Le parti in lamiera stampata sono componenti metallici fondamentali ampiamente utilizzati nella moderna produzione industriale. Sono componenti metallici formati da lamiere sottili (6 mm o meno di spessore) mediante formatura plastica a freddo utilizzando apparecchiature a pressione e stampi di stampaggio specializzati. Rispetto alle tradizionali tecniche manuali di lavorazione della lamiera in piccoli-lotti come il taglio laser, la punzonatura CNC e la piegatura, le parti in lamiera stampata ottengono una formatura standardizzata tramite stampi, possedendo vantaggi fondamentali come elevata efficienza produttiva, buona consistenza del prodotto e idoneità alla produzione di massa. È il metodo di lavorazione principale per i componenti principali di molti settori, tra cui quello automobilistico, elettronico, degli elettrodomestici e delle nuove energie. Durante il processo di stampaggio lo spessore complessivo della lamiera rimane sostanzialmente costante; la modellatura strutturale si ottiene esclusivamente attraverso la separazione del materiale e la deformazione plastica, con conseguente bassa perdita di lavorazione complessiva e forte stabilità dei componenti.
Le fasi di lavorazione della lamiera stampata si dividono principalmente in due categorie: processi di separazione e processi di formatura. Questi due processi lavorano insieme per formare un sistema completo di formatura per stampaggio. Il processo di separazione, spesso chiamato anche processo di tranciatura, è fondamentale per tagliare e separare la lamiera, definendo con precisione il contorno del pezzo e la zona di scarto; è il processo fondamentale dello stampaggio. La tranciatura viene utilizzata per elaborare il contorno esterno complessivo della parte; la punzonatura può formare vari fori di assemblaggio e funzionali come fori rotondi, fori quadrati e fori di forma irregolare; i processi di rifilatura e rifilatura dei bordi vengono utilizzati per rimuovere bave e bordi in eccesso dopo la formatura; inoltre, i processi di intaglio e taglio della linguetta-possono elaborare strutture elastiche come accoppiamenti a scatto-e clip a molla con connessioni-del bordo sinistro per soddisfare i requisiti di collegamento dell'assieme delle parti.
Il processo di formatura si concentra sulla deformazione plastica della lamiera. Non taglia la materia prima ma modifica solo la forma della lamiera attraverso la forza esterna per creare una struttura tridimensionale. I processi di formatura comuni includono piegatura, imbutitura profonda, flangiatura e flangiatura, nervatura e goffratura, laminazione e modellatura dei bordi. La piegatura viene utilizzata principalmente per realizzare strutture convenzionali come staffe ad angolo retto-e gusci piegati di apparecchiature; l'imbutitura profonda può trasformare lamiere piatte in componenti tridimensionali chiusi-come cilindri, gusci e gusci di batterie; la flangiatura e la flangiatura possono formare strutture di assemblaggio come pilastri a vite e bordi verticali di assemblaggio; le nervature e la goffratura possono migliorare efficacemente la rigidità complessiva e la precisione di posizionamento dei componenti in lamiera sottile; inoltre, i processi di laminazione e livellamento dei bordi possono correggere il ritorno elastico della lamiera durante la lavorazione, ottimizzare la planarità delle parti e garantire la precisione del prodotto finito.
