Análisis del Proceso de Diseño de Moldes de Estampado, ¡Merece ser Coleccionado!

Primera Parte: Introducción a la CAE

 Aplicación de la CAE en el Estampado:

En comparación con las piezas de estampado general, las piezas del cuerpo del automóvil se caracterizan por materiales finos, formas complejas, tamaños grandes y múltiples superficies curvas. El enfoque tradicional de "cortar e intentar" retrasaría el desarrollo de nuevos productos debido a los ensayos repetidos y las reparaciones de los moldes, poniendo a las empresas en una desventaja competitiva.

En los últimos años, las aplicaciones informáticas y el método de elementos finitos han impulsado el desarrollo de la CAE (Ingeniería Asistida por Computadora) para la formación de chapas metálicas en la industria automotriz. Los diseñadores pueden predecir el flujo del metal, esfuerzo-deformación, distribución de temperatura, esfuerzo del molde y posibles defectos de formación como arrugas y grietas. Pueden determinar el proceso de estampado y sus parámetros, y optimizar los diseños de los moldes. Cada simulación actúa como un proceso de prueba, reduciendo el número de ensayos. Una tecnología de simulación madura puede lograr diseños de moldes y procesos cualificados desde el primer intento, evitando reparaciones de moldes, acortando los ciclos de desarrollo de productos, mejorando la calidad del producto y aumentando la competitividad.

 Visión general del software de simulación CAE para formado de chapas metálicas:

Las principales empresas automotrices a nivel mundial enfatizan la simulación de estampado de chapas metálicas. Casi todos los procesos de desarrollo de piezas del cuerpo del vehículo involucran análisis de simulación. Los principales softwares de simulación de formado de chapas metálicas incluyen DYNAFORM, AUTOFORM y PAM - STAMP.

Objetivos de la Simulación CAE:

1. Mejorar la formabilidad y asegurar la estabilidad en el ajuste y producción de matrices.

2. Optimizar el diseño con diversos materiales y procesos.

3. Reducir el ciclo de diseño del proceso.

4. Reducir los tiempos de intentos y la carga de trabajo de mecanizado.

5. Utilizar máquinas de estampado de baja tonelada y piezas en blanco más pequeñas.

6. Reducir los costos de los moldes.

Objetivo: Completar el desarrollo y depuración del molde con alta calidad y a tiempo, dentro de un rango de costo controlable.

Parte Dos: Introducción a los Procesos de Estampado y Matrices para Automóviles

1. Estampado en Frío

El estampado en frío se refiere al proceso de aplicar presión a los materiales mediante matrices instaladas en una prensa a temperatura ambiente. Esto provoca que los materiales se separen o sufran una deformación plástica, obteniendo así las piezas deseadas. Es un proceso de trabajo del metal.

2. Características del Estampado en Frío:

El tamaño del producto es estable, con alta precisión, peso ligero, buena rigidez y excelente intercambiabilidad. Además, el estampado en frío es altamente eficiente, tiene un bajo consumo de energía y es fácil de operar. También puede automatizarse con relativa facilidad.

Factores que afectan a las piezas estampadas

Clasificación básica del proceso de estampado:

El estampado frío se puede dividir en dos categorías principales: proceso de corte y proceso de formado.

1. El proceso de corte separa la chapa metálica a lo largo de una línea de contorno determinada para obtener una pieza estampada con una forma, tamaño y calidad de corte específicos.

2. El proceso de formado provoca una deformación plástica de la pieza sin que se rompa para obtener una pieza estampada con una forma y tamaño determinados.

Clasificación del proceso de separación

Diferencias entre estirado y formado:

1. Cuando la profundidad de formado de la pieza supera los 10MM, es mejor utilizar el método de estirado para evitar el fenómeno de flujo metálico. Si es inferior a 10MM, se puede considerar el formado. Al mismo tiempo, para evitar solapamientos de material durante el proceso de formado, normalmente se añaden defectos de proceso.

2. El estirado requiere superficies de compensación de proceso completas y superficies de prensado, formando una geometría cerrada. El formado solo requiere acción local y no necesita estar completamente cerrado.

