什麼是微衝壓？
Layana製造的微型衝壓零件
微衝壓（Microstamping），也稱為精密衝壓、微精密衝壓、微型衝壓或微成型，指的是生產具有微型特徵的微小零件。該微衝壓過程是一種專門的金屬衝壓技術，在微觀尺度上進行操作。與處理較大組件的傳統金屬衝壓不同，微衝壓專為處理微小、精細的材料設計，所生產的零件尺寸可精確到毫米甚至微米。
微衝壓模具的類型
微衝壓模具主要分為三類：單一模具、連續模具/複合模具和精密下料模具。
- 單一模具：單一模具僅設計用於執行一個特定操作，分為以下幾個子類別。
- 微衝孔模具：這些模具也被稱為微穿孔模具，用於在金屬片或條帶上打出精確的孔洞。
- 微衝裁模具：這些模具執行微衝裁操作（從金屬片或條帶上切出特定的形狀或輪廓）。
- 微成型模具：這些模具用於精密成型微小零件，使用的技術包括微彎曲（又稱微彎曲）和微拉伸，甚至是微深拉操作（微杯形成型）。
- 其他模具：其他簡單的微衝壓模具用於執行更具體的操作。
- 微型連續模具和複合模具：連續模具和複合模具（或組合模具）旨在在一個模具內執行多項操作，比單一操作的模具更加經濟。連續模具是一種用於高複雜度衝壓的模具工具，材料條帶被送入衝壓機，並在工具內部的各個工位之間連續移動。
- 微精密下料：精密下料是一種高精度的衝壓技術，通過形成光滑的切割面，精確執行下料操作，避免二次加工。由於微型組件的尺寸較小，精密下料技術是避免二次加工中材料處理或昂貴的精密設備成本問題的理想解決方案。
Layana客製微衝壓能力
Layana有一支具數十年微衝壓經驗和專業知識的研發團隊，能夠製造各種複雜的微型零件，尺寸小於10毫米，精度可達±0.01毫米。透過我們的埋入射出技術和知識，我們專注於微型金屬衝壓的精密加工。
Layana 擁有一個核心模具製造團隊，其中一些成員擁有超過 40 年的經驗，從簡單模具到連續模具，大多數模具均在廠內製造。
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類別 |
模具能力 |
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模具的最大尺寸 |
最大至 2500mm*1000mm*550mm |
| 模具的最大重量 | 最大至 1200kg |
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材料厚度範圍 |
0.02mm~6mm |
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公差範圍 |
最大至 ±0.01mm |
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每月生產量 |
10 套模具/月 |
| 沖壓機噸位 |
從 25～300 噸 |
微衝壓與傳統衝壓的區別
微衝壓，也稱為微金屬衝壓，能夠製造比傳統金屬衝壓更加精確和小巧的零件。微零件製造的技術和品質標準顯著高於傳統金屬衝壓所需的標準。微小零件衝壓過程中的精度和公差要求也更高，精度在0.1毫米之內，並且材料工件非常薄。以下列出的是Layana的微型組件衝壓能力：
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金屬衝壓是一種金屬成型方法，使用機械衝壓機和衝壓模具將平坦的金屬板材（裁剪和其他成型工藝）轉換為指定的尺寸、形狀和功能。每個零件的可製造性（尺寸範圍、可實現的精度和允許的特徵）會根據設計的複雜程度而有所不同。
微衝壓的流程
微衝壓的第一步是模具的設計和製造。用於製造微小零件的模具將執行不同的操作（例如裁剪、彎曲、拉伸、成型等），這些操作根據組件的精度要求進行。
- 微裁剪：通過一次衝壓行程剪切金屬板材的切割過程。
- 微穿孔：用於創建小孔或凹痕的過程。
- 微彎曲：生產V形、U形、Z形等的製造過程。
- 微拉伸：也稱為延展成型，是一種將金屬板材拉形成三維形狀的工藝。
- 微深拉伸：一種從金屬板材中形成深的三維形狀的工藝。
- 微壓印：用於在微小零件表面創建不同高度的精確三維形狀。
- 微倒角：用於創建斜角邊緣。
- 微縮頸：通常在微拉伸或微深拉之後，用於在微小零件的管狀部分中產生V形特徵。
- 微插槽：用於創建精確的微槽。
- 微切槽：用於在微型零件上創建精確的切口。
- 微切邊：用於創建精確的切割邊緣。
微衝壓的材料
微衝壓在很大程度上依賴於選擇適當的材料以實現最佳效果。材料的選擇對最終產品的品質、功能性、耐用性和美觀性有顯著影響。以下是微衝壓中常用的一些材料及其獨特特性：
常見金屬材料：
