什么是微冲压？
Layana制造的微型冲压零件
微冲压（Microstamping），也称为精密冲压、微精密冲压、微型冲压或微成型，指的是生产具有微型特征的微小零件。该微冲压过程是一种专门的金属冲压技术，在微观尺度上进行操作。与处理较大组件的传统金属冲压不同，微冲压专为处理微小、精细的材料设计，所生产的零件尺寸可精确到毫米甚至微米。
微冲压模具的类型
微冲压模具主要分为三类：单一模具、连续模具/复合模具和精密下料模具。
- 单一模具：单一模具仅设计用于执行一个特定操作，分为以下几个子类别。
- 微冲孔模具：这些模具也被称为微穿孔模具，用于在金属片或条带上打出精确的孔洞。
- 微冲裁模具：这些模具执行微冲裁操作（从金属片或条带上切出特定的形状或轮廓）。
- 微成型模具：这些模具用于精密成型微小零件，使用的技术包括微弯曲（又称微弯曲）和微拉伸，甚至是微深拉操作（微杯形成型）。
- 其他模具：其他简单的微冲压模具用于执行更具体的操作。
- 微型连续模具和复合模具：连续模具和复合模具（或组合模具）旨在在一个模具内执行多项操作，比单一操作的模具更加经济。连续模具是一种用于高复杂度冲压的模具工具，材料条带被送入冲压机，并在工具内部的各个工位之间连续移动。
- 微精密下料：精密下料是一种高精度的冲压技术，通过形成光滑的切割面，精确执行下料操作，避免二次加工。由于微型组件的尺寸较小，精密下料技术是避免二次加工中材料处理或昂贵的精密设备成本问题的理想解决方案。
Layana的定制微冲压能力
Layana组建了一支具有数十年微冲压经验和专业知识的研发团队，能够制造各种复杂的微型零件，尺寸小于10毫米，精度可达±0.01毫米。通过利用我们的包覆技术和冶金知识，我们专注于微型金属冲压的精密加工。
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类别 |
技术细节 |
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模具尺寸（冲裁模具） |
最大1200公斤；高达1000毫米；700L * 400W * 350H |
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材料厚度 |
0.02毫米至8.00毫米 |
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公差范围 |
高达±0.01毫米 |
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Cpk |
≧1.33 |
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月生产能力 |
生产10套模具；4500万个冲裁件 |
微冲压与传统冲压的区别
微冲压，也称为微金属冲压，能够制造比传统金属冲压更加精确和小巧的零件。微零件制造的技术和质量标准显著高于传统金属冲压所需的标准。微小零件冲压过程中的精度和公差要求也更高，精度在0.1毫米之内，并且材料工件非常薄。以下列出的是Layana的微型组件冲压能力：
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金属冲压是一种金属成型方法，使用机械冲压机和冲压模具将平坦的金属板材（裁剪和其他成型工艺）转换为指定的尺寸、形状和功能。每个零件的可制造性（尺寸范围、可实现的精度和允许的特征）会根据设计的复杂程度而有所不同。
微冲压的工艺流程
微冲压的第一步是模具的设计和制造。用于制造微小零件的模具将执行不同的操作（例如裁剪、弯曲、拉伸、成型等），这些操作根据组件的精度要求进行。
- 微裁剪：通过一次冲压行程剪切金属板材的切割过程。
- 微穿孔：用于创建小孔或凹痕的过程。
- 微弯曲：生产V形、U形、Z形等的制造过程。
- 微拉伸：也称为延展成型，是一种将金属板材拉形成三维形状的工艺。
- 微深拉伸：一种从金属板材中形成深的三维形状的工艺。
- 微压印：用于在微小零件表面创建不同高度的精确三维形状。
- 微倒角：用于创建斜角边缘。
- 微缩颈：通常在微拉伸或微深拉之后，用于在微小零件的管状部分中产生V形特征。
- 微插槽：用于创建精确的微槽。
- 微切槽：用于在微型零件上创建精确的切口。
- 微切边：用于创建精确的切割边缘。
微冲压的材料
微冲压在很大程度上依赖于选择适当的材料以实现最佳效果。材料的选择对最终产品的质量、功能性、耐用性和美观性有显著影响。以下是微冲压中常用的一些材料及其独特特性：
常见金属材料：
