¿Qué es el microestampado?
Piezas microestampadas por Layana
El microestampado, también conocido como estampado de precisión, microestampado de precisión, estampado en miniatura o microformado, se refiere a la producción de piezas en miniatura con características microscópicas. Este proceso de microestampado es una forma especializada de estampado de metal que opera a escala microscópica, con operaciones reducidas. A diferencia del estampado tradicional de metal, que maneja componentes más grandes, el microestampado está diseñado para trabajar con materiales delicados a escala microscópica, creando piezas que se miden en milímetros o incluso micrómetros.
Tipos de troqueles de microestampado
Los troqueles de microestampado se clasifican en tres categorías principales: troqueles simples, troqueles progresivos/troqueles compuestos y troqueles de corte fino.
- Troqueles simples: Los troqueles simples están diseñados para realizar solo una operación específica y se dividen en las siguientes subcategorías.
- Troqueles de micropunzonado: Estos troqueles, también llamados troqueles de microperforación, se utilizan para crear agujeros precisos en láminas o tiras de metal.
- Troqueles de microcorte: Estos troqueles realizan operaciones de microcorte (cortan formas o perfiles específicos de láminas o tiras de metal).
- Troqueles de microformado: Estos troqueles se utilizan para el formado de precisión de piezas micro utilizando técnicas como el microdoblado (también llamado micro-doblado) y el microestirado (micro-estirado), o incluso operaciones de microestampado profundo (micro embutido).
- Otros troqueles: Otros troqueles simples de microestampado para realizar operaciones más específicas.
- Troqueles progresivos de microestampado y troqueles compuestos: Los troqueles progresivos y compuestos (o troqueles combinados) están diseñados para realizar múltiples operaciones dentro de un solo troquel, lo que hace que este enfoque sea más rentable que los troqueles de operación única. Los troqueles progresivos son un tipo de herramienta utilizada para el estampado de alta complejidad, donde una tira de material se alimenta en una prensa de estampado y se mueve continuamente a través de varias estaciones dentro de la herramienta.
- Microtroquelado fino: El troquelado fino, tambien llamado corte fino, es una técnica de estampado de piezas de alta precisión que realiza con precisión el corte para eliminar el proceso secundario formando un corte suave. Debido al tamaño reducido de los componentes en miniatura, la técnica de corte fino puede ser una gran solución para evitar problemas durante el procesamiento secundario debido al manejo del material o al alto costo del equipo de precisión requerido para procesar piezas tan pequeñas.
La capacidad de personalización de microestampado de Layana
Con un equipo profesional de I+D con décadas de experiencia y conocimientos en microestampado, Layana fabrica varias piezas micro complejas más pequeñas de 10 mm con una precisión de ±0.01 mm, aprovechando nuestra capacidad de revestimiento y conocimientos metalúrgicos. Nos especializamos en el estampado de precisión de piezas metálicas en miniatura.
Layana tiene un equipo central de fabricantes de herramientas, algunos con 40 años de experiencia, desde matrices simples hasta matrices progresivas, y la mayoría de las herramientas se fabrican internamente.
|
Categoría |
Capacidad |
|---|---|
|
Tamaño máximo de una herramienta |
Hasta 2,500mm*1,000mm*550mm |
| Peso máximo de una herramienta | Hasta 1,200kg |
|
Rango de grosor del material |
0.02mm~6mm |
|
Rango de tolerancia |
Hasta ±0.01mm |
|
Productividad/mes |
10 juegos de matrices |
|
Tonnelaje de la máquina de estampado |
De 25 toneladas a 300 toneladas |
Las diferencias entre el microestampado y el estampado común
Microestampado, o microestampado de metal, fabrica piezas más precisas y pequeñas que el estampado tradicional de metal. La tecnología y los estándares de calidad para la fabricación de microcomponentes son significativamente superiores a los requeridos para el estampado de metal estándar. Los requisitos de fabricación de microcomponentes en cuanto a precisión y tolerancia también son mayores en este proceso de estampado de piezas pequeñas, dentro de 0.1 mm, y la pieza de trabajo es extremadamente delgada. Las capacidades de estampado de componentes en miniatura de Layana se enumeran a continuación:
|
El estampado de metal es un método de conformado de metal que utiliza prensas mecánicas y troqueles de estampado para convertir láminas metálicas planas (corte y otros procesos de conformado) en dimensiones, formas y funciones específicas. La capacidad de fabricación por pieza (rango de dimensiones, precisión capaz y características permitidas) variará según la complejidad del diseño.
¿Cuáles son los procesos del microestampado?
