Vysoce přesné hlubokotažné díly od technologického lídra


Hluboké tažení je nejstarší klíčovou technologií naší společnosti. Na základě mnoholetých zkušeností v oblasti hlubokého tažení a naší neustálé snahy o inovaci i nejvyšší přesnost hlubokotažených dílů, jsme schopni našim zákazníkům nabídnout taková řešení, která dokážou poskytnout jen přední výrobci světového trhu. Výzkum a vývoj nových výrobků, které uvádíme na trh, jsou pro nás stejně důležité jako investice do strojů a zařízení. Hlubokotažené díly, které mají nejen vysoký stupeň přetváření a výjimečné kontury, ale i extrémně malé rozměry s vysokými požadavky na geometrickou přesnost, a navíc jsou vyráběny z těžko zpracovatelných materiálů: tím vším vyniká výroba ve společnosti STÜKEN.

  • Co je hluboké tažení?

    Hluboké tažení je jedním z nejdůležitějších procesů přetváření kovů v moderních výrobních technologiích. Jako hluboké tažení je dle normy DIN8584 označováno tvarování plechového výstřižku tahem a tlakem na jednostranně otevřené duté těleso nebo tvarování dutého tělesa na těleso s menším obvodem bez úmyslné změny tloušťky plechu. 

    Vzhledem k tomu, že proces tváření probíhá za pokojové teploty do maximálně 250 °C, dochází tedy ke zpevnění původně měkkého materiálu za studena. Tyto komponenty se proto vyznačují vysokou pevností. Z tohoto důvodu lze, v porovnání s obráběnými díly, snížit tloušťku stěny, což vede k nižší hmotnosti dílů. 
    Díky tomu je hluboké tažení vynikajícím procesem pro sériovou výrobu tenkostěnných dílů, kde je důležitá přesnost rozměrů, vysoká pevnost a minimalizace zmetků. V případě potřeby mohou být naše hlubokotažné díly tepelně zpracovány, pokoveny nebo jinak zušlechtěny pro konkrétní použití. 

    A jak vlastně funguje technologie hlubokého tažení u společnosti STÜKEN?
    Materiál se v několika fázích tváření formuje do požadovaného tvaru. Tento proces probíhá pomocí nástrojů, které jsou pro tento účel individuálně vyvinuty. Slovo „nástroj“ zde označuje celek, který se skládá ze stanic s razníky a matricemi.
    Výchozím materiálem pro hluboké tažení je kovový pás, který je navinut na cívku.  Kovový pás se odvíjí z cívky a přivádí se do hlubokotažného lisu. V lisu jsou za sebou umístěny různé tvářecí stanice. 
    Lis se pro každý výrobek skládá ze dvou hlavních součástí: matrice (neboli nástroje, který tvoří negativní tvar dílu) a razníku (který vtlačuje materiál do matrice).

    • První krok tváření: Při hlubokém tažení na postupových lisech se na začátku procesu z pásu vyřízne polotovar. Z něj se pak vytvoří tzv. kalota. Toho je dosaženo interakcí razníku a matrice, kdy razník vtlačuje polotovar do matrice. Optimální konstrukce nástrojů je podpořena počítačovými simulacemi tváření (FEM). Po každém kroku se razník opět vrátí nahoru. Vyhazovač zvedá výrobek zpět do transportní roviny, kde se pomocí strhávače oddělí od razníku. Chapače jej dopraví na další stanici, kde dochází k dalšímu kroku tváření.
    • Další stupně tváření: V následujících fázích tváření se materiál dále transformuje do požadovaného konečného tvaru. Tím se zmenšuje průměr dutého polotovaru a zvětšuje se výška tažené části. Tloušťka stěny může zůstat v podstatě konstantní nebo se může v případě potřeby zmenšit. Zmenšení tloušťky stěny se nazývá tažení se ztenčením stěny. V každé fázi tváření je možné provádět také různé další operace, například stříhání otvorů, tvarování drážek či závitů.
    • Závěrečná úprava: V poslední tvářecí stanici je díl plně vytvarován a poté odveden z lisu.