- 铜：具有出色的电导率和热导率，常见类型包括C101、C102、C110和C122，广泛用于电子电路和连接器。铜具有良好的延展性，非常适合微型化，可用于复杂的微冲压。替代材料包括银（导电性更好但成本较高）和铝（重量较轻但导电性和热导率较差）。平均价格从中等到较高不等。镀锡、镀镍或镀银等表面处理可以进一步提高铜的特性，增加其耐腐蚀性，并在某些情况下改善其电导率和热导率，使其在苛刻应用中更加多功能。
- 铝：是一种轻质且耐腐蚀的材料，常见于1100系列（纯铝）、5052系列（铝镁合金）、6061系列（铝镁硅合金）、7075系列（铝锌合金）和2024系列（铝铜合金）。铝具有良好的散热性，适用于航空航天、汽车和电子外壳应用。铝非常适合微型化，可以形成精细特征和薄壁结构。可能的替代材料包括镁（更轻）和钛（更强但更昂贵）。平均价格为中等。
- 黄铜：黄铜是一种主要由铜和锌组成的合金，具有良好的可加工性和电导率，常见类型有C260和C360。它经常用于电子元件和装饰品，黄铜的微型化能力较高，适合复杂的形状。替代材料包括青铜（强度更高）和铜（导电性更好）。
- 青铜：青铜是一种主要由铜和锡组成的合金，以其高强度和耐腐蚀性著称，常见类型包括C932和C954。它适用于海洋应用和轴承。虽然青铜可以实现精密微型化，但在成型性和易加工性方面还有更好的替代材料。其他选择包括延展性更好的黄铜和具有更强耐腐蚀性的不锈钢。
- 不锈钢：以其卓越的耐腐蚀性和耐用性而著称，常见类型包括SUS 301、304、316和430。它非常适合医疗设备、食品加工设备和航空航天组件。不锈钢在微型化过程中具有中到高的精度，尽管由于其硬度加工难度较大。替代材料包括更轻但更昂贵的钛和更轻的铝。
微冲压的优缺点
微冲压系统的优点包括批量生产、复杂操作的能力以及通过压力成型减少人工成本、金属废料和二次加工的需求。微冲压工艺可以保持微型组件的完整性，减少了清理的需求，平整的无瑕表面非常适合电镀和涂层，增加了零件的耐用性。此外，微冲压还可以以较低的成本高效生产复杂的零件。然而，由于模具成本高和试生产成本，微冲压不适合小批量生产，这会大幅提高单个零件的成本，使其在经济上不可行。
微冲压的应用
Layana制造的微型冲压零件
微冲压在电子行业中尤为具有优势，随着微型化和高性能组件的需求不断增长，微冲压能够生产出非常小的金属零件，这些零件对于印刷电路板（PCB）的正常运行至关重要，例如连接器、端子和接触件。微冲压工艺可以保证一致的质量并最大限度减少材料浪费。该工艺非常高效，适合大规模生产，同时允许制造出使用传统冲压方法难以或无法实现的复杂几何形状。该技术不仅提高了电子设备的可靠性和性能，还促进了制造过程的成本效益和可持续性。以下列出了一些广泛使用微冲压技术的行业：
- 航空航天
- 汽车
- 电子
- 生物技术
- 医疗
- 光学
- 电力电子
- 其他领域
案例研究：用于PCB组件制造的微冲压
以下是一些使用微冲压技术制造并用于PCB安装的零件示例：
- EMI/RFI屏蔽元件：这些组件可以保护电子设备免受电磁干扰（EMI）和射频干扰（RFI）的影响，这些干扰会影响设备的性能。
- PCB接触件：这是PCB上的金属连接器，用于与其他组件或电路板进行连接和通信。
- PCB连接器和互连器：这些设备用于将PCB上的电路部分连接在一起，形成可靠的连接。
- PCB微型弹簧：这些小型弹簧用于在PCB组件中提供机械运动或电气连接。
- PCB分流器：PCB中的分流器用于使电流绕过电路中的某个点，通常用于旁路或测试。
- PCB接地弹簧：这些弹簧确保良好的接地连接，这对于电路的安全和正确运行至关重要。
- PCB支架和支撑件：这些结构组件用于固定其他部件，确保结构完整性并抵抗机械应力。
- PCB引线框：用于在集成电路封装内传输信号或电力，是将硅芯片与外部电路连接的关键部件。
- 香蕉弹簧：主要用于PCB中的临时或可靠的电气连接，适用于测试、原型设计等应用。
- 电池接触件：这些组件为电池与设备之间提供电气连接，确保电路的电源供应。
- 固定帽：用于固定或保持其他组件，防止它们因振动或其他机械力而移动或松动。
- 用于PCB安装的接地套管：为安装在PCB上的组件提供屏蔽和接地，减少电子噪声和干扰。
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结论
随着技术的进步，消费电子产品的设计越来越注重便携性和轻量化。智能手机、平板电脑和存储设备等产品高度依赖微型零件，并需要大规模生产。因此，微冲压已经成为制造业的核心技术。随着“尺寸效应”强调了生产微型零件与传统大零件的差异，推动了微冲压技术的进步，以满足这些更小、更复杂零件日益增长的需求。