El primer paso del microestampado es el diseño y la fabricación del propio troquel de estampado. Las herramientas utilizadas para la fabricación de micropiezas realizarán diferentes operaciones (por ejemplo, corte, doblado, estirado, formado, etc.), que se llevarán a cabo de acuerdo con los requisitos de precisión del componente.
- Microtroquelado: Proceso de corte para cizallar la lámina de metal en un solo golpe de prensa.
- Micro punzonado: El proceso de crear pequeños agujeros o hendiduras.
- Micro doblado: Un proceso de fabricación que produce formas en V, U, Z, etc.
- Micro embutición: También conocido como estirado, es un proceso que da forma a una lámina de metal en una forma tridimensional.
- Micro embutición profunda: Un proceso que forma una figura profunda y tridimensional a partir de una lámina de metal.
- Micro acuñado: Utilizado para crear formas tridimensionales precisas con diferentes niveles de altura en la superficie de piezas micro.
- Micro achaflanado: Usado para crear bordes biselados.
- Micro swaging: Utilizado para generar una característica en forma de V en una sección tubular, generalmente después de los procesos de micro embutición o micro embutición profunda.
- Micro reducción: Utilizado para reducir el diámetro de una sección en una característica tubular de una pieza micro.
- Micro ranurado: Usado para crear ranuras micro precisas.
- Micro entallado: Usado para crear entalladuras precisas en piezas micro.
- Micro lancing: Usado para crear lengüetas o pestañas precisas en un componente en miniatura.
- Otros
Los materiales del microestampado
El microestampado depende en gran medida de la selección de materiales adecuados para lograr resultados óptimos. La elección del material puede afectar significativamente la calidad, funcionalidad y durabilidad, así como la estética del producto final. Estos son algunos de los materiales comúnmente utilizados en el microestampado y sus propiedades únicas:
Materiales metálicos comunes:
- Cobre: Se destaca por su conductividad eléctrica y térmica, con tipos como C101, C102, C110 y C122 ampliamente utilizados en circuitos electrónicos y conectores. El cobre es dúctil y adecuado para la miniaturización, lo que permite un microestampado intrincado. Las alternativas incluyen la plata para una mejor conductividad a mayor costo y el aluminio para una opción más ligera, pero con peor conductividad eléctrica y térmica. El precio promedio varía de medio a alto. Los revestimientos, como el estaño, el níquel o la plata, pueden mejorar las propiedades del cobre al aumentar la resistencia a la corrosión y, en algunos casos, mejorar la conductividad eléctrica y térmica, lo que lo hace aún más versátil en aplicaciones exigentes.
- Aluminio: Es un material ligero y resistente a la corrosión, comúnmente disponible en series como 1100 (aluminio puro), 5052 (aleación de aluminio y magnesio), 6061 (aleación de aluminio, magnesio y silicio), 7075 (aleación de aluminio y zinc) y 2024 (aleación de aluminio y cobre). Ofrece una buena disipación de calor y es ideal para aplicaciones en la industria aeroespacial, automotriz y carcasas electrónicas. El aluminio es altamente adecuado para la miniaturización, permitiendo características finas y paredes delgadas. Las alternativas potenciales incluyen el magnesio, que es más liviano, y el titanio, que es más fuerte pero más costoso. El precio promedio es medio.
- Latón: Es una aleación compuesta principalmente de cobre y zinc, y ofrece una buena capacidad de mecanizado y conductividad eléctrica, típicamente disponible en tipos como C260 y C360. A menudo se usa en componentes eléctricos y artículos decorativos, con una alta facilidad para la miniaturización, lo que lo hace adecuado para formas complejas. Las alternativas incluyen el bronce para una mayor resistencia y el cobre para una mejor conductividad.
- Bronce: Es una aleación compuesta principalmente de cobre y estaño, conocida por su alta resistencia y resistencia a la corrosión, con tipos comunes como C932 y C954. Es adecuado para aplicaciones marinas y cojinetes. Si bien el bronce se puede miniaturizar con precisión, existen mejores alternativas en términos de formabilidad y facilidad de uso. Las otras opciones son el latón, que es más dúctil, y el acero inoxidable, que proporciona más resistencia a la corrosión.
- Acero inoxidable: Se valora por su excelente resistencia a la corrosión y durabilidad, con tipos comunes como SUS 301, 304, 316 y 430. Es ideal para dispositivos médicos, equipos de procesamiento de alimentos y componentes aeroespaciales. El acero inoxidable permite una precisión moderada a alta en la miniaturización, aunque puede ser difícil debido a su dureza. Las alternativas incluyen el titanio, que es más liviano pero más caro, y el aluminio, que es más liviano.