    Hluboké tažení je mimořádně efektivní, rychlý a úsporný proces pro sériovou výrobu. Společnost STÜKEN dokáže vyrobit hlubokotažný díl až ve 30 krocích v jednom nástroji, včetně otvorů na stranách nebo na dně, závitů a mnoha dalších složitých geometrických prvků. Často je dokonce možné vyrábět ve více stopách. Čím větší množství kusů, tím větší úspora nákladů.

  • Nejmodernější možnosti výroby procesem hlubokého tažení

    My ve společnosti STÜKEN vyrábíme hlubokotažné díly na více než 400 lisech s až 30 tvářecími stanicemi - a v závislosti na požadavcích projektu rozšiřujeme náš strojový park o další zařízení, které jsou přesně přizpůsobeny Vašim potřebám.

    Ve společnosti STÜKEN pracujeme se třemi základními typy lisů:

    • Postupové lisy od 60 do 1250 kN: Na začátku je z materiálu v pásu vyseknut polotovar. Pouze tento polotovar pak je podáván do lisu k dalšímu tváření. Obrobek je tvarován do podoby finálního hotového dílu v řadě tvářecích stanic, přičemž chapače dopravují výrobek krok za krokem z jedné stanice do druhé. 
      Postupové lisy mají velkou výrobní kapacitu a jsou vhodné zejména v případech, kdy je třeba vyrobit dlouhé a velké komponenty se složitou geometrií nebo například s bočními otvory. Nástroje jsou jednostopé, což znamená, že při každém zdvihu lisu vzniká jeden hotový hlubokotažný díl. Obvyklá rychlost zdvihu je až 300 zdvihů za minutu.
    • Lisovací automaty od 180 do 800 kN: Na rozdíl od postupových lisů zůstává polotovar a z něj vyrobené hlubokotažné díly až do konce v pasu. Přenos na jednotlivé tvářecí stanice neprovádějí chapače, ale samotný pas, ke kterému jsou díly spojeny tenkými můstky. Díky vedení pasu mohou být nástroje vícestopé, což znamená, že při každém zdvihu lisu je vyrobeno několik hlubokotažených dílů. Tyto stroje se používají, pokud je výrobek méně složitý. Jsou vhodné pro plošší díly, jako jsou plechové objímky nebo jednoduchá pouzdra ve velmi vysokém množství. Obvyklá rychlost zdvihu je až 1000 zdvihů za minutu.
    • Hydraulické lisy od 300 do 3200 kN: Tyto lisy jsou schopny vyvinout obzvláště vysoké lisovací síly, které jsou potřebné pro větší nebo silnější materiály. Často se používají ve fázi prototypu, kdy ještě není určen finální tvar dílu.


    Díky našim mnohostranným lisům a lisovacím automatům Vám nabízíme širokou škálu možností při výrobě hlubokotažných dílů. Proto můžeme realizovat komponenty s následujícími rozměry a tloušťkami materiálu:

    • rozměry od méně než 1 mm do 92 mm výšky
    • průměr od 0,4 do 75 mm
    • tloušťka materiálu od 0,03 do 2,2 mm
  • Technika hlubokého tažení přehledně

Jaké materiály jsou vhodné pro hluboké tažení?

Aby bylo možné z plochého polotovaru vytvarovat duté těleso, musí být použitý materiál tvárný, tj. musí mít určitou tažnost. Jednou z charakteristických hodnot je tzv. mez pevnosti, která se stanovuje při zkoušce tahem podle normy DIN EN ISO 6892-1. Jednoduše řečeno, čím větší je prodloužení do přetržení materiálu, tím delší a složitější hlubokotažné díly z něj lze vyrobit. Pásové materiály se zpravidla zpracovávají v měkkém žíhaném stavu, protože v tomto stavu je dosaženo největších hodnot prodloužení do přetržení, a tedy i největších tvářecích možností. Společnost STÜKEN zpracovává širokou škálu materiálů. Mezi materiály, které v současné době používáme nejčastěji, patří oceli a nerezové oceli.

Nejdůležitějšími skupinami materiálů a jejich specifiky v procesu hlubokého tažení jsou:

  • Hliník a slitiny hliníku

    Čistý hliník a slitiny hliníku jsou popsány mimo jiné v normě DIN EN 485-2. Rozlišují se různé skupiny slitin v závislosti na hlavních legujících prvcích. 