La qualità finita e gli scenari applicabili delle parti in lamiera stampata sono strettamente correlati alla scelta delle materie prime e nella produzione industriale è stato istituito un sistema maturo di selezione della lamiera. I fogli-laminati a freddo hanno un'eccellente plasticità e prestazioni a costi elevati. Tra queste, le lastre della serie da ST12 a ST14 sono adatte a diverse esigenze di formatura. Le lastre speciali per imbutitura profonda-ST14 sono particolarmente adatte per la lavorazione di imbutitura profonda di gusci complessi e sono ampiamente utilizzate in componenti convenzionali come telai e staffe hardware per elettrodomestici. Le lamiere zincate sono dotate di un rivestimento-antiruggine-incorporato, eliminando la necessità di un successivo trattamento di zincatura secondaria. Hanno una resistenza stabile alla corrosione e sono il materiale preferito per quadri elettrici e involucri di apparecchiature esterne. Le lamiere in acciaio inossidabile sono resistenti alla corrosione-, alle alte-temperature e hanno una resistenza strutturale stabile. Sono utilizzati principalmente in ferramenta per cucina e bagno, apparecchiature mediche, apparecchiature per la lavorazione degli alimenti e altri scenari con elevati requisiti di pulizia e resistenza alla corrosione. I fogli in lega di alluminio sono leggeri e hanno eccellenti prestazioni di schermatura conduttiva, che li rendono adatti alle esigenze di produzione leggera di nuove apparecchiature energetiche e gusci elettronici 3C. L'unico inconveniente è l'elevato ritorno elastico durante la lavorazione, che richiede una compensazione anticipata del processo. I fogli laminati a caldo-hanno un'elevata resistenza e sono relativamente spessi e vengono utilizzati principalmente per basi di apparecchiature e parti strutturali industriali con spessori da tre a sei millimetri. Prima della lavorazione, devono essere decapati per rimuovere le incrostazioni di ossido superficiale e garantire la qualità dello stampaggio. L'intero processo di produzione della lamiera stampata è standardizzato e strettamente integrato, formando un sistema di produzione di massa standardizzato. Il flusso complessivo del processo è il seguente: tranciatura e taglio dei fogli di materia prima, seguiti dalla lavorazione dei contorni come punzonatura e scantonatura, quindi processi di formatura come piegatura, imbutitura profonda e flangiatura in base alla struttura del prodotto. Dopo la formatura, la deformazione viene corretta attraverso la sagomatura e il livellamento, mentre la struttura della superficie viene ottimizzata attraverso la sbavatura. Le successive lavorazioni secondarie come maschiatura e rivettatura possono essere eseguite in base alle esigenze di assemblaggio. Infine, vengono applicati processi di trattamento superficiale appropriati e le parti vengono imballate e spedite dopo aver superato l'ispezione di precisione dimensionale. Per i prodotti standardizzati di grandi-volumi, la produzione industriale generalmente utilizza stampi progressivi continui, che possono completare tutti i processi di stampaggio all'interno di un unico stampo, raggiungendo velocità di produzione da decine a centinaia di pezzi al minuto, con conseguente efficienza estremamente elevata. Per lotti medio-piccoli e componenti personalizzati, vengono utilizzati stampi a operazione singola per la lavorazione passo passo, bilanciando flessibilità e costi di produzione.
Essendo un processo di produzione di massa tradizionale, lo stampaggio della lamiera presenta notevoli vantaggi globali. In primo luogo, vanta un'eccezionale efficienza produttiva, con un tempo di lavorazione di un singolo pezzo compreso tra 0,1 e 1 secondo, che lo rende adatto alla produzione industriale su larga scala. In secondo luogo, i prodotti mostrano precisione stabile e consistenza eccellente, con tolleranze per le parti stampate di precisione controllabili tra ±0,02 e 0,1 millimetri, soddisfacendo le esigenze di assemblaggio ad alta-precisione. Allo stesso tempo, l’utilizzo del materiale raggiunge oltre l’85%, con conseguente praticamente nessuno spreco rispetto alla lavorazione meccanica, mantenendo così sotto controllo i costi di produzione. Inoltre, il processo di stampaggio provoca un incrudimento della lamiera, migliorando di fatto la rigidità e la resistenza strutturale delle parti. Tuttavia, questo processo presenta anche alcune limitazioni. I costi iniziali di sviluppo e produzione dello stampo sono elevati, il che si traduce in una riduzione dei costi-per la produzione personalizzata in piccoli-lotti. Le modifiche iterative alle strutture del prodotto richiedono aggiustamenti o rilavorazioni dello stampo, con conseguenti costi di iterazione elevati. Inoltre, i componenti con superfici curve complesse-imbutiti in profondità sono soggetti a problemi di increspature e crepe, mentre il ritorno elastico derivante dalla lavorazione di lamiere speciali come alluminio e acciaio ad alta resistenza è difficile da eliminare completamente, richiedendo ulteriori processi di modellatura e compensazione. La progettazione del prodotto è soggetta ad alcune limitazioni tecnologiche.
