TL;DR

El roscatge en motlle per a l'estampació automotriu és un procés de fabricació avançat que integra operacions de roscatge directament al motlle progressiu, eliminant la necessitat de processos secundaris costosos. En sincronitzar els caps de roscatge amb la cursa de la premsa, els fabricants poden assolir velocitats de producció superiors a 200 curses per minut (SPM) mantenint alhora els estàndards de qualitat de «zero defectes» exigits pels fabricants d'equips originals (OEM) del sector automotriu. Aquesta tecnologia redueix significativament els costos de mà d'obra, l'inventari de productes en curs (WIP) i els requisits d'espai en planta.

L'argument comercial: per què l'estampació automotriu necessita el roscatge en motlle

L'impuls implacable de la indústria automobilística cap a l'eficiència ha convertit l'eliminació d'operacions secundàries en una prioritat estratègica. Tradicionalment, les peces estampades que necessitaven forats roscats es traslladaven a una estació secundària per al roscat manual o semiautomatitzat. Aquesta 'interrompuda del procés' introdueix múltiples punts de fallada: costos majors de manipulació, risc de barreja de peces i menor velocitat global. La integració del roscat dins el motlle d'estampació transforma aquest flux de treball en una operació contínua d'un sol pas.

Avantatges de cost i velocitat
El principal motiu econòmic és la reducció del cost per peça. Mitjançant l'ús del moviment existent de la premsa, les unitats de roscar en motlle poden produir peces acabades a velocitats comparables a les de la pròpia premsa d'estampació —sovint fins a 250 PME per a diàmetres petits—. Això és significativament més ràpid que les màquines de roscar independents. A més, el cost d'inversió d'una unitat de roscar reutilitzable (que es pot traslladar entre diferents motlles) és sovint inferior al de comprar una màquina secundària de roscar específica.

Cultura de zero defectes
Els fabricants d'automòbils demanen un control de qualitat rigorós. Els sistemes en motlle milloren inherentment la qualitat assegurant que la posició del filet sigui precisa respecte a altres característiques estampades, mantenint sovint toleràncies dins del rang de 0,001–0,002 polzades. Sensors integrats detecten immediatament la ruptura o mal funcionament de les fileres, aturant la premsa abans que es produeixin milers de peces defectuoses. Aquesta capacitat és essencial per als proveïdors que compleixen amb els estàndards IATF 16949.

Per als fabricants que enfronten limitacions de capacitat o que prefereixen no gestionar les complexitats tècniques de la fabricació interna d'eines, externalitzar a líders establerts és una estratègia viable. Acceleri la seva producció automobilística amb Shaoyi Metal Technology , les solucions d'estampació completes de què tanquen la llacuna des del prototipatge ràpid fins a la fabricació d'alts volums utilitzant premses d'hasta 600 tones.

Comparació de Tecnologies Clau: Servo vs. Sistemes Mecànics

La selecció del mecanisme d'accionament adequat és la decisió tècnica més crítica per als enginyers. L'elecció entre unitats mecàniques i servo dependeix del volum, la complexitat de la peça i el pressupost.

Roscada Mecànica dins de l'Eina
Les unitats mecàniques són els treballadors incansables de la indústria. Es mouen directament pel moviment de la premsa, típicament mitjançant un mecanisme de cremallera i pió o vis sense fi. Aquesta sincronització assegura que la broca entri i surti del material al moment perfecte dins del cicle de la premsa.
A més: Cost inicial més baix, durabilitat robusta, manteniment senzill i cap necessitat de fonts d'alimentació externes.
Cons: La velocitat està vinculada rígidament a la premsa; flexibilitat limitada per a diferents profunditats de rosca sense canviar eines.

Roscadora servoaccionada dins de matriu
Els sistemes servo utilitzen motors independents per accionar els eixos de roscat. Això desvincula l'acció de roscat de la velocitat del carro de la premsa, permetent un control programable de la velocitat, el parell i el temps d'espera.
A més: control precís per a peces complexes, capacitat de "marxa enrere ràpida" per estalviar temps de cicle i possibilitat de roscar diàmetres grans sense reduir la velocitat de la premsa principal.
Cons: Inversió inicial més elevada (2-4 vegades el cost del sistema mecànic), requereix integració elèctrica i un manteniment més complex.

Segons IMS Buhrke-Olson , els sistemes mecànics continuen sent l'opció ideal per a produccions senzilles i d'alta volumetria, mentre que els sistemes servo ofereixen l'adaptabilitat necessària per a línies que produeixen múltiples variacions de peça.

Configuració tècnica: De dalt a baix, de baix a dalt i seguint la banda

La geometria de la peça estampada i el disseny del motlle progressiu dicten la configuració física de la unitat de roscat. Els dissenyadors de motlles han d'escollir una configuració que permeti el moviment del material, concretament el «levantament de la banda».

Roscament de dalt a baix

Aquesta és la configuració estàndard per a peces planes amb elevació mínima de la banda. La unitat de roscar va muntada al portamatriu superior i baixa conjuntament amb el carro de la premsa. És el mètode més comú i econòmic, capaç d'assolir altes velocitats. Tanmateix, requereix que la banda romanca relativament immòbil i plana durant la fase de roscat del cicle.