    Hliník a slitiny hliníku jsou vhodné zejména pro účely, kde hraje roli úspora hmotnosti, dobrá elektrická vodivost, vysoká tepelná vodivost, přiměřená odolnost proti korozi a magnetické vlastnosti. Typicky se jedná o oblasti použití, jako je automobilový průmysl, elektronický průmysl nebo letecká technika, například chladicí desky nebo chladiče. Hliník má ve srovnání s ocelí relativně nízkou pevnost, což může vést k omezením u vysoce namáhaných komponentů. 

    -1-1
  • Nelegovaná nebo nízkolegovaná ocel

    Nelegované oceli jsou slitiny železa a uhlíku, které obsahují 0,05 až 2,0 % uhlíku a kromě železa obsahují pouze přirozené průvodní látky železa, jako je síra, mangan a fosfor. Nízkolegované oceli obsahují až 5 % legujících prvků pro zlepšení vlastností, např. chrom, křemík, nikl atd. Díly vyrobené z těchto ocelí mají široké uplatnění v průmyslu a spotřebním zboží. 

    Zvláštností oceli je, že její vlastnosti lze měnit v širokém rozsahu prostřednictvím navazujících procesů, jako je tepelné zpracování, galvanizace a další povrchové úpravy. Pro náročné aplikace se používají legované oceli s vyšší pevností, což však zvyšuje riziko vzniku odpružení a trhlin při tváření. Společnost STÜKEN má pro tento účel vlastní inovativní řešení díky nejmodernějším výrobním technologiím a komplexním procesům zušlechťování.

    Mikrolegované oceli a vícefázové oceli (duplexní) s vyšším zpevněním za studena mohou být také hlubokotaženy. Společnost STÜKEN má také řešení pro nerezové oceli odolné vůči vodíku.

    -2-1
  • Nerezová ocel

    Nerezová ocel (ocel odolná proti korozi, kyselinám a žáru), je odolná proti korozi v běžné atmosféře, pokud obsahuje alespoň 12 % chromu. Rozlišuje se feritická, austenitická, martenzitická a feriticko-austenitická (duplexní) nerezová ocel. Díky své vynikající odolnosti proti korozi a pevnosti nachází široké uplatnění.

    Díly z nerezové oceli mají velký význam zejména v automobilovém, zdravotnickém a potravinářském průmyslu. Hluboké tažení nerezové oceli vyžaduje vyšší tvářecí síly, protože tato třída materiálu má vyšší pevnost než nelegovaná ocel, což činí proces hlubokého tažení složitějším. Martenzitickou nerezovou ocel, jako je X15Cr13, lze následným tepelným zpracováním zpevnit. U austenitických ocelí, jako je X5CrNi 18-10 (1.4301; „V2A“), obvykle dochází ke zvýšení pevnosti až v průběhu tváření. Dalšího zpevnění povrchu lze však dosáhnout úpravou patentovaným procesem zpevnění povrchu SWEP15® společnosti STÜKEN, který dosahuje typických hodnot tvrdosti cca 1300 HV 0,1. 

    -3-1
  • Měď a její slitiny

    Mezi slitiny mědi, ze kterých společnosti STÜKEN vyrábí, patří kromě čisté mědi v různých provedeních také mosaz (CuZn), bronz (CuSn) a alpaka (CuNiZn). 

    Mosaz a měď se hojně používají v elektrotechnice, elektromobilitě a v sanitární technice. Tyto kovy se poměrně snadno zpracovávají a mají především velmi dobrou až dobrou elektrickou a tepelnou vodivost. Pro zvýšení odolnosti proti korozi jsou tyto díly často pozinkované.  

    -4-1
  • Titan

    Titan je lehký kov s hustotou přibližně 4,5 g/cm³. Svou relativně nízkou hustotu kombinuje s vysokou pevností a houževnatostí. Je také vysoce odolný proti korozi, nemagnetický a biokompatibilní. Jedná se však také o materiál, který se obtížněji zpracovává, protože nástroje jsou vystaveny extrémnímu namáhání. Titan se často používá v leteckém a kosmickém průmyslu, protože jeho nízká hmotnost a odolnost vůči vysokým teplotám představují zásadní výhody. Díky své pevnosti a odolnosti proti korozi je vhodný pro komponenty, které musí odolávat extrémním podmínkám. Pro svou dobrou biokompatibilitu se titan používá zejména ve zdravotnických výrobcích. Společnost STÜKEN vyvinula technologii, která umožňuje procesně spolehlivé zpracování titanu třídy 1 (Ti Gr.1).

