Bab Satu: Apa itu cetakan stamping logam?

Cetakan penekan logam adalah proses pembentukan dingin yang dimulai dengan selembar logam, yang dikenal sebagai blank atau baja perkakas. Dengan menggunakan satu atau beberapa cetakan, metode ini memotong dan membentuk logam untuk mencapai bentuk lembaran atau profil yang diinginkan. Gaya yang diterapkan pada blank mengubah geometrinya, menimbulkan tegangan yang membuat benda kerja cocok untuk dibengkokkan atau dibentuk menjadi bentuk yang rumit. Bagian-bagian yang dihasilkan melalui metode penekan ini dapat sangat bervariasi ukurannya, dari yang sangat kecil hingga yang sangat besar, tergantung pada aplikasi spesifiknya.

Mesin pencetak logam, yang juga disebut mesin pengepres, mencakup berbagai teknik seperti melubangi, memotong, menusuk, mencetak, dan beberapa operasi lainnya. Presisi dalam desain sangat penting untuk memastikan setiap cetakan mencapai kualitas optimal.

Cetakan yang digunakan dalam proses pencetakan logam adalah alat khusus yang dirancang untuk menghasilkan desain tertentu, mulai dari barang sehari-hari yang sederhana hingga komponen komputer yang rumit. Cetakan ini dapat dirancang untuk operasi fungsi tunggal atau sebagai bagian dari serangkaian fungsi berurutan yang dilakukan secara bertahap. Terdapat empat jenis cetakan pencetakan logam: cetakan punch tunggal, cetakan progresif, cetakan gabungan, dan cetakan transfer.

Saat mulai mendesain cetakan stamping, perhatikan jenis baja dan material berikut ini:

Jika material yang akan dicetak memiliki kekerasan tinggi, seperti baja tahan karat, maka cetakan cetak perlu menggunakan baja dengan material tahan aus yang baik, seperti Cr12MoV.

1.2 Untuk bahan lunak, Misalnya, untuk aluminium, persyaratan ketahanan aus cetakan stamping sedikit lebih rendah, tetapi daya rekat material harus dipertimbangkan untuk menghindari material menempel pada cetakan. Anda dapat memilih baja cetakan dengan sifat anti-lengket yang baik.

Untuk cetakan yang承受 beban benturan besar selama pengoperasian, seperti cetakan stamping untuk penutup otomotif besar, material harus memiliki ketangguhan tinggi, dan baja seperti SKD11 dapat dipilih.

Jika lingkungan kerja cetakan memiliki risiko korosi, seperti bekerja di lingkungan yang lembap, Anda harus memilih baja cetakan yang tahan korosi, seperti baja tahan karat.

Untuk produksi dalam jumlah kecil, persyaratan kinerja material cetakan dapat dikurangi secara tepat, dan material dengan harga lebih rendah seperti baja 45 dapat dipilih, serta perlakuan panas yang sesuai dapat dilakukan untuk meningkatkan kinerja.

Untuk produksi dalam jumlah besar, Anda harus memilih baja cetakan dengan kinerja tinggi, ketahanan aus tinggi, dan umur pakai yang panjang. Material seperti karbida semen dapat digunakan untuk cetakan stamping untuk produksi massal.

Cetakan presisi tinggi membutuhkan deformasi material yang kecil, seperti baja CrWMn, yang memiliki deformasi pendinginan yang kecil dan cocok untuk pembuatan cetakan stamping presisi tinggi.

Dengan tetap memperhatikan persyaratan kinerja, harga baja cetakan, biaya pengolahan, dan lain-lain dipertimbangkan secara komprehensif. Misalnya, beberapa baja cetakan baru memiliki kinerja yang baik tetapi harganya tinggi, dan biaya serta manfaatnya harus dipertimbangkan.

Cetakan atau die punch tunggal terdiri dari cetakan cekung dan cetakan punch, atau beberapa cetakan cekung dan beberapa cetakan punch. Setiap punch hanya menyelesaikan satu kali pembentukan lubang punch atau satu bentuk karena struktur dan fungsinya tetap dan dirancang untuk proses manufaktur logam tertentu dan tidak dapat diterapkan pada proses lain. Biasanya digunakan untuk produksi skala kecil atau menengah, terutama untuk situasi di mana posisi atau bentuk punch perlu sering diubah. Cetakan ini dapat disesuaikan dan diganti secara fleksibel selama proses produksi, dan biaya cetakan punch tunggalnya rendah. Cetakan ini cocok untuk produksi stamping logam dalam jumlah kecil dengan proses yang relatif sederhana.

