钣金制造 101：基本知识指南

在选择使用新的制造工艺之前，了解该技术的基本原理非常重要。也就是说，您需要熟悉它是什么、它是如何工作的以及它的各种优点。在本文中，我们将介绍钣金制造基础知识。我们的目标是阐明这种金属生产技术在许多行业中的大量应用。

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钣金加工是指将扁平金属板加工成金属产品和结构。通常，钣金加工方法涉及将不同类型的钣金转换为零件和组件。因此，不应将这种金属成形工艺视为一个单一的制造工艺，而是将其视为一种成形技术的集合。

这些技术通常相互协同工作以生产所需的零件。基本的钣金制造技术包括切割、弯曲、冲压、冲压、焊接和精加工。我们将很快深入探讨这些技术的细节。

钣金制造适用于多种金属材料。例如，在 RapidDirect，我们生产由铝、钢、不锈钢、铜和黄铜制成的钣金部件。制造过程是如此普遍，以至于您不可能在没有遇到钣金制品的情况下度过一天。无论是家用电器，还是支架或外壳等较小的部件，您都可以在任何地方找到这些产品。

许多人往往不了解钣金制造过程中涉及的基本步骤。缺乏基础知识会使项目的实际要求和期望变得困难。钣金加工方法通常涉及多步过程，需要多位熟练的专家和工具才能成功完成工作。

从头到尾，金属加工设计过程包括：

每个快速原型制作过程都始于一个想法，钣金设计也不例外。它从你作为设计师想要什么的基本概念开始。您可以粗略地放下这些想法，为您的项目提供切合实际的需求。它还可能涉及设计所需钣金部件的 3D 模型。该模型通常包括对壁厚、弯曲半径、孔方向、弯曲余量等的要求。

在完成 3D 模型后，需要创建用于制造的图纸。在开始任何工作之前，工程师需要制定蓝图。这些蓝图将确定制作初始图纸所需的钣金规格。

这些图纸将被发送到机加工车间。图纸通常包括所有制造信息，例如材料选择、表面处理等。

连同其他相关计算，图纸将被重新检查，以确保它们符合要求和规范。遵循 DfM 策略有助于专注于简化设计并可能减少零件数量。这样的分析建议对各种应用的零件进行标准化。

此外，工程师将深入了解开发易于制造的设计。一旦可制造性分析完成，就会有最终的车间图纸，其中包含对应力/应变水平和负载限制的深入计算。其中提供的信息将决定钣金制造工艺。

一旦有了钣金设计模型，工程师就会执行多个流程来维护组件的几何形状。这些方法包括切割、弯曲、冲压、冲压和焊接。表面处理还有助于提高所创建原型的美感。重要的是要一个接一个地执行这些步骤。匆忙完成该过程或跳过一个步骤可能会损害最终产品的质量和完整性。

在开发原型之后，客户会评估原型以确保其满足他们的要求。测试还可能涉及在现实条件下使用此类组件。此外，还可以通过用户对产品的反馈来进行评估。

通过测试并满足所需规格的原型将进入完整的零件生产。

要了解使用钣金制造的不同零件的形成，必须了解所使用的不同类型的技术。这些钣金加工方法有助于将平板金属转化为三维功能部件。以下是最常见的钣金加工技术。

切割通常是钣金制造的第一步。顾名思义，它包括切割金属板。换句话说，制造商从矩形金属板开始，然后根据客户的零件设计，将材料切割成合适的尺寸。切割钣金的方法有很多种。

例如，可以使用剪切来切割金属板，它使用剪切力来切割金属。这种类型的切割涉及三个选项 - 剪切，冲压和落料。另一方面，制造商也可以在没有剪切的情况下进行切割。这是需要精密切割和更快交货时间的工业项目的理想工艺。

在 RapidDirect，我们利用钣金激光切割，这是一种无剪切工艺。我们认为这个过程更适合工业应用。激光切割可实现高精度 (+/- 0.1 mm) 且省时。我们还提供等离子切割和水刀切割，同时提供高精度切割。

冲压是一种将扁平金属坯料转变为各种形状的冷成型方法。该工艺使用工具和模具，当受到冲击时，通过使用剪切压力改变金属的形状。

冲压是钣金制造中的一个更广泛的术语。它包括冲压、弯曲和压花。它还结合了翻边，这需要以这样的方式刷金属板以形成法兰。

弯曲是钣金制造中的另一个关键步骤。顾名思义，它包括弯曲金属板。金属制造商使用折弯机、滚压机和其他设备进行钣金弯曲。成套设备创建标准形状，例如 U 型弯或 V 型弯。

尽管弯曲在未经训练的人看来是多么简单，但这是一个相当复杂的过程，需要高技能的制造商。这主要是由于“回弹”的发生，这是金属在弯曲后不可避免地试图恢复其原始平面结构的术语。为了克服这个钣金制造问题，操作员必须过度弯曲零件，使其回弹角度达到所需的角度。

冲压是一种用于在金属板上打孔的技术。该方法依赖于冲头和模具（通常由硬金属制成）。这些材料使用剪切力在金属板上打孔。然后模具收集从孔中产生的废料。冲孔还有助于在金属板上形成压痕。在 RapidDirect，我们的 CNC 冲压能力可以加工出直径达 50 毫米的孔。

焊接是钣金制造的最后阶段之一。它是将金属件连接成一个零件的钣金基本工艺。有多种焊接技术可供选择，包括棒焊、MIG 和 TIG。

尽管它们的方法各不相同，但所有这三种方法都具有通过熔化零件边缘并添加填充物来将金属连接在一起的功能。这在零件之间形成了冶金结合，将它们牢固地融合在一起。当然，只有当产品带有两个或多个单独的组件时，才需要焊接。

如果您需要钣金制造组件，请立即联系 RapidDirect。

钣金工程中使用的材料范围很广。为您的产品做出最佳选择以确保最佳质量非常重要。

您的选择应取决于您想要的最终产品和对它的总体期望。以下是一些用于制造的钣金材料：

不锈钢 – 您可以选择多种不锈钢类型。它们可以是奥氏体不锈钢。这些是镍和铬含量高的非磁性金属。由于它们的耐腐蚀性和可成型性，它们被广泛使用。另一方面，铁素体不锈钢具有磁性。它们适用于非结构或装饰应用。马氏体不锈钢还提供坚固且耐腐蚀的产品。
热轧钢 - 当一系列轧制过程（超过 1700 华氏度）产生钢时产生的一种钢。由于它们的灵活性，您可以轻松地将此类钢制成大块。
冷轧钢—— 这本质上是经过进一步加工的热轧钢。它们更光滑，具有更好的公差。
预镀钢 – 这些也称为镀锌金属板材料。它们带有保护涂层，以防止它们生锈。由于延展性增加，它们还支持简单的钣金加工方法。
铝 – 制造业的另一个流行选择。它具有出色的强度重量比。它还具有许多特性，可帮助它满足许多应用需求。
铜/黄铜 – 由于锌含量较低，在黄铜上加工很容易。铜金属还带有保护性氧化层以防止腐蚀。这两种材料都适用于建筑产品，具有美观的外观。