TL;DR

Els sistemes d'automatització amb motlles de transferència representen un procés de fabricació eficient que utilitza un motlle multifunció combinat amb un mecanisme de transferència mecànic o servoaccionat per moure i conformar automàticament peces metàl·liques. Aquest mètode és ideal per produir components complexos de volum mitjà a alt, oferint una major llibertat de disseny per a peces intrincades en comparació amb l'estampació progressiva. La seva principal avantatge és la capacitat de manipular peces separades, permetent operacions més complexes a cada estació.

Què són els sistemes d'automatització amb motlles de transferència?

Un sistema d'automatització de motlles de transferència és un procés sofisticat de conformació metàl·lica centrat en un motlle multiestació. A diferència dels mètodes d'estampació més senzills, un sistema de motlles de transferència realitza diverses operacions —com ara formació, perforació, tall i estirat— de manera seqüencial. La característica definidora és el seu mecanisme de transferència automàtic, que agafa físicament la peça, la trasllada a l'estació següent i la posiciona amb precisió per a l'operació subsegüent. Aquest procés està dissenyat per a peces massa complexes o grans per a una configuració de motlle d'estació única o progressiu.

El principi fonamental consisteix a tractar cada peça com un component separat i individual des de la primera estació. En la majoria dels casos, la primera operació consisteix a tallar una plantilla d’un bobina de material en brut. A partir d’aquest moment, la peça queda lliure de la banda de material. Aquesta llibertat permet realitzar operacions que serien impossibles en el punxonat progressiu, on la peça roman units a la banda fins a l’última etapa. Per exemple, les peces poden girar-se, aixecar-se o reposicionar-se en diferents angles, cosa que permet crear formes d’estampació profunda, geometries irregulars i components amb característiques en múltiples costats.

Els fabricants trien els sistemes de motlles de transferència quan la producció exigeix un equilibri entre alt volum, complexitat i eficiència en costos. Tot i que la inversió inicial en utillatge pot ser important, l'automatització redueix dràsticament els costos de mà d'obra i augmenta el rendiment en sèries de producció prolongades. Aquesta tecnologia és especialment habitual en la indústria automobilística per a la producció d'elements com components estructurals, carcasas i peces del sota-xassís. Per comprendre millor el seu lloc en la fabricació, és útil comparar-la amb altres mètodes habituals d'estampació amb motlles.

Components principals i tipus de sistemes de transferència

Un sistema complet d'automatització per motlles de transferència és una integració de diversos components clau que treballen de manera coordinada. Els elements principals són la pròpia premsa d'estampació, que proporciona la força; el motlle multiestació, que conté les eines per a cada operació d'embutició; i el mecanisme de transferència, que fa servir com a cor del sistema automàtic. És el mecanisme de transferència el que realment distingeix aquesta tecnologia, determinant-ne la velocitat, precisió i flexibilitat.

Els mecanismes de transferència han evolucionat significativament, des de sistemes purament mecànics fins a robots avançats accionats per servo motors. Aquesta evolució ha ampliat les capacitats de l'estampació amb motlles de transferència, permetent velocitats més altes i manipulacions de peça més complexes. La selecció del sistema depèn de les necessitats específiques de l'aplicació, incloent-hi la mida de la peça, la velocitat de producció i la configuració de la premsa. Per exemple, Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. especialitzada en motlles d'estampació personalitzats per a l'automoció, aprofitant sistemes avançats per satisfer les exigents demandes de precisió i eficiència dels principals fabricants d'equips originals (OEM).

Els diferents tipus de sistemes de transferència ofereixen avantatges específics i es seleccionen segons l'entorn de fabricació:

• Sistemes muntats a la premsa: Aquests sistemes s'integren directament a la premsa d'estampació. Poden ser mecànics, accionats pel cigonyal principal de la premsa, o accionats per servomecanismes, que ofereixen un control independent dels perfils de moviment. Els sistemes servo proporcionen una flexibilitat superior, permetent moviments optimitzats que milloren la precisió, tot i que les premses mecàniques tradicionals sovint assolen velocitats més elevades per a produccions d'alta volumetria.
• Sistemes de transferència a través de la finestra: Com el seu nom indica, aquests sistemes disposen de rails de transferència que passen a través de les obertures laterals de la premsa. Aquest disseny, sovint un sistema servo de 3 eixos, proporciona una excel·lent visibilitat i accés a la zona de matriu per a manteniment i canvis. És una solució versàtil que es pot instal·lar com a ampliació en premses existents.
• Sistemes de Transferència Robòtics (Línies Tandem): Tot i ser diferents d'una premsa de transferència única, aquest enfocament automatitzat utilitza robots industrials per moure peces grans entre diverses premses configurades en línia. Ofereix una gran flexibilitat per a components molt grans, com ara panells de carroceria d'automòbils, però normalment comporta una inversió inicial més elevada i un espai més gran.