Pertama, letakkan pelat logam yang akan dilubangi di area kerja cetakan punch tunggal. Benda kerja sering dijepit untuk memastikan stabilitas selama proses pencetakan. Punch dari cetakan punch tunggal akan turun, memberikan gaya tumbukan pada benda kerja logam. Bentuk lubang atau bentuk yang diinginkan. Setelah tumbukan selesai, punch akan diangkat dari benda kerja untuk persiapan pencetakan selanjutnya. Kemudian, lepaskan benda kerja secara manual dan ulangi operasi di atas.

2.1 Produksi lebih cepat – Beberapa pemotongan dapat dilakukan dari beberapa cetakan.

2.2 Penempatan blanko – Memuat dan memposisikan ulang blanko sangat mudah. ​​Blanko dapat diputar, dibalik, dan digeser dengan sedikit usaha.

2.3 Geometri kompleks – Menghasilkan geometri kompleks tanpa memerlukan perhitungan atau penyesuaian khusus.

2.4 Penanganan cetakan – Cetakan lebih ringan dan lebih murah untuk ditangani.

2.5 Peralatan – Peralatan berukuran lebih kecil dan mudah diakses.

Cetakan progresif, yang juga disebut cetakan kontinu, adalah cetakan penekan dingin yang menggunakan bahan baku penekan berbentuk strip dalam satu langkah penekan, dan menggunakan beberapa stasiun berbeda untuk menyelesaikan beberapa proses penekan secara bersamaan pada satu set cetakan. Setiap proses penekan cetakan selesai. Sekali waktu, sabuk material bergerak pada jarak tetap, dan bagian-bagian yang akan dipotong secara bertahap dibentuk dalam cetakan kontinu. Pembentukan kontinu adalah metode proses dengan proses terkonsentrasi, mudah untuk melakukan pemotongan, sayatan, pembuatan alur, pelubangan, deformasi plastis, dan pemotongan. Proses ini diselesaikan pada satu cetakan.

Mesin cetak progresif dapat menyelesaikan berbagai proses dalam satu kali pemasukan. Berikut adalah alur kerja tipikal dari mesin cetak progresif:

(1) Pelat atau strip logam dimasukkan ke dalam cetakan progresif dalam bentuk gulungan. Sistem pemasukan memandu material logam untuk memastikan penempatannya yang akurat di dalam cetakan.

(2) Sistem memandu strip logam ke dalam cetakan, sistem penjepit memastikan bahwa strip logam tetap stabil selama seluruh proses pencetakan, dan sistem pemandu memastikan bahwa strip logam diposisikan secara akurat.

(3) Proses pencetakan pertama: Pada proses pertama cetakan progresif, strip logam melewati punch dan die pertama untuk menyelesaikan proses pencetakan pertama, yang dapat berupa penempaan, pemotongan atau pembentukan bentuk, dll.

(4) Sabuk logam memandu benda kerja yang telah menyelesaikan proses pertama ke lokasi proses selanjutnya melalui sistem bergerak.

(5) Proses pencetakan kedua: Pada proses kedua, strip logam melewati serangkaian punch dan die lagi untuk menyelesaikan proses kedua. Proses ini diulang di seluruh cetakan, dengan setiap operasi diselesaikan pada strip logam yang kontinu.

(6) Lanjutkan hingga benda kerja melewati semua proses yang dirancang.

(7) Pengeluaran: Setelah menyelesaikan semua proses, benda kerja dikeluarkan dari cetakan untuk operasi selanjutnya, seperti perakitan atau pemrosesan selanjutnya.

3.1 Cetakan progresif ideal untuk memproduksi komponen sederhana hingga agak kompleks dengan bentuk berulang dan fitur seragam.

3.2 Sistem ini sangat efisien untuk pemberian material secara terus menerus dan hanya membutuhkan intervensi operator minimal.

3.3 Cetakan progresif sangat cocok untuk produksi dalam jumlah besar dengan desain komponen yang konsisten.

3.4 Setiap stasiun dalam cetakan bertanggung jawab untuk melakukan operasi spesifik, seperti pemotongan, pembengkokan, pelubangan, atau pembentukan, saat strip bergerak maju.

