Troquel progresivo - El nivel avanzado del estampado de metales

¿Qué es el estampado con troquel progresivo?

El estampado de troquel progresivo es uno de los métodos del proceso de estampado de metales donde, mediante golpes de prensa de estampado, una tira plana de una bobina de acero se transforma en piezas complejas. Las tiras planas, a través de un sistema de alimentación automática, pasan por una serie de estaciones dentro de una única herramienta llamada troquel progresivo. Cada estación realiza una operación específica, como corte, chaflanado, perforación, doblado, redondeado o incluso embutido, dando forma progresiva al metal hasta obtener la forma deseada o la característica requerida. El estampado de troquel progresivo es altamente eficiente para la producción en masa, dada su capacidad para realizar múltiples operaciones en un solo proceso, reduciendo exponencialmente el tiempo y los costos de producción.

 

 

 

¿Qué es un troquel progresivo?

Un troquel progresivo es una herramienta compleja de múltiples estaciones utilizada en el estampado con troquel progresivo. Está diseñado para transformar una tira de metal plana en piezas intrincadas. A medida que la tira se alimenta en la prensa de estampado, se mueve continuamente a través de varias estaciones de la herramienta. Normalmente, cada estación realiza una operación distinta, como troquelado, biselado, perforado, doblado, redondeado o incluso embutido profundo. Con cada golpe de prensa, se realizan múltiples operaciones simultáneamente, haciendo que el troquel progresivo sea altamente eficiente. Este proceso es análogo a una línea de montaje, donde cada estación se centra en una sola tarea, pero en conjunto, transforman la tira en un producto terminado, mejorando la eficiencia general.

 

 

¿Cuál es la diferencia entre un troquel progresivo y otros troqueles de estampado de metales?

1. Un troquel simple tiene solo una estación y realiza una sola operación por golpe, como corte, doblado o perforado, convirtiéndolo en una herramienta de un solo propósito. 

2. Los troqueles simples son adecuados para piezas de baja complejidad. Si bien se pueden usar varios troqueles simples de manera secuencial para dar forma a una pieza, usar demasiados puede reducir significativamente la eficiencia. 

3. Se recomienda el uso de troqueles simples para producción en bajo volumen y son particularmente efectivos para diseños sencillos. Generalmente son menos costosos y más fáciles de fabricar en comparación con troqueles compuestos o de múltiples estaciones.

Un troquel progresivo se destaca de un troquel simple en varios aspectos clave: 

1. Incorpora múltiples estaciones, cada una diseñada para realizar operaciones distintas. Esta configuración permite la producción de piezas más complejas con alta precisión y eficiencia. En contraste, los troqueles simples ejecutan una sola operación por golpe de prensa. Sin embargo, los troqueles progresivos pueden realizar múltiples operaciones simultáneamente durante cada golpe, facilitadas por un sistema avanzado de alimentación de material.

2. El estampado con troquel progresivo es particularmente ventajoso para proyectos que involucran diseños complejos y requieren grandes cantidades o producción en masa.

 

 

 

¿Cuál es la diferencia entre troqueles progresivos y troqueles compuestos?

1. Un troquel compuesto tiene solo una estación pero realiza múltiples operaciones de corte. Si este troquel también incluye otras operaciones como doblado, embutido y biselado en una sola estación, se le llama troquel combinado. A pesar de ser una herramienta de propósito múltiple, su aplicación es bastante limitada debido al número restringido de operaciones que puede realizar, lo que hace que el estampado progresivo sea generalmente más eficiente para la mayoría de los diseños.
2. Se utiliza típicamente para producir piezas planas de baja complejidad, como arandelas.
3. Requiere una alta fuerza de punzonado para operar.
4. Mantiene una alta tasa de producción.

Un troquel progresivo difiere de un troquel compuesto en los siguientes aspectos:

1. Consiste en múltiples estaciones, cada una realizando diferentes operaciones durante el mismo golpe, logrando una eficiencia de producción similar a los troqueles compuestos pero con ventajas como tiempos de prueba y configuración de herramientas más cortos, así como menores requisitos de mantenimiento y reparación. 