Los pros y contras del microestampado
Las ventajas de un sistema de microestampado automatizado incluyen la producción en masa, la capacidad para operaciones complejas y la formación por presión, lo que reduce los costos de mano de obra, los desechos metálicos y la necesidad de un proceso de acabado secundario. El proceso de microestampado de precisión deja los componentes microscópicos intactos, eliminando la necesidad de limpieza, y la superficie plana sin defectos es ideal para el recubrimiento o galvanoplastia, lo que aumenta la durabilidad de las piezas. El microestampado también permite la producción rentable de piezas complejas en grandes cantidades. Sin embargo, el microestampado no es adecuado para la producción en pequeñas cantidades debido a los costos de los troqueles y los costos de la producción de prueba, lo que aumenta considerablemente el precio por unidad y lo hace económicamente inviable.
Las aplicaciones del microestampado
Piezas microestampadas por Layana
El microestampado es particularmente ventajoso para la industria electrónica, donde la demanda de miniaturización y componentes de alto rendimiento está en constante aumento. Al emplear el microestampado, podemos producir pequeñas piezas metálicas esenciales para el funcionamiento de las PCB, como conectores, terminales y contactos, con calidad consistente y mínimo desperdicio de material. El proceso es altamente eficiente, lo que lo hace adecuado para grandes tiradas de producción. También permite la fabricación de geometrías complejas que serían difíciles o imposibles de lograr con métodos de estampado tradicionales. Esta tecnología no solo mejora la fiabilidad y el rendimiento de los dispositivos electrónicos, sino que también contribuye a la rentabilidad y sostenibilidad en la fabricación. A continuación se muestra una lista de industrias donde se utiliza ampliamente el microestampado:
- Aeroespacial
- Automotriz
- Electrónica
- Biotecnología
- Medicina
- Óptica
- Electrónica de potencia
- Otros campos
Estudio de caso: Microestampado para la fabricación de componentes de PCB
A continuación, se presentan algunos ejemplos de piezas que se utilizan en montajes de PCB que pueden fabricarse mediante microestampado:
- Elementos de blindaje EMI/RFI: Estos componentes protegen los dispositivos electrónicos de las interferencias electromagnéticas (EMI) y de radiofrecuencia (RFI), y afectan el rendimiento del dispositivo.
- Contactos de PCB: Son conectores metálicos en una PCB que permiten la conexión y comunicación con otros componentes o placas.
- Conectores e interconectores de PCB: Dispositivos que unen secciones de circuitos en las PCBs, cruciales para formar conexiones fiables.
- Muelles miniatura para PCB: Pequeños resortes que se utilizan para proporcionar movimientos mecánicos o conexiones eléctricas dentro de los ensamblajes de PCB.
- Shunts de PCB: Los shunts en las PCBs se utilizan para permitir que la corriente pase alrededor de otro punto en el circuito, a menudo utilizados para derivación o pruebas.
- Muelles de tierra para PCB: Estos muelles aseguran una buena conexión a tierra, lo cual es fundamental para el funcionamiento seguro y adecuado del circuito.
- Soportes y fijaciones de PCB: Estos componentes estructurales mantienen otras partes en su lugar, proporcionando integridad estructural y resistencia al estrés mecánico.
- Frames de conexión para PCB: Utilizados para transportar señales o energía dentro del empaquetado de circuitos integrados, esenciales para conectar el chip de silicio con circuitos externos.
- Resortes Tipo banana: Usados principalmente en PCBs para realizar conexiones eléctricas temporales o fiables en pruebas, prototipos y otras aplicaciones.
- Contactos de batería: Estos componentes proporcionan una conexión eléctrica entre la batería y el dispositivo, garantizando el suministro de energía al circuito.
- Tapas de retención: Se utilizan para asegurar o sujetar otros componentes en su lugar, evitando que se muevan o se aflojen debido a vibraciones u otras fuerzas mecánicas.
-
|
|
 |
Conclusión
A medida que avanza la tecnología, el diseño de productos electrónicos de consumo se centra cada vez más en la portabilidad y el peso ligero. Productos como teléfonos inteligentes, tabletas y unidades de memoria dependen en gran medida de piezas micro y requieren producción a gran escala. Como resultado, el microestampado se ha convertido en un enfoque central en la fabricación. El "efecto de tamaño", que enfatiza las diferencias entre la producción de microcomponentes y las piezas tradicionales más grandes, ha resaltado aún más la importancia de avanzar en las técnicas de microestampado para satisfacer la creciente demanda de estas piezas pequeñas e intrincadas.