Els sistemes moderns són predominantment servoelèctrics, ja que ofereixen un control precís i programable sobre els tres eixos de moviment: tancament, elevació i transferència/inclinació. Això permet una posició suau i repetible i un funcionament a alta velocitat, amb característiques com eixos d'elevació amb contrapès i rodaments lineals sense manteniment que asseguren fiabilitat i rendiment a llarg termini.

Explicació del procés d'estampació amb motlles de transferència

El procés d'estampació amb motlles de transferència transforma un tros metàl·lic pla en un component acabat tridimensional mitjançant una seqüència d'operacions precisament sincronitzada. Cada cicle de la premsa avança múltiples peces simultàniament, amb cada peça passant per una etapa diferent de la seva formació. El procés és un model d'eficiència automatitzada, que flueix lògicament des del material brut fins a la peça acabada.

Tot i que les operacions exactes varien segons el disseny de la peça, el flux de treball fonamental segueix una seqüència consistent de diversos passos:

1. Alimentació del material i tall: Una bobina de matèria primera s'alimenta a la primera estació de la matriu. Aquí, la premsa realitza una operació de tallat, retallant la forma plana inicial de la peça i separant-la completament de la tira de material. Aquesta peça lliure ja està preparada per al trasllat.
2. Recollida i trasllat de la peça: Quan el carro de la premsa puja, el mecanisme de transferència s'activa. Un conjunt de "dits" mecànics o pneumàtics muntats sobre barres de transferència agafen fermament la peça. Les barres llavors aixequen la peça verticalment, la desplacen horitzontalment fins a la següent estació i la baixen a la següent cavitat de la matriu.
3. Operacions de conformació i perforació: Un cop la peça està situada amb precisió a la segona estació, el carro de la premsa baixa per realitzar la següent operació. Aquesta pot ser una operació d'estampat per crear profunditat, una operació de perforació per fer forats o una operació de recolzat per definir els vores. Aquest pas es repeteix en diverses estacions, cadascuna de les quals afegeix més detall i acabat a la peça.
4. Operacions complexes i reposicionament: A les estacions intermèdies, el sistema de transferència pot fer girar o reorientar la peça per permetre operacions sobre diferents cares. Aquesta capacitat és crucial per crear geometries complexes que d'altra manera requeririen processos secundaris. Les operacions poden incloure calibrat, arròssec, reforçat o fins i tot roscat dins de la matriu.
5. Formació final i expulsió: A les estacions finals, la peça passa per les últimes operacions de formació, tallat o refilet per complir amb les especificacions finals. Un cop finalitzada la peça, el sistema de transferència la mou a una estació de sortida, on és expulsada de la premsa cap a un transportador o a un contenidor de recollida.

Tot el procés està perfectament sincronitzat. El moviment del sistema de transferència està coordinat amb la cursa de la premsa per assegurar que les peces estiguin fora de les matrius abans que aquestes es tanquin i que estiguin perfectament posicionades per a cada impacte. Aquest alt nivell d'automatització assegura consistència, qualitat i una producció d'alta volumetria.

Aplicacions clau i avantatges industrials

L'automatització amb motlles de transferència ofereix una combinació única de versatilitat i eficiència, convertint-se en el mètode de fabricació preferit per a components metàl·lics complexos en diversos sectors clau. La seva capacitat per produir peces grans, embutides profundament, amb detalls intrincats i en grans volums proporciona una avantatge competitiu clar en aquells àmbits on tant la forma com la funció són essencials. Aquesta tecnologia és especialment important en sectors que exigeixen alta precisió i repetibilitat.