2. Los troqueles progresivos pueden crear formas más complejas debido a las numerosas estaciones y operaciones que se pueden incorporar dentro de la misma herramienta. 

3. Generalmente, los troqueles progresivos operan más rápido que los troqueles compuestos al reducir los costos de manipulación de materiales, lo que los hace más adecuados para la producción en masa. 

4. Las operaciones en un troquel progresivo se llevan a cabo en diferentes estaciones; por ejemplo, mientras que un troquel compuesto puede realizar el troquelado y el perforado en una estación, un troquel progresivo manejaría estas tareas en estaciones separadas, mejorando tanto la eficiencia como la calidad del producto final.

 

¿Cuál es la diferencia entre troqueles progresivos y troqueles de transferencia?

Los troqueles de transferencia comparten similitudes con los troqueles progresivos pero se diferencian en varios aspectos: 

1. Los troqueles de transferencia son herramientas de estampado de múltiples etapas; sin embargo, a diferencia de los troqueles progresivos donde una pieza avanza progresivamente a través de una serie de estaciones mientras permanece conectada a una tira, en los troqueles de transferencia, la pieza (o el troquel) se mueve de una estación a otra entre cada golpe. 
2. Estos troqueles soportan diseños intrincados y son particularmente adecuados para operaciones de embutido profundo. 
3. Requieren un mecanismo complejo de transferencia y elevación para funcionar, lo que puede complicar su diseño.

Por otro lado, los troqueles progresivos se diferencian de los troqueles de transferencia en estas áreas críticas: 

1. En los troqueles progresivos, la pieza permanece unida a una tira hasta la operación final, mientras que en los troqueles de transferencia, el troquel se corta durante la primera operación. Esta diferencia puede llevar a más material de desecho en los troqueles progresivos debido al espacio necesario para la tira, pero también permite operaciones más rápidas con menos movimiento requerido entre los golpes. 
2. Los troqueles progresivos tienen algunas limitaciones con las operaciones de embutido profundo, que los troqueles de transferencia pueden acomodar mejor, ya que permiten embutidos extensos dependiendo de los límites del material en bruto. El equipo de ingeniería de Layana está disponible para ayudar a determinar si un troquel progresivo o un troquel de transferencia sería más efectivo para sus necesidades de producción en masa.

 

 

¿Es el troquel progresivo la opción adecuada para su proyecto? ¡Exploremos juntos!

En Layana Company, un fabricante líder certificado en IATF 16949, ISO 50001 e ISO 14064 y con sede en Taiwán, aportamos más de cuatro décadas de experiencia. Nuestra experiencia en el diseño, desarrollo e integración de troqueles progresivos en la producción en masa asegura que ofrecemos servicios de estampado de alta calidad, seguros y personalizados a los principales fabricantes OEM globales.

 

¿Por qué elegir Layana?

1. Nuestros servicios integrales, que incluyen estampado, inyección de plástico (con moldeo por inserción) y ensamblaje, nos posicionan como un colaborador clave para sus proyectos más desafiantes. Con Layana, tiene acceso a un sistema de gestión de calidad integrado que cumple con los más altos estándares de la industria, ofreciendo gestión de calidad total en todas las etapas de fabricación.
2. Excelencia en ingeniería y compromiso ESG: Nuestro equipo de ingeniería capacitado está listo para ayudarle a diseñar y desarrollar troqueles progresivos que no solo cumplan, sino que superen las demandas de su proyecto. Nos centramos en maximizar la eficiencia de producción, asegurando el éxito de su proyecto. Al asociarse con Layana, también avanza en sus objetivos de Gobernanza Ambiental, Social y Corporativa (ESG). Nuestra certificación de Fábrica Verde es un testimonio de nuestro compromiso con procesos de fabricación sostenibles, éticos y responsables con el medio ambiente.

 

 

Comparación entre troqueles de estampado: Simple vs. Compuesto vs. Progresivo vs. Transferencia

 

 

Capacidades de troquelado progresivo de Layana

 

  

¿Cuáles son las ventajas de los troqueles progresivos?

