  • Integrazione degli elementi di fissaggio: utilizzo di uno stampo progressivo multistazione per incorporare 22 dadi a pressione PEM in una sola passata, eliminando così il processo di saldatura.
  • Controllo dell'orientamento del cristallo e del ritorno elastico: compensazione del ritorno elastico in tempo reale utilizzando il taglio laser, aumentando il raggio a 2,0 T all'interno dell'orientamento parallelo del cristallo regione.

Sulla base della nostra esperienza pratica in questo progetto, i soli cambiamenti nel processo di piegatura potrebbero causare una riduzione del tempo di lavoro di piegatura del 28%.

Risultati e valore

Questo progetto ha pienamente convalidato il valore fondamentale del servizio professionale di fabbricazione della lamiera nell'integrazione delle parti. Il confronto dei parametri principali prima e dopo l'ottimizzazione è il seguente:

Confronto dimensioni Processo di saldatura manuale dei dadi Processo di rivettatura PEM completamente automatizzato
Tempo di assemblaggio della stazione singola 12 secondi/noce 2 secondi/dado
Costo manodopera per pezzo singolo $ 0,8 $ 0,1
Deviazione della consistenza della coppia ±15% ±3%
Applicabilità a piastre sottili da 0,8 mm Facilmente saldabile e deformabile Compatibilità stabile
Tasso di difetti nella produzione in batch 3%-5% <0,1%

La redditività economica dell'integrazione delle parti dipende dalla formula fondamentale: (Aumento del tempo di piegatura per pezzo del costo macchina) < (Costo di attrezzature e attrezzature/volume di acquisto annuale + costo della manodopera per assemblaggio per pezzo). Una volta che si verifica questo scenario, anche la produzione in piccoli lotti avrà un aspetto di riduzione dei costi. Questo progetto rispetta totalmente questa condizione e grazie a ciò ottiene una grande ottimizzazione dei costi.

La stessa soluzione di integrazione del telaio del robot medico ha completato la verifica della produzione di massa. Puoi caricare i disegni dei prodotti e la quantità di acquisto annuale e noi personalizzeremo un'esclusiva soluzione di servizio di consolidamento in più parti e forniremo un preventivo accurato.

Richiedi un preventivo gratuito per la lavorazione della lamiera servizi - LS Manufacturing

Perché scegliere LS Manufacturing garantisce la resa della produzione di parti in lamiera personalizzate?

LS Manufacturing non è solo un produttore quando lo scegli come fornitore di lamiere personalizzate. Invece, otterrai un partner tecnico completo altamente qualificato nella compensazione dell'anisotropia dei cristalli, nella simulazione del ritorno elastico degli elementi finiti e nelle tecnologie di monitoraggio della rivettatura completamente automatizzate.

Controllo di piegatura a cinque assi completamente automatizzato

In qualità di produttore professionale di lavorazione della lamiera, disponiamo di un centro di piegatura di precisione CNC a cinque assi, che garantisce un'estrema precisione di piegatura della lavorazione della lamiera. La nostra percentuale di successo del bloccaggio a set singolo per piegature spaziali complesse a più livelli è superiore al 95%, riducendo così notevolmente la rielaborazione del processo e l'intervento manuale.

Monitoraggio automatico della rivettatura per lamiere ultrasottili

Il nostro servizio di fabbricazione di lamiere attribuisce grande importanza ai sistemi di qualità internazionali IATF 16949 e ISO 9001, per garantire un solido sistema di garanzia di qualità della fabbricazione di lamiere. La nostra linea di stampaggio continuo è dotatadi sensori di pressione completamente automatizzati, che garantiscono una velocità di superamento della resistenza alla coppia del 100% per i dadi di rivettatura PEM su lamiere ultrasottili di alluminio e acciaio inossidabile da 0,8 mm.

Audit DFM approfondito con risposta 24 ore su 24

Garantiamo l'esecuzione di una revisione professionale del progetto di fabbricazione della lamiera entro 24 ore dalla ricezione dei disegni per le richieste di servizio di consolidamento di più parti e dall'invio di un rapporto di valutazione DFM dedicato, che include la simulazione delle collisioni a spazio intero, la previsione della velocità di disegno e assottigliamento e i limiti di rilassamento della tolleranza graduale.

Blocchi SPC online nelle tolleranze principali

Il reparto di produzione è dotato di un sistema di monitoraggio del processo di fabbricazione della lamiera che funziona in tempo reale. Questo sistema utilizza metodi di controllo statistico del processo per bloccare rigorosamente le tolleranze geometriche delle caratteristiche di accoppiamento dei componenti principali entro 0,1 mm, eliminando così completamente i rischi di rilavorazione, disallineamento e inventario obsoleto sulle catene di montaggio per clienti del settore medico e delle nuove energie.

