金属制造技术简介
金属制造技术的类型与可供选择的金属合金类型一样多。无论您是初学者、特定技术的专家,还是金属加工大师,总有新的东西需要学习。
金属制造技术可以是加法或减法,自动或手动,或者完全是其他的。在这里,我们将了解从传统到现代的各种金属制造技术,并讨论它们的一些常见应用。
传统金属制造技术
以下传统的金属加工工艺仍然是当今金属加工行业最流行和常用的一些方法。
切割
许多最常见的金属制造技术属于切削操作类别,或任何使用工具从工件上分割或去除材料的技术。虽然 CNC 加工等自动化技术已成为许多制造操作的首选,但手动技术和工具仍被广泛使用。
以下是一些手动切割技术的示例:
技术 | 说明 | 应用程序 |
锯切 | 使用重型刀片将大型工件切成小块 | 将工件初步切割成合适的尺寸和形状以进行额外的加工步骤 |
剪切 | 使用像剪刀一样的剪切工具来切割金属板 | 从钣金上切割直线或修剪多余的材料 |
转向 | 一种加工过程,通过将工件靠在固定工具上旋转来去除材料 | 生产具有旋转对称性的零件或特征,例如孔、螺纹和轴承等圆形零件 |
铣削 | 通过旋转刀具从工件上去除材料的加工过程(与车削相反) | 切割精确特征并将工件成型为成品或半成品 |
拉削 | 使用带有一系列切削齿的刀具线性切入工件 | 用于高精度切割和切割奇怪的形状,如键槽 |
研磨 | 使用研磨砂轮逐渐去除工件上的材料 | 用于对零件进行平滑或去毛刺的精加工操作 |
焊接
虽然切割技术从工件上去除材料,但其他技术可以将金属片组合在一起。焊接——通过将两块金属表面加热到熔点来连接它们的过程——是最常见的方法。
焊接的类型有很多种,以下是最常见的四种:
技术 | 说明 | 应用程序 |
金属惰性气体 (MIG) 焊接 | 使用可消耗的金属丝传输电流来加热金属并提供填充物以形成焊缝 | 用于大型或厚金属;比 TIG 焊接更快、更容易 |
钨极惰性气体 (TIG) 焊接 | 使用非消耗性钨电极加热金属,使用或不使用填充物 | 通常用于管道等较薄的材料;比 MIG 焊接更慢、更昂贵、更困难 |
点焊 | 直接施加在工件上的电极施加电流,通过金属的内阻产生焊接热量 | 用于将两个或多个金属板焊接在一起 |
棒焊 | 使用覆盖有助焊剂的消耗性填充棒 | 用于较厚的金属和户外风雨中的焊接,因为它不需要保护气体 |
成型
成型技术通过物理变形来重塑金属工件。没有添加或删除任何材料。
工厂用来制造初始金属原料的许多上游操作,包括锻造、轧制和挤压,都是成型技术。以下是一些制造商更常用的成型操作示例:
技术 | 说明 | 应用程序 |
锤击 | 使用木槌在成型表面或模具上手动塑造钣金 | 用于将钣金成型为弯曲或复杂的型材 |
弯曲 | 使用折弯机或类似机器将金属板或管压在模具周围 | 用于在薄金属零件(如钣金外壳或金属管)中创建有棱角的形状 |
冲压 | 施加外部冲击力使工件发生塑性变形 | 用于将钣金成型为特定的所需形状 |
自动化金属制造技术
上述所有金属制造技术都可以使用简单的手动工具来完成——事实上,其中一些技术已经使用了数千年,至今仍在使用。
然而,现代技术允许其中许多技术在很大程度上实现自动化。计算机数控或 CNC 使用软件使机床自动化,使其能够产生极其精确、一致的特征。
CNC 技术已经取代了大型制造工厂中的许多手动工具和机器。此外,它还为 3D 打印等全新金属制造技术打开了大门。这些技术也变得越来越容易获得,适用于小商店和家庭制造商的经济实惠的 CNC 机床越来越多。
数控切割技术
几乎任何金属制造技术都可以实现 CNC 自动化。以下是一些最常见的类型:
技术 | 说明 | 应用程序 |
数控加工 | 使用 CNC 代码执行铣削、车削或布线操作 | 用于各种精密加工 |
水射流切割 | 高压的细水流,有时含有磨料,用于切割材料 | 几乎可以切割任何东西,包括非常柔软和非常坚硬的材料。当需要极高的精度或避免其他切割方法产生的热量时使用 |
激光/等离子切割 | 使用聚焦激光束或等离子射流切割或蚀刻材料 | 因其速度和便携性而常用于现场施工工作 |
增材制造
增材制造是最新的金属制造技术。与切割等从工件上去除材料的减法操作不同,增材制造技术通过沉积少量材料一次将工件构建为一层材料。
金属增材制造技术不断发展和改进,不断引入全新的工艺。但是,您最有可能遇到的两个是粉末床熔合和粘合剂喷射。
技术 | 说明 | 应用程序 |
粉床融合 | 使用激光或电子束将金属粉末加热并熔化成固体形状 | 用于制作传统加工无法实现的复杂形状 |
金属粘合剂喷射 | 使用打印头将液体粘合剂沉积在金属粉末床上以形成固体部件,然后必须对其进行烧结 | 与粉末床熔合类似的应用,但往往更便宜 |
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