• Aumento de la eficiencia: Los troqueles progresivos sobresalen en su capacidad para realizar múltiples operaciones en un solo paso a través de la prensa. Esta capacidad de multitarea acelera significativamente la producción, permitiendo la fabricación de miles de piezas por hora. Esta eficiencia es crítica en entornos de producción de alto volumen donde el tiempo y la velocidad son esenciales.

• Rentabilidad: Aunque el costo inicial de configuración de los troqueles progresivos puede ser mayor, los ahorros a largo plazo son sustanciales. La naturaleza continua del proceso reduce los costos laborales y aumenta el rendimiento, lo que lo convierte en una solución rentable para grandes tiradas. Además, la precisión de los troqueles progresivos minimiza el desperdicio de material, reduciendo aún más los costos.

• Mayor precisión y consistencia: Los troqueles progresivos son conocidos por su capacidad para producir piezas con alta precisión y uniformidad. Cada estación dentro del troquel está diseñada para realizar una operación específica de manera precisa, asegurando que cada pieza producida sea consistente con la siguiente. Esto es particularmente ventajoso para industrias que requieren tolerancias estrictas y altos estándares de calidad, como la automotriz y la aeroespacial.

• Reducción de los requisitos de mano de obra: Dado que el proceso de estampado con troquel progresivo está altamente automatizado, se requieren menos operadores. Esto no solo reduce los costos laborales, sino que también disminuye el potencial de error humano, mejorando la calidad general de la producción.

• Versatilidad: Los troqueles progresivos pueden manejar una variedad de materiales y pueden diseñarse para realizar una amplia gama de operaciones, desde corte y perforado hasta doblado y acuñado. Esta versatilidad los hace adecuados para producir componentes complejos utilizados en diversas industrias.

• Escalabilidad: Los troqueles progresivos son escalables para satisfacer las crecientes demandas de producción. Una vez que el troquel está diseñado y creado, aumentar la producción es cuestión de hacer funcionar el troquel por períodos más largos, lo que facilita responder a una mayor demanda sin costos adicionales significativos.

• Mayor seguridad: La naturaleza automatizada del estampado con troquel progresivo reduce las posibilidades de lesiones del operador, lo cual es especialmente importante en entornos de producción de alta velocidad. Las máquinas están diseñadas teniendo en cuenta la seguridad, limitando la interacción del operador con la prensa durante la operación.

• Longevidad: Los troqueles progresivos están construidos para durar. Con el mantenimiento adecuado, pueden operar durante millones de ciclos, lo que los convierte en una inversión duradera para un uso continuo y a largo plazo.

 

¿Cuáles son las desventajas de los troqueles progresivos?

• No es adecuado para cantidades bajas: Los troqueles progresivos requieren un alto costo de diseño, desarrollo y fabricación de herramientas, que se amortizan fácilmente para grandes cantidades, pero para cantidades muy bajas se pueden considerar otros métodos de conformado de metales.

• No es adecuado para todos los diseños: Si las piezas no se pueden formar a partir de láminas metálicas, porque la pieza es demasiado grande, demasiado gruesa, tiene entrantes, ángulos muy agudos y curvas cerradas, u otras características internas, el estampado no podrá lograrlas. Se pueden considerar otros métodos de conformado de metales como el mecanizado CNC, fundición, forjado, laminado o extrusión. Los ingenieros de Layana pueden ayudar a evaluar la capacidad de fabricación de su diseño y proponer la mejor solución para usted.

   

• No es adecuado para el desarrollo de prototipos: dado el costo inicial de las herramientas y los requisitos de diseño y fabricación de troqueles, se pueden considerar métodos de conformado suplementarios para hacer prototipos, como la impresión 3D o el mecanizado CNC.

   

• Requisitos de resistencia: para algunas aplicaciones donde se requiere una resistencia excepcional, se pueden requerir otros métodos de conformado que impliquen el refuerzo de la estructura del grano, como el forjado.

   

• No es adecuado para diseños con algunos requisitos específicos de embutido profundo: aunque los troqueles progresivos permiten el embutido profundo, para algunos diseños o si el embutido es demasiado profundo, se pueden considerar los troqueles de transferencia.