Grazie alle sue eccellenti prestazioni globali, i particolari in lamiera stampata sono applicabili in tutti i settori industriali. L'industria automobilistica è la sua area di applicazione principale, con componenti chiave della carrozzeria e strutturali come portiere, cofani, supporti del telaio, telai dei sedili e alloggiamenti del pacco batteria, tutti realizzati utilizzando processi di stampaggio della lamiera. Nel settore dell'elettronica 3C, anche le piccole parti di precisione come chassis di computer, telai in lamiera di server, telai intermedi di telefoni cellulari, coperture di schermatura elettronica e molle di connettori fanno molto affidamento su processi di stampaggio di precisione. Nel settore degli elettrodomestici, gli alloggiamenti dei condizionatori, i cestelli delle lavatrici, le cavità dei forni a microonde e varie staffe per hardware-integrati sono tutti tipici prodotti in lamiera stampata. Nel frattempo, i nuovi armadi per lo stoccaggio dell’energia, i vassoi delle batterie, le sbarre collettrici, gli alloggiamenti delle apparecchiature mediche in acciaio inossidabile, le parti degli strumenti di precisione, nonché le scatole di controllo elettriche industriali, i deflettori protettivi delle apparecchiature e vari connettori hardware utilizzano tutti ampiamente processi di stampaggio della lamiera.
Per adattarsi ai diversi ambienti di utilizzo e migliorare la durata e l'aspetto del prodotto, le parti in lamiera stampata vengono spesso abbinate a processi di trattamento superficiale specifici in base alle caratteristiche del materiale di base. I componenti in acciaio al carbonio possono ottenere resistenza alla ruggine e alla corrosione e miglioramento estetico attraverso processi quali elettro-galvanizzazione, zincatura-a caldo, verniciatura a polvere, verniciatura, annerimento ed elettroforesi. I componenti in acciaio inossidabile sono spesso sottoposti a trattamenti di spazzolatura, lucidatura a specchio e passivazione per bilanciare struttura e resistenza alla corrosione. I componenti in lega di alluminio utilizzano processi di anodizzazione, ossidazione conduttiva e spruzzatura per migliorare la resistenza all'usura, alla corrosione e la conduttività, soddisfacendo le esigenze di varie applicazioni.
A livello di progettazione del prodotto, le parti in lamiera stampata aderiscono a chiari principi di progettazione del processo, fondamentali per garantire elevati tassi di rendimento nella produzione di massa. Durante il processo di progettazione è necessario controllare ragionevolmente il raggio interno delle pieghe, assicurandosi che il raggio del raggio non sia inferiore allo spessore della lamiera per evitare fessurazioni in corrispondenza della piega. Riservare rigorosamente la distanza dal bordo dei fori ed il margine di sicurezza delle pieghe per evitare strappi della lamiera durante lo stampaggio. Per i componenti imbutiti-profondi, la struttura degli angoli deve essere ottimizzata, utilizzando ampi angoli arrotondati per ridurre il rischio di grinze e strappi all'origine. Per i materiali sensibili al ritorno elastico-come piastre di alluminio e acciaio ad alta-resistenza, gli angoli di compensazione del ritorno elastico devono essere progettati in anticipo. Per i prodotti fabbricati in serie-, la struttura dovrebbe essere semplificata e i processi ottimizzati il più possibile per ridurre il numero di stampi sviluppati e processi di stampaggio, riducendo efficacemente i costi di produzione di massa e migliorando l'efficienza produttiva.