Stampaggio dei metalli: una panoramica completa

Lo stampaggio dei metalli è un processo cruciale di fabbricazione dei metalli che utilizza presse e stampi per esercitare forze esterne su lamiere, nastri, tubi e profili. L'obiettivo è indurre la deformazione plastica o la separazione, con conseguente parti di stampaggio del metallo delle forme e dimensioni desiderate. Questo processo rientra nella lavorazione della plastica, spesso definita lavorazione a pressione, insieme alla forgiatura. I materiali primari utilizzati per lo stampaggio dei metalli sono lamiere e nastri di acciaio laminati a caldo e a freddo.

                                   Parti stampate in metallo e alluminio

Tipi di processi di stampaggio dei metalli:

Esistono vari metodi di classificazione per i processi di stampaggio dei metalli, tra cui il tipo di processo, la temperatura del pezzo grezzo e la struttura dello stampo. Di seguito discuteremo in dettaglio questi metodi di classificazione.

1. In base al tipo di processo di stampaggio dei metalli:

Esistono due categorie principali di processi di stampaggio dei metalli: stampaggio di separazione (noto anche come punzonatura) e processi di formatura, che rimodellano i pezzi grezzi attraverso la deformazione plastica.

(a) Processo di separazione (blanking): I processi di separazione comportano il taglio o la punzonatura lungo un contorno specifico per separare la parte stampata desiderata dal materiale grezzo. I metodi comuni all'interno di questa categoria includono tranciatura, punzonatura, rifilatura dei bordi, taglio della linguetta e sezionamento. La tranciatura e la punzonatura sono processi simili ma danno risultati diversi. Nella tranciatura la parte separata diventa la parte stampata, mentre la punzonatura crea dei fori, dove il foglio perforato diventa la parte stampata.

(b) Processo di formazione: Il processo di formatura utilizza varie tecniche come piegatura, arrotondamento, torsione, imbutitura profonda, assottigliamento, flangiatura, restringimento, svasatura, crimpatura, espansione, filatura, modellatura, livellamento, goffratura, estrusione e altro per deformare plasticamente i pezzi grezzi in forme e dimensioni specifiche mentre preservandone le proprietà meccaniche.

Ad esempio, la piegatura utilizza matrici per modellare i pezzi grezzi in diverse forme, suddivise in piegatura e arricciatura. L'imbutitura profonda forma pezzi metallici cilindrici da un pezzo grezzo. Vari altri processi possono essere sviluppati combinando queste due tecniche fondamentali.

2. In base alla temperatura del pezzo grezzo durante lo stampaggio dei metalli:

(a) Stampaggio di metalli a freddo: Lo stampaggio a freddo dei metalli prevede la lavorazione di grezzi metallici a temperatura ambiente. E' adatto alla realizzazione di particolari stampati con spessori ridotti. I vantaggi includono l'assenza di riscaldamento, un'eccellente qualità della superficie, facilità d'uso e costi bassi. Tuttavia, ciò può comportare un incrudimento e spesso richiede l'uso di olio per stampaggio dei metalli per migliorare la lavorazione.

(b) Stampaggio di metalli a caldo: Lo stampaggio a caldo del metallo riscalda il metallo fino a un intervallo di temperature specifico. Questo processo elimina lo stress interno, previene l'incrudimento, aumenta la plasticità del materiale, riduce la resistenza alla deformazione e diminuisce il consumo energetico delle apparecchiature.

3. In base alla complessità della struttura dello stampo:

I processi di stampaggio dei metalli possono essere ulteriormente classificati in base alla complessità della struttura dello stampo, che consiste in stampi superiore e inferiore.

(a) Stampaggio semplice dei metalli: Il semplice stampaggio dei metalli completa un processo (tranciatura o formatura) in un unico punzone della pressa. Questo metodo viene utilizzato per parti stampate relativamente semplici.

(b) Stampaggio continuo dei metalli: Lo stampaggio continuo dei metalli prevede più processi, come punzonatura, piegatura e formatura, in un'unica corsa della pressa. Utilizza uno stampo continuo e offre un'elevata efficienza produttiva.

(c) Stampaggio di metalli compositi: Lo stampaggio di metalli compositi combina diversi processi di stampaggio in un unico stampo, consentendo la modellatura simultanea. È adatto per parti stampate ad alta precisione e ad alto rendimento.

Vantaggi dello stampaggio dei metalli:

Lo stampaggio dei metalli offre numerosi vantaggi, tra cui:

• Elevata efficienza produttiva e potenziale di meccanizzazione e automazione.
• Qualità costante e lunga durata dello stampo.
• Versatilità per la lavorazione di pezzi di varie dimensioni e complessità.
• Risparmio di materiale e basso consumo energetico.
• Elevata precisione e qualità della superficie.

Svantaggi dello stampaggio dei metalli:

Tuttavia, lo stampaggio dei metalli ha i suoi svantaggi:

1. Sfide legate alla muffa: La produzione di stampi è precisa, lunga e costosa, e ne limita l'uso a piccoli lotti di produzione.
2. Problemi di sicurezza: I processi di stampaggio dei metalli possono comportare rischi per la sicurezza e richiedono robuste misure di sicurezza.
3. Limitazioni materiali: La formatura a freddo dell’acciaio altoresistenziale rimane una sfida, mentre la formatura a caldo manca di precisione.
4. Impatto ambientale: Dovrebbero essere affrontate le considerazioni ambientali relative ai rifiuti di stampaggio.

Materiali per la lavorazione dello stampaggio dei metalli:

I materiali per stampaggio di qualità sono fondamentali per la qualità delle parti e la longevità dello stampo. I materiali comuni includono acciai a basso tenore di carbonio, acciaio inossidabile, alluminio, leghe di rame e leghe di titanio. Questi materiali deve presentare caratteristiche specifiche come spessore uniforme, superfici lisce, carico di snervamento uniforme, elevato allungamento uniforme, basso rapporto di snervamento e basso incrudimento.

In pratica, i materiali vengono sottoposti a prove di imbutitura e rigonfiamento per valutarne le prestazioni di stampaggio.

Applicazioni di parti per stampaggio di metalli:

Le parti stampate in metallo trovano applicazioni in vari settori, dai prodotti di uso quotidiano come componenti per trasporti e stoviglie, all'aerospaziale, militare e ai macchinari. La loro versatilità e il rapporto costo-efficacia li rendono una scelta popolare per molte esigenze di produzione.

Introduzione dettagliata dei processi di stampaggio dei metalli:

Spiegazioni dettagliate di specifici processi di stampaggio dei metalli, inclusi processi di separazione (tranciatura) e formatura come piegatura, allungamento, formatura in rotazione, sagomatura, formatura di rigonfiamento, flangiatura e restringimento, sono essenziali per comprendere come queste tecniche modellano il metallo nei componenti desiderati. Questi processi variano in complessità e vengono utilizzati in base ai requisiti specifici delle parti stampate.

Stampaggio di metalli di precisione: Lo stampaggio di precisione dei metalli, una tecnologia di lavorazione dei metalli senza trucioli, migliora la precisione dimensionale e la qualità della superficie. Produce parti stampate in metallo di alta qualità in un'unica corsa, riducendo i costi.

In sintesi, lo stampaggio dei metalli è un processo di produzione versatile ed efficiente con numerose applicazioni in tutti i settori, guidato dalla sua capacità di creare parti di precisione con varie forme e dimensioni.