• La complejidad del diseño y fabricación del troquel: Los troqueles progresivos son muy complejos y requieren un equipo de ingeniería profesional y dedicado con muchos años de experiencia. Layana Company cuenta con un equipo de ingenieros con décadas de experiencia en el diseño y fabricación de troqueles progresivos.

 

Elementos requeridos para el estampado con troquel progresivo

Para producir piezas a través del estampado con troquel progresivo, se requieren varios componentes críticos:

 

• Un troquel progresivo: Diseñar y producir troqueles progresivos de alta calidad, duraderos y confiables es una capacidad que no todas las empresas poseen. Sin embargo, Layana Company cuenta con décadas de experiencia en la fabricación de troqueles progresivos utilizados por fabricantes OEM de clase mundial en diversas industrias, incluidas la automotriz, electrónica, médica y aeroespacial.
• Una prensa de estampado: Layana cuenta con una gama de prensas de estampado con capacidades desde 25T hasta 300T. Estas prensas nos permiten ofrecer servicios de producción en masa de estampado de metales a una clientela global, utilizando principalmente troqueles progresivos que son diseñados y desarrollados internamente.
• Un sistema de alimentación: Este es un componente crucial en el estampado con troquel progresivo. El sistema de alimentación debe proporcionar un flujo de material suave y constante, asegurando una posición y velocidad precisas en las diferentes estaciones del troquel progresivo. Las características esenciales de este sistema incluyen:
  
    1.    Sistema de desenrollado y aplanado: Necesario para preparar el material en bruto para su entrada en el troquel progresivo, este sistema desenrolla y aplana la tira de metal.
    2.    Sistema de recolección: Ubicado al final de la línea de alimentación, este sistema recoge el material sobrante de la tira de metal después de la última operación de troquelado. El desecho recogido se puede rebobinar y reciclar.

• Material en bruto: Normalmente, el material en bruto utilizado en el estampado con troquel progresivo es una bobina de metal que se desenrolla, aplana y se introduce en la prensa de estampado. La elección del material es crítica y depende de los requisitos de diseño e ingeniería de la pieza, considerando factores como ductilidad, dureza, conductividad eléctrica y costo. Los materiales comunes incluyen acero inoxidable y al carbono, aleaciones ferrosas, aluminio, latón, bronce, cobre, cobre berilio y titanio.

• Operadores calificados: El estampado con troquel progresivo es una técnica sofisticada de conformado de metales que requiere operadores bien entrenados y experimentados. Estos profesionales son esenciales para minimizar el tiempo de inactividad, optimizar la eficiencia de producción, garantizar la calidad, mantener la seguridad y realizar el mantenimiento periódico. Layana Company asegura que todos los operadores estén altamente calificados, aportando años de experiencia en la industria y un compromiso con la mejora continua. Cabe destacar que Layana fue reconocida con la etiqueta de Fábrica Verde en 2022, lo que reafirma su compromiso con los más altos estándares éticos y condiciones de trabajo para sus operadores.

• Gestión de calidad: Un laboratorio de calidad dedicado y un departamento de aseguramiento de la calidad son cruciales para controlar la calidad de las piezas estampadas y garantizar el cumplimiento de los estrictos protocolos y estándares requeridos en industrias como la automotriz. Layana Company no solo ofrece servicios de diseño de herramientas y producción de estampado con troquel progresivo, sino que también implementa una gestión de calidad integral durante todo el proceso de fabricación, cumpliendo con los rigurosos estándares de las industrias electrónica y automotriz.

• Equipo de ingeniería profesional: El éxito en el estampado de metales depende significativamente de la calidad del equipo de ingeniería. Los ingenieros de Layana son expertos en el diseño de troqueles de alta calidad y precisión, integrando la tecnología más reciente y proporcionando soluciones para los desafíos que surgen durante las etapas de diseño, desarrollo y producción. Con cuatro décadas de experiencia, el equipo de ingeniería de Layana ha establecido una reputación por diseñar herramientas progresivas que cumplen con los estándares de clase mundial y logran una producción eficiente y sostenible para piezas utilizadas en las principales empresas OEM globales.

