Estampado de blindaje EMI para módulo de cámara: SUS304 de 0,15 mm, embutición profunda, 5 M de piezas/mes
Un blindaje EMI para módulo de cámara es una copa de acero inoxidable embutida tan delgada que se puede flexionar entre dos dedos. Con 0,15 mm, el SUS304 proporciona el blindaje que necesita una cámara de smartphone, pero deja al troquel casi nada de donde agarrar y al dado casi nada que empujar. Multiplíquelo por cinco millones de piezas al mes y la pieza deja de ser un plano y se convierte en una cuestión de vida útil del troquel y consistencia.
Antecedentes y desafío del proyecto
Un OEM de electrónica de consumo en Shenzhen necesitaba una carcasa de blindaje para un módulo de cámara insignia. El blindaje se sitúa directamente sobre el sensor de imagen y sus circuitos integrados de control, por lo que debe bloquear la interferencia electromagnética alrededor del módulo y, al mismo tiempo, ser lo suficientemente bajo para librar el apilamiento interno del teléfono. Su proveedor anterior lograba las paredes planas pero no podía mantener la esquina embutida profunda: aparecían microfisuras en el radio inferior después de la embutición, y el espesor del recubrimiento variaba a lo largo de la copa, lo que se traducía en fallos intermitentes de blindaje en la prueba final.
El material es acero inoxidable SUS304 de 0,15 mm, elegido por su rendimiento de blindaje y resistencia a la corrosión, no por su conformabilidad. Se endurece por deformación rápidamente: cada pasada de embutición aumenta el límite elástico y reduce la ductilidad restante, por lo que una copa que se forma limpiamente en una sola pasada con material más grueso se agrietará en la esquina cuando se intente la misma geometría en 0,15 mm. La embutición exige una profundidad de copa de 2,5 mm dentro de ±0,03 mm, una altura total dentro de ±0,05 mm, un radio inferior sin fisuras y níquel electrolítico uniforme de 1-2µm.
El objetivo de volumen era de 5.000.000 de piezas al mes en un troquel progresivo. A ese ritmo, el desgaste del troquel y el gripado dejan de ser elementos de mantenimiento y pasan a ser todo el proceso: el acero inoxidable de 0,15 mm se gripa rápidamente contra el acero del troquel, y un solo radio de embutición rugoso desgarrará en lugar de conformar. Manejar una banda tan delgada sin estirarla ni doblarla, a altas velocidades de carrera, era la segunda mitad del problema.
El rendimiento de blindaje es la razón de ser de la pieza, pero es la geometría embutida la que falla primero. Una fisura en el radio inferior es tanto una fuga de blindaje como una fuente de fragmentos sueltos dentro de un teléfono, por lo que la inspección de entrada del cliente trataba cualquier fisura como un rechazo en lugar de un candidato a retrabajo. La huella del blindaje también es pequeña, de aproximadamente 6 mm cuadrados, lo que hace que cada tolerancia en la copa sea proporcionalmente ajustada.
Solución de proceso de BQUQ
Nuestro enfoque: dividir la embutición profunda en pasadas suaves en un troquel progresivo, diseñar el troquel para resistir el gripado y terminar con níquel de baja tensión en una línea continua.
Troquel progresivo y embutición multietapa
La copa se embute en cuatro etapas en lugar de una, cada una eliminando una fracción controlada de la profundidad para que el material nunca alcance su límite de conformado. Los radios de embutición son generosos en relación con la pared de 0,15 mm, la fuerza del pisador se ajusta por estación y un paso intermedio de alivio de tensiones restaura la ductilidad antes de la embutición final a medida. Los agujeros piloto atraviesan todas las estaciones para que la pieza se localice desde el mismo datum desde la primera conformación hasta el recorte final. Dado que el acero inoxidable de 0,15 mm tiene elongación limitada, el blanco se dimensiona generosamente y el recorte final se realiza después de la última embutición, de modo que ninguna estación tiene que estirar material que ya está cerca de su límite.
Manejo de banda ultrafina y control del gripado
La banda de 0,15 mm se alimenta bajo control de tensión en lazo cerrado para que no pueda estirarse ni pandearse entre estaciones. Las superficies del troquel en las zonas de embutición están recubiertas para baja fricción, las holguras se establecen específicamente para acero inoxidable en lugar de tomarse de una regla para acero al carbono, y un programa dedicado de lubricación y limpieza de banda mantiene el compuesto de embutición arrastrando los residuos de desgaste lejos de los radios. Esto es lo que mantiene una esquina sin desgarros a cinco millones de piezas al mes en lugar de un millón. La tensión de la banda se monitorea continuamente y la prensa se detiene ante una desviación en lugar de seguir funcionando, porque una banda estirada a este espesor sale de tolerancia mucho antes de deformarse visiblemente.
