В чем разница между травлением и штамповкой?

Травление удаляет металл путем химического растворения через фоторезистную маску; штамповка отделяет или деформирует его прессом и штампом. Это единственное различие определяет заусенцы, внутренние напряжения, минимальный размер детали, обрабатываемую толщину и точки пересечения кривых стоимости — именно поэтому ни один из процессов нельзя назвать лучшим в изоляции.

Где обычно начинается вопрос

Тонкая нержавеющая пластина ложится на стол. Один поставщик предлагает травление, другой — штамповку, и эти два предложения могут отличаться в два раза, а сроки поставки — на полмесяца. Затем покупателю предлагают выбрать между двумя цифрами, описывающими разные процессы, а не разные цены.

Поддон капельной системы очистки воды показывает, почему выбор не произволен. Отверстия, расположенные в плотном массиве, удаляют так много материала из тонкой панели, что оставшиеся перемычки искажаются, и деталь выходит из пресса деформированной — не потому, что процесс не удался, а потому, что геометрия требовала от него большего, чем он мог дать. Тот, кто предлагает цену на эту деталь, должен ответить на вопрос о геометрии, прежде чем отвечать на вопрос о цене.

Два шаблона повторяются в программах, которые мы предлагаем. Первый — это деталь, которую штамповочный штамп может изготовить, но не может изготовить чисто: слишком плотные отверстия, слишком узкий допуск на заусенцы, слишком тонкий материал для вырубки без деформации. Второй — это деталь, которую травление может изготовить красиво, но за которую никто не хочет платить в больших объемах, потому что цена за штуку никогда не падает так, как цена штампованной детали.

Оба шаблона указывают на один и тот же вывод. Полезный вопрос не в том, какой процесс лучше, а в том, какое ограничение деталь нарушает первым.

Один растворяет металл, другой деформирует его

Фотохимическое травление создает деталь путем вычитания. Лист очищается и ламинируется фоторезистом, экспонируется через фотошаблон, проявляется так, чтобы резист оставался только там, где металл должен сохраниться, затем травится в химической ванне, которая растворяет экспонированные участки. Снятие резиста оставляет готовую геометрию.

Ни один инструмент не контактирует с заготовкой ни в одной точке этой последовательности. Металл уходит в виде растворенных ионов, а не стружки, поэтому край травленой детали не имеет заусенцев, закаленной зоны и остаточных напряжений от формовки.

Штамповка работает наоборот. Пресс вдавливает штамп в лист, и материал либо отделяется по краю штампа, либо пластически течет в полость штампа. Вырубка, пробивка, гибка и вытяжка — все это основано на механической силе, передаваемой через инструментальную сталь.

Край реза штампованной детали несет два артефакта, которых нет у травленых деталей: заусенец на одной стороне зоны реза и закаленный слой там, где материал деформировался перед разрушением. Оба управляемы — удаление заусенцев устраняет первый, а второй обычно приемлем — но оба требуют решения и часто дополнительного этапа обработки. Свойства материала вдали от края не изменяются и могут быть проверены испытанием на растяжение по ISO 6892-1 на образце, вырезанном из того же листа.

Допуски на любой из процессов требуют указания основы, а не просто числа. Общие допуски обычно указываются по ISO 2768-1, и чертеж детали, в котором основание опущено, заставляет поставщика предполагать его — именно так два предложения на одну и ту же деталь описывают разные критерии приемки.

Семь размеров, по которым два процесса расходятся

Выбор процесса зависит от семи свойств, и только два из них связаны с ценой.

Плотность элементов — это размер, который больше всего удивляет покупателей. Травленый инструмент стоит одинаково, независимо от того, содержит ли шаблон сто отверстий или десять тысяч, потому что фотошаблон несет сложность, а не инструментальная сталь. Штамповочный штамп ведет себя иначе: пуансон, достаточно маленький для отверстия 0,3 мм, хрупок, а отверстия, расположенные ближе, чем примерно в два раза больше толщины материала, оставляют слишком мало опорной поверхности штампа для поддержки пуансона.

Боковое травление — это противовес на стороне травления. Химическая ванна растворяет вниз и в стороны с сопоставимыми скоростями, поэтому сквозное отверстие оказывается немного больше, чем отверстие фотошаблона, а глубокое отверстие — немного шире сверху, чем у основания. Допуски на проектирование компенсируют это на тонком материале; на более толстых сечениях это становится ограничивающим фактором.

Толщина и размер элемента решают до цены

Четыре вопроса решают большинство выборов процесса, и цена — последний из них.