 

 

 

Proceso de estampado con troquel progresivo y componentes clave de un troquel progresivo

A continuación se presenta una descripción general del proceso y las operaciones esenciales involucradas en el estampado con troquel progresivo:

Sistema de alimentación y orificios piloto: El proceso comienza con el sistema de alimentación que entrega la tira de metal aplanada al troquel progresivo dentro de la prensa. La posición precisa de la tira es crucial para la precisión en las operaciones subsiguientes. Para lograr esto, se perforan inicialmente orificios piloto en la tira en la primera estación. Estos orificios guían la tira de manera precisa a través de las estaciones posteriores, asegurando que esté perfectamente alineada para cada golpe de la máquina.

Operaciones en el estampado con troquel progresivo:

1. Perforado o punzonado: Esto implica crear orificios en la tira de metal.
2. Troquelado: Este proceso corta piezas del material en bruto para dar forma a la pieza final.
3. Acuñado: Esta operación utiliza presión para crear superficies o características específicas en la pieza.
4. Biselado: Esto implica cortar los bordes de una pieza en un ángulo de 45 grados para eliminar bordes afilados de 90 grados.
5. Doblado: Este proceso transforma un material plano en una forma tridimensional.
6. Estampado: Esta técnica crea diseños en relieve o hundidos en la superficie del metal, a menudo con fines estéticos.
7. Estirado: Este es el proceso de estirar la lámina de metal en una cavidad en forma de U para formar la pieza.
8. Embutido profundo: Una forma especializada de estirado que se utiliza cuando la altura de la pieza es igual o mayor a la mitad de su diámetro.

 

Algunos de estos procesos se pueden observar en el siguiente diagrama, con una tira de metal resultante de diferentes operaciones de troquel progresivo:

 

 

Los troqueles progresivos se diferencian de otros troqueles de estampado de menor complejidad en el uso de módulos para aumentar la eficiencia en el diseño, el mantenimiento y la eficiencia de instalación, el nivel de complejidad debido a la naturaleza de múltiples estaciones, el uso de orificios piloto para alinear la tira de metal o la placa de despojo para que el desecho no se eleve con el troquel macho.

 

A continuación se muestra un diagrama con algunas de las diferentes partes que son comunes a la mayoría de los troqueles progresivos, pero tenga en cuenta que los componentes observados en un troquel pueden variar entre troqueles debido a su complejidad, las diferentes posibilidades de diseño, la posibilidad casi infinita de formas que se pueden crear, la naturaleza del proyecto, entre otros factores.

 

 

 

Las aplicaciones de los troqueles progresivos

Los troqueles progresivos permiten el estampado de una gran variedad de piezas y componentes que posteriormente se utilizarán como piezas terminadas, ensambladas en otros productos o integradas en plástico utilizando técnicas de moldeo por inserción de plástico, creando piezas más complejas. El estampado de metales, y específicamente el estampado con troquel progresivo, se utiliza ampliamente en las industrias automotriz, de bicicletas, aeroespacial, de equipos médicos, óptica, electrónica, e incluso se puede utilizar para fabricar productos de cubertería.

 

Productos como electrodomésticos o componentes electrónicos utilizan comúnmente componentes estampados progresivamente, como resortes, marcos de plomo, conectores, contactores, cubiertas, terminales de sensores, pines y contactos, jaulas o incluso puertos USB. Muchos componentes de las PCB también se fabrican utilizando estampado con troquel progresivo o microestampado.

 

Para la industria automotriz, además de los terminales y conectores mencionados anteriormente, y muchas veces insertados en plástico utilizando moldeo por inserción, una de las especialidades de Layana, muchos tipos de soportes, arandelas, espaciadores, placas, embragues, retenedores de válvulas, cubiertas protectoras, sujetadores, o incluso piezas decorativas y cosméticas se fabrican de manera masiva, segura y efectiva gracias a los troqueles progresivos.

 

Aparte de las industrias mencionadas, las posibilidades son casi infinitas y recientemente, hemos visto la incorporación de piezas estampadas progresivamente en nuevos productos como drones, paneles solares, cargadores de autos eléctricos, etc.