- 銅：具有出色的電導率和熱導率，常見類型包括C101、C102、C110和C122，廣泛用於電子電路和連接器。銅具有良好的延展性，非常適合微型化，可用於複雜的微衝壓。替代材料包括銀（導電性更好但成本較高）和鋁（重量較輕但導電性和熱導率較差）。平均價格從中等到較高不等。鍍錫、鍍鎳或鍍銀等表面處理可以進一步提高銅的特性，增加其耐腐蝕性，並在某些情況下改善其電導率和熱導率，使其在苛刻應用中更加多功能。
- 鋁：是一種輕質且耐腐蝕的材料，常見於1100系列（純鋁）、5052系列（鋁鎂合金）、6061系列（鋁鎂矽合金）、7075系列（鋁鋅合金）和2024系列（鋁銅合金）。鋁具有良好的散熱性，適用於航空航天、汽車和電子外殼應用。鋁非常適合微型化，可以形成精細特徵和薄壁結構。可能的替代材料包括鎂（更輕）和鈦（更強但更昂貴）。平均價格為中等。
- 黃銅：黃銅是一種主要由銅和鋅組成的合金，具有良好的可加工性和電導率，常見類型有C260和C360。它經常用於電子元件和裝飾品，黃銅的微型化能力較高，適合複雜的形狀。替代材料包括青銅（強度更高）和銅（導電性更好）。
- 青銅：青銅是一種主要由銅和錫組成的合金，以其高強度和耐腐蝕性著稱，常見類型包括C932和C954。它適用於海洋應用和軸承。雖然青銅可以實現精密微型化，但在成型性和易加工性方面還有更好的替代材料。其他選擇包括延展性更好的黃銅和具有更強耐腐蝕性的鋼。
- 不銹鋼：以其卓越的耐腐蝕性和耐用性而著稱，常見類型包括SUS 301、304、316和430。它非常適合醫療設備、食品加工設備和航空航天組件。不銹鋼在微型化過程中具有中到高的精度，儘管由於其硬度加工難度較大。替代材料包括更輕但更昂貴的鈦和更輕的鋁。
微衝壓的優缺點
微衝壓系統的優點包括批量生產、複雜操作的能力以及通過壓力成型減少人工成本、金屬廢料和二次加工的需求。微衝壓工藝可以保持微型組件的完整性，減少了清理的需求，平整的無瑕表面非常適合電鍍和塗層，增加了零件的耐用性。此外，微衝壓還可以以較低的成本高效生產複雜的零件。然而，由於模具成本高和試生產成本，微衝壓不適合小批量生產，這會大幅提高單個零件的成本，使其在經濟上不可行。
微衝壓的應用
Layana製造的微型衝壓零件
微衝壓在電子行業中尤為具有優勢，隨著微型化和高性能組件的需求不斷增長，微衝壓能夠生產出非常小的金屬零件，這些零件對於印刷電路板（PCB）的正常運行至關重要，例如連接器、端子和接觸件。微衝壓工藝可以保證一致的品質並最大限度減少材料浪費。該工藝非常高效，適合大規模生產，同時允許製造出使用傳統衝壓方法難以或無法實現的複雜幾何形狀。該技術不僅提高了電子設備的可靠性和性能，還促進了製造過程的成本效益和可持續性。以下列出了一些廣泛使用微衝壓技術的行業：
- 航空航天
- 汽車
- 電子
- 生物技術
- 醫療
- 光學
- 電力電子
- 其他領域
案例研究：用於PCB組件製造的微衝壓
以下是一些使用微衝壓技術製造並用於PCB組裝的範例：
- EMI/RFI屏蔽元件：這些組件可以保護電子設備免受電磁干擾（EMI）和射頻干擾（RFI）的影響，這些干擾會影響設備的性能。
- PCB接觸件：這是PCB上的金屬連接器，用於與其他組件或電路板進行連接和通信。
- PCB連接器和互連器：這些設備用於將PCB上的電路部分連接在一起，形成可靠的連接。
- PCB微型彈簧：這些小型彈簧用於在PCB組件中提供機械運動或電氣連接。
- PCB分流器：PCB中的分流器用於使電流繞過電路中的某個點，通常用於旁路或測試。
- PCB接地彈簧：這些彈簧確保良好的接地連接，這對於電路的安全和正確運行至關重要。
- PCB支架和支撐件：這些結構組件用於固定其他部件，確保結構完整性並抵抗機械應力。
- PCB引線框：用於在集成電路封裝內傳輸信號或電力，是將矽芯片與外部電路連接的關鍵部件。
- 香蕉彈簧：主要用於PCB中的臨時或可靠的電氣連接，適用於測試、原型設計等應用。
- 電池接觸件：這些組件為電池與設備之間提供電氣連接，確保電路的電源供應。
- 固定帽：用於固定或保持其他組件，防止它們因振動或其他機械力而移動或鬆動。
- 用於PCB安裝的接地套管：為安裝在PCB上的組件提供屏蔽和接地，減少電子噪聲和干擾。
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結論
隨著技術的進步，消費電子產品的設計越來越注重便攜性和輕量化。智慧型手機、平板電腦和儲存設備等產品高度依賴微型零件，並需要大規模生產。因此，微衝壓已經成為製造業的核心技術。隨著“尺寸效應”強調了生產微型零件與傳統大零件的差異，推動了微衝壓技術的進步，以滿足這些更小、更複雜零件日益增長的需求。