Produksi dalam jumlah kecil, standar tinggi. Layanan prototipisasi cepat kami membuat validasi lebih cepat dan mudah —
EN
Panduan Desain Die Metal Stamping: Manual Teknik
TL;DR
Pedoman desain die stamping logam adalah batasan teknik yang memastikan bagian-bagian dapat diproduksi, hemat biaya, dan stabil secara dimensi. "Aturan Emas" utama adalah bahwa ukuran fitur minimum sebagian besar ditentukan oleh ketebalan material (MT); sebagai contoh, diameter lubang minimum biasanya 1,2x MT untuk logam ulet dan 2x MT untuk baja tahan karat. Aturan jarak kritis mengharuskan lubang ditempatkan setidaknya 2x MT dari tepi mana pun untuk mencegah tonjolan, sedangkan jari-jari lipatan minimum umumnya harus sama dengan 1x MT . Pada akhirnya, desain die yang sukses menyeimbangkan kendala geometri bagian ini dengan mekanika perkakas—seperti distribusi gaya dan stabilitas strip—untuk menjamin pengulangan dalam produksi volume tinggi.
Desain untuk Manufaktur (DFM): Aturan Geometri Bagian
Merancang bagian yang dicap memerlukan kepatuhan ketat terhadap batasan matematis yang berasal dari sifat material. Mengabaikan panduan-panduan ini sering menyebabkan kegagalan alat, berlebihan terbentuknya duri (burr), atau bagian yang cacat. Desain yang paling efektif memperlakukan ketebalan material (MT) sebagai variabel utama yang darinya semua dimensi lain dihitung.
Matriks Batasan Teknik
Gunakan tabel referensi ini untuk memvalidasi geometri bagian Anda sebelum menyelesaikan model CAD. Rasio-rasio ini merupakan standar industri yang diterima secara luas untuk menjamin kelayakan produksi.
| Fitur | Aturan Standar (Minimum) | Dampak Teknik |
|---|---|---|
| Diameter Lubang | 1,2x MT (Aluminium/Kuningan) 2x MT (Baja Tahan Karat) |
Mencegah patah pada pons dan keausan berlebihan. |
| Lebar Slot | 1,5x MT | Mengurangi gaya lateral pada pons untuk menghindari lenturan. |
| Jarak Lubang ke Tepi | 2x MT | Mencegah web (material antara lubang dan tepi) menonjol ke luar. |
| Jarak Lubang-ke-Lipatan | 2x MT + Jari-jari Tekuk (Lubang < 2,5 mm) 2,5x MT + Jari-jari Tekuk (Lubang > 2,5 mm) |
Memastikan lubang tidak berubah bentuk menjadi oval selama proses penekukan. |
| Tinggi Tekuk | 2,5x MT + Jari-jari Tekuk | Menyediakan cukup material datar agar die dapat mencengkeram dan membentuk tekukan secara akurat. |
Lubang, Alur, dan Jarak Antar
Integritas bagian yang dicetak tergantung pada pemeliharaan material yang cukup antar fitur. Menurut Standar desain Xometry , menempatkan lubang terlalu dekat dengan tepi (kurang dari 2x MT) menyebabkan material mengalir ke luar, menciptakan "tonjolan" yang mungkin memerlukan permesinan sekunder yang mahal untuk menghilangkannya. Demikian pula, alur membutuhkan lebar minimal 1,5x MT; lebar yang lebih sempit secara drastis meningkatkan risiko pukulan patah akibat beban tekan.
Geometri Tekukan dan Arah Butir
Melengkungkan logam bukan hanya melipat kertas; ini adalah proses peregangan dan pemadatan struktur butir tertentu. Keats Manufacturing menekankan bahwa tekukan sebaiknya dibuat tegak lurus terhadap arah butir material. Melengkungkan sejajar dengan butir sering menyebabkan retak, terutama pada paduan keras seperti baja tahan karat atau aluminium temper. Jika desain Anda membutuhkan jari-jari tekukan yang ketat (mendekati 1x MT), mengarahkan tata letak bagian pada strip agar tekukannya "melintasi butiran" sangat penting untuk integritas struktural.
Rekayasa & Konstruksi Die: 10 Hukum Kinerja
Sementara DFM berfokus pada komponen, die itu sendiri harus direkayasa untuk stabilitas, perawatan, dan umur panjang. Sebuah die yang dirancang dengan baik tidak hanya menghasilkan komponen; tetapi juga melindungi mesin press dan meminimalkan waktu henti.
Stabilitas dan Manajemen Gaya
Die yang paling kuat mengikuti hukum dasar fisika dan mekanika. Salah satu prinsip utama, yang sering disebut dalam The Fabricator "10 Hukum Desain Die" , adalah meminimalkan angkat strip . Angkat strip yang berlebihan antar stasiun meningkatkan getaran dan keausan. Perancang harus mengatur penempatan punch pemotong secara bertahap dan menggunakan lifter dengan ukuran yang sesuai agar strip tetap rata dan stabil. Selain itu, menyeimbangkan gaya di bawah ram press merupakan suatu keharusan. Jika pembentukan berat terjadi di sisi kanan alat, desain harus mencakup gaya penyeimbang (seperti pegas atau stasiun dummy) di sisi kiri untuk mencegah kemiringan ram, yang dapat merusak pin dan bushing panduan.
