钣金制造:工艺、材料与应用全解析
射频屏蔽、飞机机翼、汽车车身、屋顶、风管有什么共同点?它们全由钣金制成。钣金主要由合金和厚度定义,厚度范围0.006至0.25英寸。超出此下限上限,金属分别称为箔和板。钣金特别适合特征少的大型耐用零件,因其相对经济易成型,应用广泛。
但钣金制造包含什么?工程师和产品经理应考虑什么?
钣金生产工艺
因有多种钣金制造方式,它是无数项目的可行生产形式。每种钣金工艺有优缺点,制造商应选最适合预期最终用途的工艺。以下是最常见钣金生产工艺:
激光切割
1960年代激光切割问世前,零件需手工铣削成所需形状。激光切割让制造商能从钣金批量生产零件,大幅缩短生产时间。
弯曲
作为最常见钣金加工操作,弯曲涉及用折弯机在零件成型角度。弯曲钣金让制造商对弯曲位置和程度有高度控制。但弯曲无法创建复杂几何体。
成型
从钣金创建复杂几何体,制造商必须转向成型。成型能添加许多细小详细特征,包括凹痕和百叶窗。成型也是增加钣金零件刚性的好方法。
级进成型
级进成型将成型推向新高度,允许团队为钣金产品添加更复杂特征。级进成型还允许类折纸方法成型钣金,让制造商按特定顺序添加特征以达成预期最终产品。
钣金类型
钣金可由几乎任何金属制成,但最常用材料包括铝、钢、黄铜。铝迄今最常用;价格实惠、易弯曲成型、适合创建复杂几何体。也因耐腐蚀性受青睐。
钢则更适合高强度结构应用。例如,建筑或大型机械常用钢。黄铜通常保留给更专业应用,特别是电气应用。
钣金设计与生产考量
因钣金制造方法既非增材也非减材,钣金制造设计有区别于其他制造工艺的独特标准。
因钣金生产全程保持厚度一致,它影响弯曲半径——即弯曲多紧、弯曲间距多近。一般规则:材料越薄越易成型——但以牺牲刚度为代价。
理解关键钣金特性也很重要。弯曲特别是给制造商带来困难,但这些顾虑相对简单解决。因弯曲拉伸——从而变薄——金属,特征必须远离弯曲放置以避免变形。通常建议设计师保持弯曲处四倍材料厚度的标准距离。
钣金是当今最通用材料之一,但想利用钣金的设计师、工程师、产品经理必须考虑其独特性质并相应规划。
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