Roscament des de sota

Quan una matriu progressiva requereix una elevació important de la banda (per superar formes o extrusions), el material es mou verticalment entre estacions. En aquests casos, una unitat des de sota va muntada al portamatriu inferior. La banda és empesa cap avall sobre el fil, o bé el fil puja per trobar-se amb la banda. El Fabricant observa que el roscament des de sota compensa eficacement el moviment del material, utilitzant la correguda de la premsa per posicionar la peça en lloc de fer-la girar, cosa útil quan l'elevació de la banda excedeix els límits estàndard.

Tecnologia de seguiment de banda

Per a aplicacions on la cursa de la premsa és curta o l'elevació de la banda és excessiva (més de 2,5 polzades), les unitats seguidores de banda són la solució. Aquestes unitats «viatgen» amb la banda durant una part de la cursa, allargant efectivament la finestra de roscat. Això permet que el filerer completi els seus cicles de rosca fins i tot en premses de curta cursa i alta velocitat on una unitat fixa no tindria prou temps per entrar i sortir del forat.

Excel·lència Operativa: Lubricació, Protecció i Manteniment

La implementació del roscat dins motlle requereix un enfocament disciplinat en el manteniment i protecció del motlle per evitar danys catastròfics a les eines.

Lubrificació i Refredament
El roscat genera una calor i fricció significatives. Les unitats modernes de roscat dins motlle sovint incorporen funcionalitats de «Refrigerant a través de l'eina», subministrant oli a alta pressió directament a la vora de tall. Això no només lubrifica la rosca, sinó que també evacua les escòries que podrien encallar l'eina o malmetre la superfície de la peça.

Sensors de protecció del motlle
Per funcionar «a les fosques» o amb supervisió mínima, és obligatòria una detecció robusta. Els sensors haurien de controlar:
1. Presència de la filera: Verificar que la filera segueix intacta després de cada cicle.
2. Posició de la banda: Assegurar que el forat està perfectament alineat abans que entri la filera.
3. Límits de parell: Els sistemes servo poden detectar pics de parell (que indiquen una filera esmussada o un forat de mida insuficient) i aturar la premsa immediatament.

Manteniment ràpid d'intercanvi
El temps d'inactivitat perjudica la rendibilitat. Els fabricants líders com Sistemes de roscat automatitzats utilitza conjunts de cargols de comandament amb bloqueig giratori, que permeten als operadors canviar un filatge desgastat en segons sense haver de treure l'unitat de la premsa. Els plans regulars de manteniment haurien de centrar-se en la neteja dels engranatges de pas i en la verificació de la sincronització temporal per evitar el deteriorament del filet.

Valor estratègic de la integració dins motlle

La transició al roscatge dins motlle representa una fita de maduresa per a les operacions d'estampació automotriu. Aquest canvi trasllada el fabricant d'un simple proveïdor de peces en brut a un proveïdor de components acabats amb valor afegit. Tot i que existeix una corba d'aprenentatge tècnic—especialment pel que fa al temps de carrera i la gestió de l'elevació de la banda—el retorn de la inversió (ROI) obtingut en eliminar la logística secundària i assolir una producció sense defectes és indiscutible.

Per als responsables d'instal·lacions, la decisió equilibra finalment el cost inicial d'enginyeria amb els estalvis a llarg termini en mà d'obra i espai al taller. Tant si es tria una unitat mecànica robusta per a produccions altes dedicades com un sistema servo versàtil per a una gamma de peces, el roscatge en motlle és un pilastre de la fabricació automobilística moderna i competitiva.

Preguntes freqüents

1. Quina és la velocitat màxima per al roscatge en motlle?

Les velocitats de producció depenen en gran mesura de la mida del fil, del material i de la profunditat del rosca. Per a forats de diàmetre petit (p. ex., M3 a M5) en metalls no ferrosos, les velocitats poden superar les 200 PMB. Diàmetres més grans o materials més durs com l'acer d'alta resistència normalment funcionen més lentament, sovint entre 60 i 100 PMB, per gestionar la calor i la vida útil de l'eina.

2. Es pot adaptar el roscatge en motlle a motlles existents?

Sí, però requereix un espai suficient en la matriu. Les unitats de roscar són compactes, però la matriu ha de tenir una estació oberta o prou espai entre les estacions existents per allotjar l'unitat i el recorregut necessari del seguidor. És essencial consultar amb un dissenyador de matrius per determinar si és factible fer una adaptació o si cal construir una nova matriu.

3. Com es pot evitar que les escòries danyin la matriu?

La gestió de les escòries és fonamental. La majoria de sistemes interiors utilitzen eines especialitzades (com ara broques laminadores) que formen la rosca sense generar escòries. Si s'utilitzen broques de tall, s'emplegen sistemes de refrigerant a alta pressió a través de l'eina i sistemes de buit per netejar i evacuar immediatament les escòries, evitant així que contaminin la matriu o marquin les peces.