    -5-1
  • Nikl a jeho slitiny

    Nikl a slitiny niklu (např. Alloy 600) se často používají pro svou odolnost proti korozi a vysokým teplotám. Velmi dobře se hodí pro hlubokotažné díly do elektrotechniky a pro pouzdra baterií a zařízení pro chemický průmysl. Slitiny niklu jsou však tvrdší než mnohé jiné kovy a při hlubokém tažení vyžadují speciálně upravené nástroje, aby nedocházelo k tvorbě trhlin.

    -6-1
  • Molybden

    Molybden se vyznačuje výjimečnou tepelnou odolností a mechanickou pevností, díky čemuž je ideální pro použití v žárovkách automobilů a dalších topných tělesech vystavených vysokým teplotám. Molybden je však křehčí než jiné materiály a při hlubokém tažení vyžaduje zvláštní péči.

    -7-1

Jaké jsou výhody hlubokého tažení u společnosti STÜKEN?


Nejdůležitější výhody naleznete zde:

  • optimální technologie:
    Společnost STÜKEN využívá při procesu hlubokého tažení postupové lisy a lisovací automaty s postupovými nástroji. Díky vlastní lisovně zajišťujeme optimální výrobní podmínky. Pro naše zákazníky po celém světě vyrábíme pomocí technologie lisování tisíce různých dílů.
     
  • široké spektrum materiálů:
    Společnost STÜKEN zpracovává různé druhy materiálů – od běžných kovů, jako je ocel, měď, nikl a hliník přes slitiny jako je ušlechtilá ocel a mosaz až po speciální materiály jako molybden, niobium a titan. Pracujeme se všemi druhy materiálů, u kterých je technologie hlubokého tažení možná, a neustále posouváme hranice možného.
     
  • ekonomicky efektivní a zároveň ekologické:
    Vyrábíme i ty nejmenší a velmi tenkostěnné díly s vysokou přesností a vždy usilujeme o maximální využití materiálu, což ve srovnání s jinými postupy vede k nižším nákladům a menšímu dopadu na životní prostředí. Díky vysokým počtům zdvihů a v případě potřeby vícestopé a vícestupňové výrobě zaručujeme výrazně vyšší výrobní výkon při velmi nízké spotřebě energie ve srovnání s technologií třískového obrábění. A náš proces hlubokého tažení nevyžaduje žádné látky škodlivé pro životní prostředí, jako je např. olovo. 

Co se vyrábí technologií hlubokého tažení?

Díky více než 400 lisům a schopnosti zpracovávat širokou škálu materiálů od oceli až po speciální slitiny jsme ve společnosti STÜKEN schopni nabídnout řešení pro celou řadu průmyslových odvětví.

  • Mobilita

    Hlubokotažené díly hrají klíčovou roli v oblasti mobility, kde se používají v řadě bezpečnostních a vysoce výkonných komponentů.

    Například v automobilech to jsou:

    • Systém ABS: snímací kroužky, sedla ventilů, dna pouzder, pouzdra cívek, filtry, podložky
    • Elektrické řízení: součásti ložisek, snímače úhlu natočení
    • Vstřikování paliva: pouzdra, filtry, připojovací konektory, trubky
    • LED a xenonové světlo: patice a kryty pouzdra
    • Chladicí systém: Mosazné pouzdro, kulové ventily
    • Airbagy: kryty, víčka, roznětky, tj. součásti roznětek airbagů a generátorů airbagů
    • Komponenty pro elektromobilitu: elektromagnetické stínění, kovové přípojnice, vysokonapěťové spojovací komponenty, konektory, pouzdra pro senzory, komponenty pohonů
    • Snímače teploty a další snímače: pouzdra
    • Otočný spínač, např. otočný spínač pro větrání/topení, pístový spínač
    • Snímače teploty výfukových plynů, ventily recirkulace výfukových plynů, benzinové čerpadlo v nádrži
       

    Používají se také ve stavebních strojích, zemědělských vozidlech, generátorech nouzového napájení a dronech. Naše hlubokotažné díly se používají také v jízdních kolech a elektrokolech. 