3. Para la misma pieza y grado de material, los productos procedentes de procesos de estirado son más rígidos que los de procesos de formado.

4. El dibujo es adecuado para piezas casi cerradas, mientras que la formación es mejor para piezas abiertas.

¡LA ELECCIÓN ENTRE FORMACIÓN Y DIBUJO!

Puntos Clave para el Dibujo

1. Asegúrese de que el punzón pueda contactar completamente con la parte que necesita ser estirada, es decir, no hay ángulo negativo.

2. Al inicio del estiramiento, el estado de contacto entre el punzón y la chapa debe ser bueno.

1. La zona de contacto debe ser lo más grande posible y cercana al centro: (como se muestra en la Figura 1-2)

2. Los puntos en la superficie del punzón que entran en contacto con la chapa al mismo tiempo deben ser tantos como sea posible y estar distribuidos lo más posible; (como se muestra en la Figura 1-2)

3. El tamaño del ángulo de inclusión en ambos lados del punzón debe ser lo más cercano posible: 8 (como se muestra en la Figura 1-3)

4. La profundidad de estiramiento de cada parte debe ser lo más uniforme posible. (como se muestra en la Figura 1-4)

Como se muestra en la Figura 1-3, la diferencia entre los ángulos α y β es grande, lo que provoca un flujo desigual de material en varias áreas.

Ángulo de envolvente (o ángulo de trazado): Los ángulos incorrectos pueden causar los siguientes inconvenientes:

• Si es demasiado grande, provocará una deformación plástica insuficiente de la pieza, lo que hará que la pieza sea propensa a recuperación elástica y distorsión, y resultará en un bajo aprovechamiento del material.
• Si es demasiado pequeño, causará dificultades en el avance del material, haciéndolo propenso a fracturas, y resultará en una deformación plástica insuficiente en la parte central del componente.

3. Tratamiento de formación de características cóncavo-convexas poco profundas en la superficie de la pieza. Ver Figura 1-3. 1

Para características con una altura inferior a 0,5 mm en la superficie de la pieza, es necesario profundizarlas en 0,2 mm durante el trazado o formado, y los procesos posteriores se llevarán a cabo según las dimensiones originales del molde.

Sección de Adenda del Proceso

Para cumplir con los requisitos del proceso de dibujo, normalmente es necesario desplegar el refuerzo en la pieza de chapa y luego agregar algunos materiales necesarios para formar una pieza estampada que sea conveniente para el dibujo y la formación. Las partes agregadas debido a las necesidades del proceso (es decir, el material fuera de la línea de recorte) se denominan colectivamente como la adenda del proceso.

Determinación de la dirección de estampado para formado por tracción:

1. Asegúrese de que el molde convexo pueda profundizar las partes de la pieza a profundizar en un proceso de estirado completo, no debe haber zona muerta de contacto del molde convexo (es decir, forma de "gancho invertido").

2. El área de contacto entre el molde convexo y la placa al inicio del dibujo debe ser lo más grande posible.

3.Cuando el molde convexo comienza a estirarse, el lugar de contacto con la placa está lo más cerca posible del centro.

4.Cuando el punzón convexo comienza a estirarse, los puntos de contacto con la placa deben ser muchos y dispersos.

En la industria automotriz actual, donde el rendimiento y la eficiencia son fundamentales, el diseño y la fabricación de matrices de estampado desempeñan un papel vital para garantizar la calidad de las piezas y la estabilidad en la producción. En Shaoyi Metal Technology, llevamos años de experiencia en el desarrollo de matrices de estampado automotriz, respaldados por un equipo de ingeniería calificado y equipos avanzados. Desde revisiones estructurales y optimización de procesos hasta la entrega final, ofrecemos soporte técnico integral adaptado a sus necesidades. Con un enfoque en la fabricación precisa, respuesta rápida y control de costos, proporcionamos soluciones confiables de herramientas que ayudan a que sus proyectos avancen sin problemas. Si busca un socio de confianza en la fabricación de matrices de estampado, no dude en contactarnos.

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