Cetakan majemuk adalah cetakan penekan yang secara simultan menyelesaikan proses lubang bagian dalam dan bentuk bagian luar pada stasiun cetakan yang sama (dapat melakukan beberapa operasi penekan secara bersamaan dalam satu langkah). Beberapa proses dapat diselesaikan dalam satu kali penekan, termasuk beberapa lubang atau pembentukan bentuk. Desain multi-proses ini menggabungkan keunggulan cetakan penekan tunggal dan cetakan progresif sampai batas tertentu.

Cetakan majemuk (compound dies) dapat diaplikasikan dalam banyak operasi pencetakan logam. Ketika bagian logam yang dicetak membutuhkan lebih dari satu fitur untuk dicetak dan operasi ini dapat dijalankan secara independen satu sama lain, cetakan majemuk dapat digunakan. Cetakan majemuk akan memberikan beberapa fitur pencetakan logam dengan setiap langkah mesin pres. Selain itu, cetakan majemuk memberikan kerataan bagian yang sangat baik.

4.1 Efisiensi - Cetakan gabungan memotong bagian-bagian rumit dalam satu kali proses, sehingga menghindari kebutuhan akan banyak cetakan.

4.2 Efektivitas Biaya - Pencetakan dengan cetakan gabungan menghasilkan suku cadang dengan cepat, menghemat waktu dan uang.

4.3 Kecepatan - Pencetakan die gabungan menghasilkan komponen dalam hitungan detik dan dapat menghasilkan lebih dari 1000 komponen dalam satu jam.

4.4 Pengulangan - Penggunaan cetakan tunggal dalam pencetakan cetakan gabungan memastikan bahwa setiap bagian memiliki dimensi dan konfigurasi yang sama.

Letakkan bahan baku yang akan diproses ke posisi yang ditentukan melalui perangkat otomatis atau manual. Ketika cetakan atas turun di bawah aksi penggeser tekan, cetakan dan pembongkar serta penekan di cetakan atas pertama kali bersentuhan dengan strip dan terus memberi tekanan, kemudian tepi luar penekan dan cetakan cekung bekerja pada cetakan dan penekan, menyebabkan tonjolan dan lekukan. Lubang bagian dalam cetakan secara bersamaan dikosongkan dan dilubangi untuk memisahkan bagian dari strip.

Bahan mentah tersebut langsung dibentuk setelah dicetak menggunakan cetakan komposit.

Pencetakan transfer die mirip dengan pencetakan progresif die, tetapi bagian-bagian dipindahkan dari satu stasiun ke stasiun lain melalui sistem transfer mekanis. Terutama digunakan ketika bagian-bagian harus dilepas dari strip agar operasi dapat dilakukan dalam keadaan bebas. Cetakan transfer dapat berupa cetakan tunggal atau beberapa cetakan atau mesin yang disusun berderet untuk membentuk jalur produksi. Biasanya digunakan untuk memproduksi bagian-bagian yang lebih kompleks, di mana setiap stasiun kerja dapat melakukan operasi yang berbeda seperti melubangi, membengkokkan, meregangkan, dan banyak lagi.

5.1 Cetakan transfer cocok untuk komponen kompleks yang memerlukan banyak operasi dan penempatan yang tepat.

5.2 Mereka mampu memproduksi komponen rumit dengan toleransi yang ketat.

5.3 Cetakan transfer sering digunakan dalam produksi massal karena efisiensi dan kemampuan otomatisasinya.

5.4 Benda kerja bergerak antar stasiun, dan setiap stasiun dapat melakukan operasi seperti pemotongan, pembengkokan, pelubangan, atau pencetakan.

Pencetakan dengan cetakan transfer menggunakan perangkat transmisi untuk memindahkan benda kerja. Setelah setiap stasiun dicetak, benda kerja dipindahkan secara mekanis atau manual ke stasiun berikutnya untuk proses pencetakan. Sistem pencetakan dengan cetakan transfer dapat terdiri dari beberapa cetakan tunggal yang berbeda atau serangkaian cetakan.

Secara umum, baja, aluminium, tembaga, baja tahan karat, dan kuningan sering digunakan sebagai bahan baku untuk proses stamping.

6.1 Cetakan punch tunggal sederhana dan fleksibel, tetapi kecepatannya lambat.

6.2 Pencetakan die progresif dapat memproduksi komponen dengan geometri kompleks secara cepat, hemat biaya, dan dengan pengulangan yang tinggi.