  • Elektronický průmysl

    Hluboké tažení se využívá k výrobě mnoha kovových součástí, které se používají v elektrických přístrojích a zařízeních. 

    Ve společnosti STÜKEN vyrábíme mimo jiné tyto komponenty:

    • stínění: hlubokotažné díly pro elektromagnetické stínění citlivých součástek
    • diody používané v obvodech
    • oscilátory pro řízení frekvence v elektronických zařízeních
    • zkušební sondy pro kontrolu kvality elektronických systémů
    • spínače pro elektrická zařízení a systémy
    • pojistky pro elektrické obvody
    • konektory pro bezpečné a stabilní elektrické připojení
    • odpory pro elektrické obvody
  • Vytápění, větrání a klimatizace (HVAC)

    Hlubokotažné díly nacházejí široké uplatnění v oblasti vytápění, větrání a klimatizace. Hrají klíčovou roli v různých komponentech a zajišťují spolehlivou funkčnost a bezpečnost moderních systémů. 

    Příklady hlubokotažných dílů v této oblasti jsou:

    • pouzdra pro teplotní čidla a termostaty
    • objímky pro přesnou regulaci teploty v topných systémech
    • těsnění a ventily pro výměníky tepla
    • bezpečnostní ventily, které zajišťují ochranu topných a klimatizačních systémů
    • komponenty pro chladicí a klimatizační systémy
    • přípojky pro nízkotlaké a vysokotlaké potrubí v topných systémech
    • upevňovací prvky pro systémové komponenty, jako jsou trubky a moduly
  • Zdravotnická technika

    Společnost STÜKEN je certifikována podle normy ISO 13485 a zaručuje, že naše hlubokotažné díly splňují vysoké standardy lékařské techniky díky validovaným čisticím procesům a čistým prostorům třídy 7 podle normy ISO 14644 a směrnice GMP třídy C.

    Naše výrobky se používají mimo jiné v těchto oblastech:

    • Komponenty infuzních souprav pro bezpečné používání
    • Dialyzační přístroje: komponenty pro konektory a spoje, které splňují nejvyšší hygienické požadavky
    • Kardiostimulátory: součásti pouzdra, které splňují nejvyšší standardy kvality a čistoty
    • Inzulínové pumpy: těsnění a montážní komponenty, které umožňují přesnou kontrolu.
    • Inzulínová pera: ochranné kryty, těsnění a spojovací prvky pro bezpečné používání
    • Zubní implantáty: Přesné komponenty potřebné pro bezpečné balení implantátů
    • Systémy zdravotnických pump: pouzdra, spojovací díly a těsnění, které fungují přesně a spolehlivě
    • Elektromagnetické ventily: komponenty pro řídicí systém, bezpečnostní mechanismy a těsnění
  • Další využití v průmyslu

    Spolehlivé, odolné a funkční komponenty mají v průmyslové výrobě zásadní význam. Hlubokotažené díly jsou cenným přínosem v mnoha aplikacích, např.:

    • osvětlení hal: reflektory a držáky světelných zdrojů, které zajišťují optimální osvětlení v průmyslových objektech.
    • smart factory: komponenty, které podporují propojení a automatizaci výrobních procesů, např. senzory
    • elektromagnetické ventily v průmyslových zařízeních: komponenty, jako jsou tělesa ventilů a těsnění, které se používají k regulaci kapalin a plynů
    • systémy senzorů ve výrobním procesu: držáky a pouzdra pro senzory, které přispívají k monitorování a optimalizaci výrobních procesů
    • monitorovací systémy budov: komponenty pro bezpečnostní a poplašné systémy, které umožňují monitorování zařízení a prostorů
    • elektrické aktuátory: komponenty pro přesné řízení pohybů a procesů v průmyslových systémech
    • měřicí a kontrolní technika: komponenty pro zařízení určená k zajištění kvality a diagnostice závad ve výrobě
    • instalace ve stavebnictví: spojovací prvky a komponenty, které zajišťují stabilní a funkční instalace v průmyslových budovách

Přesnost namísto chyb - u každého procesu hlubokého tažení


Stejně jako u každého průmyslového výrobního procesu existuje i u hlubokého tažení řada problémů, které je třeba vzít v úvahu, aby bylo dosaženo výsledků požadované kvality. Nejčastějšími komplikacemi v procesu hlubokého tažení jsou:

  • zvrásnění: pokud materiál neproudí rovnoměrně nebo proces tváření není optimalizován, může dojít k jeho zvrásnění. K tomu často dochází, pokud je plech příliš tuhý nebo je rychlost tváření příliš vysoká
  • přetažení: nadměrné tvarování může způsobit praskání materiálu. K přetažení dochází, když materiál dosáhne meze tvárnosti nebo když je tvářecí síla příliš vysoká
  • vyboulení: nedostatečné podepření materiálu během procesu může způsobit, že se plech v určitých místech vyboulí směrem ven. K tomu obvykle dochází, pokud výrobek není správně vystředěn
  • trhliny: u velmi tenkých materiálů nebo u materiálů, které se špatně tvarují, se často objevují trhliny. Nejčastější příčinou trhlin u hlubokotažných dílů jsou vady materiálu v pásu. Tyto materiálové vady jsou například nekovové vměstky způsobené metalurgickým výrobním procesem tavení. Takovým vadám se za současného stavu techniky nelze vyhnout 

Abychom se těmto chybám vyhnuli, věnujeme ve společnosti STÜKEN pozornost kvalitní konstrukci nástrojů a pečlivé kontrole příslušných parametrů tváření. Společnost STÜKEN zaručuje vynikající kvalitu díky spolehlivému řízení procesů, našim dobře vyškoleným odborníkům, moderní automatizaci a měřicí technice přizpůsobené výrobku.

Odlišnost od jiných výrobních procesů

Mezi hlavní procesy související s hloubokým tažením patří:

  • Hlubokotažné ražení (proces hlubokotažného ražení)

    Hlubokotažné ražení je jednou z variant hlubokého tažení. Odlišuje se doplňujícím krokem ražení, při kterém se na díl aplikuje forma nebo textura. Hlubokotažné ražení se často používá k integraci funkčních nebo estetických povrchových struktur do hlubokotažených dílů, např. při výrobě automobilových součástek, dekorativních dílů nebo zdravotnických výrobků.

  • Tažení se ztenčením stěny

    Při tažení se ztenčením stěny se záměrně zmenšuje tloušťka stěny dílu, zatímco při hlubokém tažení se tloušťka stěny dle definice nemění. Takto vzniká jednak velmi hladký povrch, jednak vyšší stupeň zpevnění dílu. Tento proces se používá například u součástí, které se po montáži osazují obrubou.

  • Protlačování za studena

    Protlačování je proces objemového tváření, při kterém je materiál ve formě válečku primárně vystaven tlakovému namáhání. Stejně jako u hlubokého tažení lze i zde vyrábět dutá tělesa. Při protlačování za studena se materiál obvykle lisuje do formy při pokojové teplotě a vytéká do požadovaných tvarů, podobně jako při hlubokém tažení. Protlačování je obvykle vhodné pro rotační díly, u nichž se materiál lisuje do válcové formy. Materiály pro protlačování za studena musí být velmi měkké a tvárné. Proto se zde spíše používá hliník, měď a nelegované oceli. Namáhání nástroje je vyšší než při hlubokém tažení.

    Hluboké tažení, neboli tváření pomocí tahových a tlakových sil, se naproti tomu používá hlavně k výrobě dutých těles nebo pouzder, která mají na jedné straně otvor.

Objevte možnosti STÜKEN MEANS MORE

Každou výzvu řešíme s technickými znalostmi a vášní pro precizní řešení. Naši zaměstnanci jsou odhodláni dosáhnout nejlepších výsledků pro Váš projekt s odpovědností a nasazením. Vzájemná důvěra, společné úsilí a inovativní myšlení jsou hluboce zakořeněny v naší firemní kultuře. S tímto nadšením úspěšně zrealizujeme váš projekt. Spojte se s námi a pojďme společně dosáhnout Vašich cílů.

Jsme tady pro Vás – obraťte se na nás.

Máte otázky ohledně technologie hlubokého tažení? STÜKEN MEANS MORE partnerství – jsme tu kdykoliv pro Vás: info@stueken.cz