• Толщина материала.Травление сохраняет свое преимущество на тонком материале и теряет его по мере утолщения сечений, где боковое травление и время пребывания в ванне снижают как точность, так и производительность. Штамповка не имеет эквивалентного верхнего предела толщины на тонком конце — прогрессивный штамп вырубает сталь толщиной 0,2 мм — но тонкий материал легче деформируется при снятии и обращении, поэтому инструмент должен быть сконструирован с учетом этой реальности.
• Минимальный размер элемента и шаг.Отверстие меньше пуансона, который его формирует, не может быть пробито, и отверстия, расположенные плотнее, чем может поддерживать штамп, также не могут быть пробиты. У травления нет пуансона, который мог бы сломаться, и нет опорной поверхности штампа, которую нужно сохранить, поэтому микросетки, фильтрующие сетки и перфорированные массивы почти автоматически переходят к химическим процессам.
• Выходит ли деталь из плоскости.Травление создает плоскую геометрию; гибка, вытяжка и отбортовка являются последующими операциями, если они вообще происходят. Деталь, требующая формованного канала, вытяжной оболочки или изогнутой отбортовки, является штампованной деталью до применения любых других соображений.
• Объем.После определения геометрии годовое количество определяет, какая структура затрат выигрывает.

Упорядочивание вопросов таким образом предотвращает наиболее распространенную ошибку при закупках: выбор процесса по цене, а затем обнаружение того, что деталь вообще не может выдержать свои допуски в этом процессе.

Где пересекаются кривые стоимости

Штамповка переносит свои затраты на оснастку. Прецизионный прогрессивный штамп несет существенные затраты на оснастку и время изготовления, измеряемое неделями, а после этого цена за штуку низкая и падает с увеличением объема, при этом срок службы штампа обычно составляет до 300 000 ударов перед восстановлением. Штамповка выигрывает в любой программе, где геометрия стабильна, а годовой объем высок.

Травление почти ничего не переносит вперед. Нет стального штампа для резки; шаблон находится в фотошаблоне, поэтому изменение дизайна стоит пересмотра файла, а не переделки инструмента, и первые образцы поступают за дни, а не за недели. Травление также несет расходы на потребление химикатов и очистку сточных вод в качестве текущих расходов, и они не масштабируются так же хорошо, как штамп.

Таким образом, две кривые пересекаются где-то в середине диапазона объемов, и точка пересечения смещается в зависимости от сложности детали. Простой кронштейн пересекается рано — оснастка амортизируется за умеренный объем, и штамповка быстро выигрывает. Деталь с десятью тысячами отверстий пересекается гораздо позже, потому что штамповочный штамп, который мог бы ее изготовить, дорог, хрупок и медленно изготавливается, в то время как травленая деталь стоит почти столько же, сколько простая.

Программы, сочетающие оба процесса, обычно разделяются по деталям, а не по стадиям: структурный кронштейн штампуется, перфорированный экран рядом с ним травится, и оба поступают в одну и ту же сборочную ячейку.

Почему выбрать Ocean Century

Ocean Century располагает 202 штамповочными прессами от 45 до 630 т и 12 автоматизированными роботизированнымиштамповочными линиями, с ежемесячной мощностью более 1 000 000 шт.

Травление осуществляется через партнерские поставки. Мы определяем процесс, размещаем заказ и несем ответственность за полученный результат.

Проверка размеров выполняется на КИМ и лазерном сканировании, обзор DFM проводится до принятия решения об оснастке, а система качества имеет сертификаты IATF 16949 и ISO 9001.

Отправьте чертеж и годовой объем. Мы скажем вам, какой процесс на самом деле нужен детали.Запросить цену

FAQ

Может ли травление заменить штамповку для тонких деталей? 

Частично. Травление подходит для тонкого материала и плотных элементов, которые штамп не может обработать, но оно создает плоскую геометрию — любая деталь, требующая гибки, вытяжки или отбортовки, возвращается к штамповке для этой операции. Тонкие детали с формованными элементами обычно штампуются; тонкие детали с перфорацией обычно травятся.

Какой процесс обеспечивает более жесткие допуски? 

Травление обеспечивает более жесткие допуски на плотные, мелкие элементы, поскольку регистрация фотошаблона последовательна по всему листу, в то время как допуск штамповки зависит от точности штампа, зазора резки и упругости. Штамповка обеспечивает более жесткие допуски на формованные элементы, где травление вообще не имеет возможностей.

При каком объеме штамповка становится более дешевым маршрутом? 

Штамповка выигрывает после амортизации стоимости оснастки, и точка пересечения зависит от сложности, а не от фиксированного количества — простой кронштейн пересекается при низком объеме, сильно перфорированная деталь может никогда не пересечься. Срок службы штампа, рассчитанный на 300 000 ударов, устанавливает практический предел для одного инструмента.

Может ли одна деталь использовать оба процесса? 

Да, и это обычное дело. Перфорированная панель травится для сетки, а затем штампуется или складывается для крепежных элементов, или штампованная рама сочетается с травленой сеткой в одной сборке. Разделение по элементам, а не по деталям, часто дает наименьшую общую стоимость.

Может ли штамповка производить детали без заусенцев? 

Штамповка по своей природе оставляет заусенец на кромке реза. Его можно контролировать с помощью зазора штампа и состояния инструмента, а также удалить путем удаления заусенцев, галтовки или точной вырубки — но заусенец возникает в процессе, в то время как у травленой кромки его нет.

Еще статьи: