Tranciatura di schermature EMI per moduli fotocamera: SUS304 da 0,15 mm, imbutitura profonda, 5 milioni di pezzi/mese
Una schermatura EMI per moduli fotocamera è una coppa imbutita in acciaio inossidabile così sottile che si flette tra due dita. A 0,15 mm, il SUS304 fornisce la schermatura necessaria a una fotocamera per smartphone, ma non lascia quasi nulla all'utensile per afferrare e quasi nulla allo stampo per spingere. Moltiplicando per cinque milioni di pezzi al mese, il pezzo smette di essere un disegno e diventa una questione di durata dell'utensile e coerenza.
Contesto del progetto e sfida
Un OEM di elettronica di consumo a Shenzhen aveva bisogno di una custodia di schermatura per un modulo fotocamera di punta. La schermatura si trova direttamente sopra il sensore d'immagine e i suoi circuiti integrati di pilotaggio, quindi deve bloccare le interferenze elettromagnetiche attorno al modulo rimanendo sufficientemente bassa da non interferire con lo stack interno del telefono. Il precedente fornitore riusciva a gestire le pareti piatte ma non riusciva a mantenere l'angolo imbutito profondo: dopo l'imbutitura comparivano micro-fessurazioni nel raccordo di fondo e lo spessore della placcatura variava attraverso la coppa, causando fallimenti intermittenti della schermatura al collaudo finale.
Il materiale è acciaio inossidabile SUS304 da 0,15 mm, scelto per le sue prestazioni di schermatura e resistenza alla corrosione, non per la formabilità. Si incrudisce rapidamente: ogni passata di imbutitura aumenta il carico di snervamento e riduce la duttilità residua, quindi una coppa che si forma senza difetti in una passata su materiale più spesso si fessura nell'angolo quando la stessa geometria viene tentata a 0,15 mm. Il disegno richiede una profondità della coppa di 2,5 mm entro ±0,03 mm, un'altezza complessiva entro ±0,05 mm, un raccordo di fondo privo di fessurazioni e nichel elettrolitico uniforme a 1-2µm.
L'obiettivo di volume era di 5.000.000 di pezzi al mese su uno stampo progressivo. A quel ritmo, l'usura dell'utensile e il grippaggio smettono di essere voci di manutenzione e diventano l'intero processo: l'acciaio inossidabile da 0,15 mm grippa rapidamente contro l'acciaio dello stampo, e un singolo raggio di imbutitura irruvidito strappa invece di formare. La gestione di un nastro così sottile senza allungarlo o piegarlo, ad alte velocità di corsa, era la seconda metà del problema.
Le prestazioni di schermatura sono il motivo per cui esiste il pezzo, ma è la geometria imbutita che cede per prima. Una fessurazione nel raccordo di fondo è sia una perdita di schermatura sia una fonte di frammenti sciolti all'interno di un telefono, quindi l'ispezione in entrata del cliente trattava qualsiasi fessurazione come un rifiuto anziché un candidato alla rilavorazione. L'ingombro della schermatura è anche piccolo, circa 6 mm quadrati, il che rende ogni tolleranza sulla coppa proporzionalmente stretta.
Soluzione del processo BQUQ
Il nostro approccio: suddividere l'imbutitura profonda in passate delicate su uno stampo progressivo, progettare l'utensile per resistere al grippaggio e rifinire con nichel a basso stress in un'unica linea continua.
Stampo progressivo e imbutitura multistadio
La coppa viene imbutita in quattro fasi anziché una, ciascuna rimuove una frazione controllata della profondità in modo che il materiale non raggiunga mai il suo limite di formatura. I raggi di imbutitura sono generosi rispetto alla parete da 0,15 mm, la forza del premilamiera è regolata per stazione e una fase intermedia di distensione ripristina la duttilità prima dell'imbutitura finale a misura. I fori pilota attraversano ogni stazione in modo che il pezzo sia posizionato dallo stesso datum dalla prima formatura alla rifilatura finale. Poiché l'acciaio inossidabile da 0,15 mm ha un allungamento limitato, lo sbozzato è dimensionato generosamente e la rifilatura finale avviene dopo l'ultima imbutitura, così nessuna stazione deve allungare materiale già vicino al suo limite.
Gestione del nastro ultra sottile e controllo del grippaggio
Il nastro da 0,15 mm viene alimentato sotto controllo di tensione a circuito chiuso in modo che non possa allungarsi o inflettersi tra le stazioni. Le superfici dello stampo nelle zone di imbutitura sono rivestite per basso attrito, i giochi sono impostati specificamente per l'acciaio inossidabile anziché presi in prestito da una regola per acciaio al carbonio, e un programma dedicato di lubrificazione e pulizia del nastro mantiene il lubrificante di imbutitura che trasporta detriti di usura lontano dai raggi. Questo è ciò che mantiene un angolo senza strappi a cinque milioni di pezzi al mese invece di un milione. La tensione del nastro è monitorata continuamente e la pressa si arresta su una deviazione anziché superarla, perché un nastro allungato a questo spessore esce dalla tolleranza molto prima di deformarsi visibilmente.
Nichelatura elettrolitica
Dopo la formatura, i pezzi vengono puliti e placcati con 1-2µm di nichel elettrolitico. La distribuzione della corrente è organizzata in modo che lo spessore rimanga uniforme sulle pareti imbutite e sul raccordo di fondo, e la sequenza è regolata per evitare l'assorbimento di idrogeno che fragilizzerebbe una parete sottile in acciaio inossidabile. Spessore e copertura sono controllati a campione durante la produzione. I pezzi vengono asciugati e imballati direttamente dalla linea, così le pareti sottili non vengono mai maneggiate sciolte in nessun punto tra formatura e spedizione.
Specifiche chiave
| Voce | Specifica |
|---|---|
| Materiale | Acciaio inossidabile SUS304, 0,15 mm |
| Profondità coppa | 2,5 mm ±0,03 mm |
| Altezza complessiva | ±0,05 mm |
| Raccordo di fondo | Privo di fessurazioni dopo imbutitura profonda, verificato al 100% con visione |
| Finitura superficiale | Nichel elettrolitico, 1-2µm, uniforme su pareti e raccordo |
| Volume | 5.000.000 pezzi/mese su stampi progressivi |
| Ispezione | Visione al 100% + sensori nello stampo, primo articolo CMM, CPK≥1,33 |
| Consegna | Primo articolo 6 giorni, primo lotto di produzione 15 giorni |
Controllo qualità e consegna
L'ispezione del primo articolo è un layout dimensionale completo CMM, un controllo metallurgico dell'angolo imbutito per fessurazioni e una mappa dello spessore del nichel prima del rilascio dello stampo. In produzione, i sensori nello stampo controllano avanzamento e tonnellaggio mentre l'ispezione visiva al 100% verifica la profondità della coppa, la presenza del raccordo e i difetti superficiali alla velocità di linea. Profondità e altezza della coppa sono registrate con SPC e mantenute a CPK≥1,33, tutto sotto un sistema ISO9001:2015, con rapporti di ispezione spediti per lotto.
Le condizioni dell'utensile sono monitorate in base al numero di corse rispetto a un intervallo di manutenzione programmata, così i raggi di imbutitura vengono rettificati prima che l'usura raggiunga il punto in cui potrebbe segnare o strappare un pezzo.
Risultati: campioni 6 giorni dopo l'approvazione del disegno, il primo lotto di produzione in 15 giorni, poi programmi mensili rolling a 5.000.000 pezzi/mese. Le micro-fessurazioni nell'angolo sono scomparse, la variazione dello spessore del nichel è scesa nella banda 1-2µm attraverso la coppa e i fallimenti di schermatura al collaudo finale attribuibili alla schermatura sono scesi a una piccola frazione del tasso precedente. Una volta tenuto sotto controllo il grippaggio, gli intervalli di manutenzione dello stampo sono stati estesi, eliminando fermate non programmate dal programma e stabilizzando la produzione.
Prodotti e risorse correlati
Questa schermatura segue la stessa logica di tranciatura della lamiera che applichiamo a contenitori, coperchi e parti di schermatura in tutti i settori. Prodotti correlati e letture:
Per un'applicazione di schermatura più grande, consulta il nostro caso di studio su Tranciatura di coperchi di schermatura EMI per server in lamiera. Per vedere le attrezzature e il sistema qualità alla base di queste produzioni, visita About BQUQ.
FAQ
Perché l'imbutitura profonda di SUS304 da 0,15 mm è così difficile?
Il SUS304 si incrudisce rapidamente e a 0,15 mm rimane pochissimo materiale per accomodare tale incrudimento. Un'imbutitura in passata singola che funziona su materiale più spesso si fessura nel raccordo di fondo, quindi suddividiamo l'imbutitura in quattro fasi con una distensione intermedia, mantenendo la profondità della coppa a 2,5 mm ±0,03 mm.
Come si ferma il grippaggio in una produzione da cinque milioni al mese?
Trattando l'utensile come il processo. Rivestimento a basso attrito nelle zone di imbutitura, giochi impostati specificamente per l'acciaio inossidabile e un programma di lubrificazione e pulizia del nastro che tiene i detriti di usura lontani dai raggi. Questa combinazione è ciò che rende praticabili 5.000.000 di pezzi/mese anziché una velocità teorica.
Quanto è uniforme la nichelatura all'interno della coppa?
La placcatura è nichel elettrolitico a 1-2µm, con distribuzione della corrente organizzata in modo che lo spessore rimanga costante sulle pareti imbutite e sul raccordo di fondo. Controlliamo spessore e copertura su campioni durante la produzione e manteniamo la banda a 1-2µm anziché un singolo valore nominale.
Quale volume e tempo di consegna dovrei aspettarmi?
Questo pezzo viene prodotto a 5.000.000 di pezzi/mese. Il primo articolo viene spedito 6 giorni dopo l'approvazione del disegno e il primo lotto di produzione in 15 giorni, dopodiché la linea funziona con programmi mensili rolling. Invia il disegno e restituiamo un preventivo entro 12 ore.