Els principals sectors que depenen del punxonat amb motlles de transferència inclouen l'automoció, l'electrodomèstic, la climatització (HVAC) i els accessoris de fontaneria. Al sector de l'automoció, s'utilitza per fabricar des de components estructurals del bastidor i suports de motor fins a dipòsits de combustible i carteres d'oli. En electrodomèstics, produeix carcasses complexes, cisternes profundes per a màquines rentadores i involtories de compressors. El denominador comú és la necessitat de peces geomètricament complexes que siguin resistents, lleugeres i es produeixin de manera econòmica en milions d'unitats.

Les principals avantatges que impulsen la seva adopció són:

• Llibertat de Disseny: Com que la peça està lliure d'una tira portadora, els dissenyadors tenen una major flexibilitat. Es poden realitzar embutits profunds, perforacions laterals i característiques en múltiples eixos en un sol procés, tal com es pot veure en dissenys de fabricants com Layana .
• Rendiment econòmic per a grans volums: Tot i que els costos d'eines són elevats, el baix cost per peça en volums de producció massiva ofereix un fort retorn de la inversió. L'automatització redueix la mà d'obra i l'alt rendiment del material minimitza el desperdici.
• Adecuació per a peces més grans: En comparació amb el punxonat progressiu, els sistemes de transferència poden manipular materials significativament més grans i gruixuts, cosa que els fa ideals per a components estructurals robustos.
• Integració d'operacions: Es poden consolidar diversos passos, incloent operacions de conformació no tradicionals i fins i tot muntatges o roscats dins de l'eina, en una sola premsa, eliminant la necessitat de processos secundaris.

Per determinar si aquesta tecnologia és la més adequada, un fabricant hauria de considerar els següents factors:

És adequat el punzonat amb matriu de transferència per al vostre projecte?

• Complexitat de la peça: Té la peça característiques d'estampat profund, una relació elevada entre longitud i diàmetre o requereix operacions a múltiples costats?
• Volum de producció: Els requisits de producció són mitjans o alts (desenes de milers fins a milions de peces)?
• Mida de la peça: És massa gran o voluminosa la peça per gestionar-la pràcticament en una tira portadora de matriu progressiva?
• Tipus i gruix del material: L'aplicació implica materials de calibre més gruixut que necessiten eines i manipulació robustes?

Si la resposta a diverses d'aquestes preguntes és afirmativa, probablement l'automatització amb matriu de transferència sigui la solució de producció més eficient i econòmica.

Preguntes freqüents

1. Què és una matriu de transferència?

Un motlle de transferència és un tipus d'eina d'estampació utilitzada en una premsa que té múltiples estacions per realitzar una seqüència d'operacions. La seva característica distintiva és que treballa amb peces separades de la bobina de material. Un sistema de transferència mecànic o robòtic mou aquestes peces individuals d'una estació a la següent, permetent la creació de components grans o complexos que no es poden fabricar amb un motlle progressiu.

2. Quins són els diferents tipus de mecanisme de transferència utilitzats en el sistema d'automatització?

Els tipus més comuns de sistemes de transferència són els sistemes de 2 eixos i de 3 eixos (o triaxials). Un sistema de 2 eixos normalment mou una peça cap endavant i la subjecta/desclava. Un sistema de 3 eixos afegeix un moviment de llevatge vertical, que és crucial per a peces embutides profundament. Aquests sistemes poden muntar-se a la premsa o integrar-se directament a la matriu. Els sistemes moderns solen ser servoaccionats, permetent un moviment completament programable, mentre que les premses més antigues poden utilitzar automatització mecànica fixa. En algunes aplicacions, especialment en línies tandem, també s'utilitzen robots industrials per transferir peces entre premses.

3. Quina és la diferència entre matriu tandem i matriu de transferència?

Un sistema de motlles de transferència realitza múltiples operacions d'estampació dins d'una sola premsa gran, utilitzant un mecanisme de transferència integrat per moure la peça entre les estacions del motlle dins d'aquesta premsa. Una línia de motlles en tándem consisteix en múltiples premses separades disposades en seqüència, amb les peces que es traslladen d'una premsa a l'altra, sovint mitjançant robots industrials. Els motlles de transferència s'utilitzen generalment per a peces complexes de mida petita a mitjana, mentre que les línies en tándem s'utilitzen típicament per a peces molt grans, com ara panells de carroceria d'automòbils.