Domande frequenti

D1: Perché è importante che gli OEM di apparecchiature mediche cliniche prestino attenzione all'ottimizzazione dell'assemblaggio della lamiera nelle prime fasi di progettazione?

Piccoli cambiamenti durante l'ottimizzazione iniziale potrebbero far risparmiare un sacco di soldi sulle modifiche successive degli strumenti. I servizi di consolidamento multiparte che combinano parti saldate discrete in una singola unità possono controllare rigorosamente le tolleranze cumulative entro ±0,1 mm e anche prevenire l'allentamento delle viti dovuto alle microvibrazioni a lungo termine nelle apparecchiature mediche.

D2: Qual è il valore massimo assoluto del raggio di curvatura interno per evitare crepe sottili nella produzione di lamiere personalizzate?

Le comuni lamiere di alluminio e acciaio inossidabile dovrebbero avere un raggio di curvatura interno non inferiore a 1,0 volte lo spessore del materiale. Le parti vengono unite tramite stampaggio multidirezionale. Se la linea di piegatura è parallela alla direzione del cristallo rotolante, deve essere aumentata a 1,5T-2,0T e utilizzata con un angolo R dedicato della matrice, per evitare microincrinature.

Q3: Qual è la distanza minima tra il taglio laser e la linea di piegatura effettiva come linee guida DFM per la lamiera?

Il rigido standard del settore è una regola 4T, secondo cui la distanza dal bordo del foro al punto tangente di piegatura dovrebbe essere almeno quattro volte lo spessore della piastra. Questo requisito può essere allentato a 5T per fessure di ventilazione allungate molto grandi. Le scanalature a strappo per l'isolamento dallo stress aiutano a pianificare in anticipo lo spazio limite di 2,5 T.

D4: Qual è il motivo per cui i produttori di robot logistici si ritrovano con numeri di parte estremamente elevati se decidono di saltare la progettazione per il servizio di produzione?

Un numero eccessivo di variazioni delle parti nella catena di fornitura avrà un effetto frusta, il che significa allungare la distinta base, la revisione degli approvvigionamenti e anche i costi di mantenimento dell'inventario. D'altra parte, i giunti saldati hanno una maggiore probabilità di frattura per fatica quando il robot è soggetto ad un'accelerazione dinamica elevata, mentre un design integrato a pezzo unico ha una rigidità strutturale più elevata.

Q5: I produttori professionali di lamiere sono in grado di rifinire parti con geometrie complesse senza ricottura locale secondaria?

I progetti di piegatura multidimensionale che mantengono l'angolo di formatura superiore a 90° e utilizzano scanalature a V segmentate per evitare efficacemente le interferenze possono comunque risultare in una formatura a morsetto singolo su una pressa CNC completamente automatizzata di LS Manufacturing, eliminando così il costoso processo di ricottura secondaria.

Q6: In che modo LS Manufacturing è in grado di garantire la precisione di lavorazione quando si tratta di stampaggio di materiali ultrasottili per alloggiamenti elettronici nei veicoli elettrici?

Il nostro stabilimento completamente automatizzato è dotato di sensori di tonnellaggio molto precisi e di un sistema di misurazione del ritorno elastico laser a circuito chiuso. Quando gli elementi di fissaggio PEM vengono continuamente stampati e montati a pressione, continua a controllare le fluttuazioni dello spessore del materiale in tempo reale e apporta regolazioni dinamiche della corsa del punzone alla stabilità di ciascun lotto di parti strutturali.

Q7: Nei progetti di produzione in piccoli lotti, quali sono i parametri principali da considerare quando si determina la fattibilità economica dell'integrazione di più parti?

L'elemento principale è verificare se l'aumento del tempo per il taglio laser e la piegatura per parte è molto piccolo rispetto alla somma dei costi di sviluppo degli utensili e di assemblaggio manuale. Per semplificare, la piegatura in più fasi eseguita in un'unica operazione, anche per un piccolo lotto di 100 set, fa sì che il costo complessivo abbia un netto vantaggio competitivo.

D8: In che modo i responsabili degli acquisti possono valutare la riduzione dei costi di ammortamento degli utensili attraverso il servizio di consolidamento in più parti?