Niquelado electrolítico
Después del conformado, las piezas se limpian y se recubren con 1-2µm de níquel electrolítico. La distribución de corriente se organiza para que el espesor se mantenga uniforme sobre las paredes embutidas y el radio inferior, y la secuencia se ajusta para evitar la absorción de hidrógeno que fragilizaría una pared delgada de acero inoxidable. El espesor y la cobertura se verifican por muestreo durante la producción. Las piezas se secan y se empaquetan directamente fuera de la línea, de modo que las paredes delgadas nunca se manipulan sueltas en ningún punto entre el conformado y el envío.
Especificaciones clave
| Elemento | Especificación |
|---|---|
| Material | Acero inoxidable SUS304, 0,15 mm |
| Profundidad de copa | 2,5 mm ±0,03 mm |
| Altura total | ±0,05 mm |
| Radio inferior | Sin fisuras después de la embutición profunda, verificado al 100 % por visión |
| Acabado superficial | Níquel electrolítico, 1-2µm, uniforme sobre paredes y radio |
| Volumen | 5.000.000 piezas/mes en troqueles progresivos |
| Inspección | Visión al 100 % + sensores en el troquel, primera pieza con CMM, CPK≥1,33 |
| Entrega | Primera pieza en 6 días, primer lote de producción en 15 días |
Control de calidad y entrega
La inspección de primera pieza es un layout dimensional completo con CMM, una verificación metalúrgica de la esquina embutida para detectar fisuras y un mapa de espesor de níquel antes de liberar el troquel. En producción, los sensores en el troquel vigilan la alimentación y el tonelaje, mientras que la inspección por visión al 100 % verifica la profundidad de la copa, la presencia del radio y los defectos superficiales a la velocidad de la línea. La profundidad y la altura de la copa se registran con SPC y se mantienen en CPK≥1,33, todo bajo un sistema ISO9001:2015, con informes de inspección enviados por lote.
El estado del troquel se controla por el recuento de carreras frente a un intervalo de mantenimiento planificado, de modo que los radios de embutición se rectifican antes de que el desgaste alcance el punto en que marcaría o desgarraría una pieza.
Resultados: muestras 6 días después de la aprobación del plano, el primer lote de producción en 15 días, y luego programas mensuales continuos a 5.000.000 piezas/mes. Las microfisuras en la esquina desaparecieron, la variación del espesor de níquel se redujo a la banda de 1-2µm en toda la copa, y los fallos de blindaje en la prueba final atribuibles al blindaje cayeron a una pequeña fracción de la tasa anterior. Una vez que el gripado estuvo bajo control, se ampliaron los intervalos de mantenimiento del troquel, lo que eliminó paradas no planificadas del programa y estabilizó la producción.
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Preguntas frecuentes
¿Por qué es tan difícil la embutición profunda de SUS304 de 0,15 mm?
El SUS304 se endurece por deformación rápidamente, y a 0,15 mm queda muy poco material para acomodar ese endurecimiento. Una embutición en una sola pasada que funciona con material más grueso se agrieta en el radio inferior, por lo que dividimos la embutición en cuatro etapas con un alivio de tensiones intermedio, manteniendo la profundidad de copa en 2,5 mm ±0,03 mm.
¿Cómo evitan el gripado en una producción de cinco millones al mes?
Tratando el troquel como el proceso. Recubrimiento de baja fricción en las zonas de embutición, holguras establecidas específicamente para acero inoxidable y un programa de lubricación y limpieza de banda que mantiene los residuos de desgaste fuera de los radios. Esa combinación es lo que hace que 5.000.000 piezas/mes sea práctico en lugar de una tasa teórica.
¿Qué uniformidad tiene el niquelado dentro de la copa?
El recubrimiento es níquel electrolítico de 1-2µm, con distribución de corriente organizada para que el espesor se mantenga consistente sobre las paredes embutidas y el radio inferior. Verificamos el espesor y la cobertura en muestras durante la producción y mantenemos la banda en 1-2µm en lugar de un único valor nominal.
¿Qué volumen y plazo de entrega debo esperar?
Esta pieza se produce a 5.000.000 piezas/mes. La primera pieza se envía 6 días después de la aprobación del plano y el primer lote de producción en 15 días, tras lo cual la línea funciona con programas mensuales continuos. Envíe el plano y le devolvemos una cotización en 12 horas.