6.3 Pencetakan die komposit dibentuk dalam satu langkah, sehingga cocok untuk komponen dengan struktur yang relatif sederhana.

6.4 Cetakan transfer cocok untuk situasi di mana beberapa proses perlu diselesaikan dalam satu langkah.

Pemeliharaan

Bersihkan serpihan logam, kotoran, dan sisa pelumas dari cetakan setelah setiap penggunaan atau secara berkala. Gunakan sikat, peniup udara, atau pelarut pembersih (yang sesuai dengan bahan cetakan) untuk menjaga permukaan cetakan tetap bersih. Misalnya, dalam operasi pencetakan komponen otomotif bervolume tinggi, cetakan mungkin perlu dibersihkan setiap hari.

Oleskan pelumas yang sesuai secara teratur untuk mengurangi gesekan antara bagian-bagian yang bergerak pada cetakan. Oli atau gemuk berkualitas tinggi dapat mencegah keausan dan panas berlebih. Frekuensi pelumasan bergantung pada kecepatan dan beban pengepresan; untuk cetakan yang digunakan secara moderat, pelumasan mungkin diperlukan sekali seminggu.

Periksa secara rutin tanda-tanda keausan, seperti bekas aus pada punch dan die, retak, atau deformasi. Gunakan inspeksi visual, kaca pembesar, atau metode pengujian non-destruktif seperti inspeksi partikel magnetik. Misalnya, periksa tepi pemotong die blanking untuk tanda-tanda tumpul setiap beberapa ribu siklus stamping.

Mengasah atau Mengganti Pukulan dan Cetakan

Jika mata pisau pada punch dan die menjadi tumpul, mata pisau tersebut dapat diasah untuk mengembalikan kemampuan pemotongannya. Dalam kasus keausan yang parah, penggantian komponen yang aus diperlukan. Misalnya, punch yang digunakan untuk melubangi mungkin perlu diasah setelah beberapa kali penggunaan untuk menjaga agar tepi lubang tetap bersih.

Untuk retakan kecil atau area yang rusak pada badan cetakan, pengelasan dapat menjadi pilihan perbaikan yang layak. Namun, sangat penting untuk menggunakan proses pengelasan dan bahan pengisi yang sesuai dengan bahan cetakan untuk memastikan area yang diperbaiki memiliki sifat yang serupa dengan bahan aslinya. Setelah pengelasan, bagian yang diperbaiki biasanya memerlukan perlakuan panas dan pemesinan untuk mengembalikan bentuk dan dimensinya.

Jika komponen cetakan menjadi tidak sejajar karena getaran atau benturan selama proses pencetakan, penyelarasan perlu disesuaikan. Hal ini dapat melibatkan penambahan shim atau penggunaan mekanisme penyesuaian presisi untuk menyelaraskan kembali punch dan cetakan. Misalnya, pada cetakan pencetakan progresif, ketidaksejajaran dapat menyebabkan pembentukan bagian yang tidak akurat, dan penyelarasan kembali stasiun dapat memperbaiki masalah ini.

Cetakan penekan logam adalah alat khusus yang digunakan dalam proses manufaktur. Alat ini dirancang untuk memotong, membentuk, atau mencetak lembaran logam menjadi bentuk dan komponen tertentu yang diinginkan.

- Biasanya terdiri dari beberapa bagian seperti set cetakan (termasuk bagian cetakan atas dan bawah), penekan, dan rongga. Penekan digunakan untuk memberikan gaya untuk mengubah bentuk atau memotong logam.

- Terdapat 4 jenis cetakan stamping berdasarkan operasi yang dilakukannya, seperti cetakan blanking untuk memotong bentuk dari lembaran yang lebih besar, cetakan piercing untuk membuat lubang, dan cetakan bending untuk melipat logam.

- Cetakan terbuat dari bahan seperti baja perkakas yang dapat menahan tekanan tinggi dan benturan berulang selama proses pencetakan.

- Ketelitian dalam desain dan manufaktur sangat penting karena menentukan akurasi dan kualitas komponen yang dicetak. Komponen tersebut perlu dirawat dengan baik untuk memastikan kinerja yang konsisten dan masa pakai yang lama dalam lingkungan produksi industri di mana komponen tersebut memainkan peran kunci dalam memproduksi komponen logam secara massal dengan efisien.