Consolidando diverse piccole staffe in un'unica scheda principale, il denaro speso in capitale per più strumenti di stampaggio separati non è più necessario. È necessario preservare un solo stampo in composito, il che riduce i costi di ammortamento di oltre il 60%. Puoi inviare i tuoi disegni e ricevere il prezzo esatto.

Riepilogo

Unire parti in lamiera non è solo una questione di eseguire alla cieca unioni booleane su gruppi di parti nel software 3D. Si tratta di analizzare in profondità i cambiamenti phfisicamente e quantitativamente attraverso metodi come il controllo dell'interferenza dello spazio di piegatura, considerando l'indurimento del ritorno elastico del materiale, la rottura dell'orientamento del cristallo, il vincolo eccessivo di tolleranza, ecc. Il rispetto rigoroso della linea rossa della spaziatura dei fori 4T, il rilassamento graduale delle tolleranze delle caratteristiche non critiche e la sostituzione della saldatura ad alta tensione termica con la rivettatura automatica e la laminazione dei bordi ad alta resistenza: tutto ciò consentirà ai direttori di ricerca e sviluppo e di ingegneria di ridurre drasticamente i costi e allo stesso tempo mantenere o addirittura migliorare la rigidità strutturale alla fatica. Sotto la pressione di cicli di consegna più rapidi e di una concorrenza globale più intensa nelle offerte, non è necessario cercare disperatamente di trovare i limiti della riduzione dei costi della lamiera nei vecchi fogli di calcolo.

Basta caricare i tuoi disegni di progettazione 3D in formato STP/STEP/IGS, oltre al volume di acquisto annuale stimato, sul nostro server sicuro. Il nostro team senior di esperti ingegneristici ti fornirà un rapporto DFM personalizzato entro 24 ore, che includerà la simulazione delle collisioni con flessione spaziale, dati sulla compensazione del ritorno elastico e soluzioni di ottimizzazione della tolleranza graduata. Inoltre, elaboreranno per te il preventivo di produzione tutto compreso più competitivo.

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I contenuti di questa pagina sono solo a scopo informativo. Servizi LS Manufacturing Non ci sono dichiarazioni o garanzie, esplicite o implicite, in merito all'accuratezza, alla completezza o alla validità delle informazioni. Non si deve dedurre che un fornitore o produttore di terze parti fornisca parametri prestazionali, tolleranze geometriche, caratteristiche di progettazione specifiche, qualità e tipo di materiale o lavorazione attraverso la rete LS Manufacturing. È responsabilità dell'acquirente. Preventivo Richiedi parti Identifica i requisiti specifici per queste sezioni.Contattaci per ulteriori informazioni.

Team di produzione LS

LS Manufacturing è un'azienda leader del settore. Focus su soluzioni di produzione personalizzate. Abbiamo oltre 15 anni di esperienza con oltre 5.000 clienti e ci concentriamo sulla lavorazione CNC di alta precisione, produzione di lamiera, stampa 3D, stampaggio a iniezione. Stampaggio metalli e altri servizi di produzione one-stop.
La nostra fabbrica è dotata di oltre 100 centri di lavoro a 5 assi all'avanguardia, certificati ISO 9001:2015. Forniamo soluzioni di produzione veloci, efficienti e di alta qualità a clienti in più di 150 paesi in tutto il mondo. Che si tratti di produzione in piccoli volumi o di personalizzazione su larga scala, possiamo soddisfare le vostre esigenze con la consegna più rapida entro 24 ore. scegli LS Manufacturing. Ciò significa efficienza nella selezione, qualità e professionalità.
Per saperne di più, visita il nostro sito web:www.lsrpf.com



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Esperto di prototipazione rapida e produzione rapida

Specializzati in lavorazione CNC, stampa 3D, fusione di uretano, utensili rapidi, stampaggio a iniezione, fusione di metalli, lamiera ed estrusione.

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    Confronto dimensioni Prima dell'ottimizzazione Dopo l'ottimizzazione
    Numero totale di parti 14 assemblaggi discreti di lamiera di acciaio laminata a freddo 1 scheda madre di precisione integrata
    Processi di produzione principali Saldatura ad arco di argon, rettifica, assemblaggio manuale di viti Formatura a piegatura singola + rivettatura automatica, eliminando i processi di saldatura e rettifica
    Tolleranza di spostamento cumulativo dell'assieme ±2,5 mm ±0,15 mm
    Tempo di assemblaggio per set 3 tecnici, 45 minuti 2 minuti
    Costi operativi per materiale e inventario Costo previsto Riduzione del 42%
    Resa del primo lotto di 5000 set Rilavorazione e scarto a causa della deformazione termica Zero guasti e scarti