Desain Berbasis Kemudahan Perawatan
Sebuah die yang sulit dilakukan perawatan merupakan die yang dirancang dengan buruk. Prinsip dari poka-yoke (mistake-proofing) harus diterapkan langsung pada perakitan alat itu sendiri. Desain bagian pemotong dan pembentuk sedemikian rupa sehingga tidak dapat dipasang terbalik atau terbalik posisinya. Instruksi perawatan yang jelas harus diukir atau dicetak langsung pada komponen alat, sehingga menghilangkan kebutuhan akan "pengetahuan lisan" selama pemeliharaan.
Melaksanakan strategi perkakas canggih ini memerlukan mitra manufaktur dengan kemampuan teknik yang mendalam. Untuk komponen otomotif atau industri yang kompleks, bekerja sama dengan spesialis seperti Shaoyi Metal Technology memastikan bahwa standar desain ketat ini terpenuhi. Sertifikasi IATF 16949 mereka serta kapasitas untuk operasi press 600 ton memungkinkan mereka menjembatani kesenjangan antara prototipe cepat dan produksi massal, sehingga memastikan desain die yang paling rumit sekalipun berfungsi secara andal selama jutaan siklus.
Pemilihan Material & Standar Toleransi
Interaksi antara material die dan material benda kerja menentukan umur alat serta ketepatan komponen. Pemilihan baja alat yang tepat merupakan keputusan terhitung berdasarkan volume produksi dan kekerasan benda kerja.
Pemilihan Baja Alat
Untuk produksi volume tinggi, Dramco Tool merekomendasikan penggunaan material yang kuat seperti baja alat D2 atau A2, yang menawarkan ketahanan aus yang sangat baik. Dalam kasus ekstrem, seperti meninju stainless steel abrasif atau paduan berkekuatan tinggi, sisipan karbida mungkin diperlukan untuk tepi pemotong. Meskipun karbida lebih mahal dan rapuh, material ini tahan terhadap keausan abrasif yang dengan cepat membuat tumpul baja alat standar.
Memahami Toleransi
Insinyur harus menetapkan ekspektasi yang realistis untuk fitur stamping. "Presisi" dalam proses stamping bersifat relatif terhadap ketebalan material. Sebagai contoh, toleransi standar untuk diameter lubang mungkin sebesar +/- 0,002 inci, tetapi nilai ini dapat bervariasi tergantung pada celah die. Ekspektasi umum adalah adanya burr pada tepi potongan. Kriteria penerimaan standar industri untuk burr biasanya adalah 10% dari ketebalan material . Jika desain Anda memerlukan tepi bebas burr, Anda harus menentukan operasi deburring sekunder atau stasiun "pencukuran" khusus di dalam die progresif.
Cacat Umum & Pemecahan Masalah Berdasarkan Desain
Banyak cacat stamping dapat diprediksi dan dicegah selama fase desain. Mengatasi mode kegagalan potensial sejak dini dapat menghemat waktu dan biaya secara signifikan selama masa commissioning produksi.
| Cacat | Penyebab Utama | Solusi Desain |
|---|---|---|
| Burrs | Celah die berlebihan atau peralatan yang tumpul. | Atur celah die sebesar 10-12% dari MT; tentukan baja perkakas kualitas lebih tinggi. |
| Pemulihan Lenting | Pemulihan elastis logam setelah proses bending. | Lengkungkan fitur lebih dari 1-2 derajat atau gunakan fitur "coin" pada jari-jari lengkungan untuk menetapkan sudut. |
| Robek/Retak | Jari-jari lengkungan terlalu tajam atau sejajar dengan serat. | Perbesar jari-jari lengkungan hingga >1x MT; putar orientasi bagian agar lenturan memotong arah serat. |
| Deformasi (Menggembung) | Fitur terlalu dekat dengan tepi atau lengkungan. | Perbesar jarak hingga >2x MT atau tambahkan takikan relief untuk mengisolasi tegangan. |
Kesimpulan
Menguasai desain die stamping logam adalah disiplin ilmu yang menyeimbangkan berbagai keterbatasan. Diperlukan pemahaman mendalam tentang bagaimana ketebalan material menentukan geometri, bagaimana distribusi gaya memengaruhi umur alat, serta bagaimana sifat material memengaruhi akurasi akhir. Dengan mematuhi pedoman teknik ini—menghormati rasio minimum, merancang untuk kemudahan perawatan, dan memprediksi perilaku material—insinyur dapat menciptakan komponen yang tidak hanya fungsional tetapi juga secara inheren dapat diproduksi secara massal dan efisien dari segi biaya.