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Die Blechbearbeitungsindustrie ist eine der größten Industrien der Welt. Tatsächlich wurde seine (globale Marktgröße) im Jahr 2018 auf 265 Milliarden US-Dollar geschätzt und wird von 2019 bis 2025 voraussichtlich eine CAGR von 5 % haben.
Als Produktdesigner, insbesondere bei Konsumgütern, haben Sie gute Chancen, zu wissen, wie wertvoll Blech-Prototyping in der Produktentwicklung ist. Dennoch sind Sie sich möglicherweise nicht sicher, wie Blech hergestellt wird oder wie Sie bewährte Verfahren für Blechkonstruktionen entwerfen.
All das und noch mehr behandelt dieser Artikel. Es stellt fünf Dinge vor, die Sie über das Prototyping von Blechen wissen müssen, bevor Sie mit einem Fertigungsbetrieb eines Drittanbieters Geschäfte machen.
# 1 Platten müssen eine Dickenanforderung erfüllen
Haben Sie wie viele andere Produktdesigner Bleche als Metalle beschrieben, die in flachen Teilen vorliegen?
Ganz falsch liegst du nicht, aber die Definition ist mehr als „flache Stücke“. Die Platten sind im Allgemeinen zwischen 0,006 Zoll und 0,25 Zoll dick. Sie könnten Metalle, die dicker als 0,25 Zoll sind, als „Metallplatten“ und solche, die dünner als 0,006 Zoll sind, als „Bleche“ oder „Bleche“ beschreiben.
# 2 Es gibt viele verschiedene Verfahren zur Blechherstellung
In der Blechfertigung beginnt der Blechbearbeiter in der Regel mit flachen Metallteilen und setzt diese mit unterschiedlichen Fertigungsverfahren in Strukturen (oder Produkte) um, wie zum Beispiel:
Abgehackt
Verformung
Montage
Der Schneidprozess
Wie der Name schon sagt, beinhaltet der Schneidprozess die Manipulation von Blechen durch das Erstellen von Schnitten mit speziellen Maschinen, darunter CNC-Laserschneider, Wasserstrahlschneider und Plasmaschneider. (Verwandter Artikel: Hier sind 5 Arten von CNC-Maschinen, die Sie unbedingt kennen müssen)
Der Verformungsprozess
Die Blechverformung beschreibt den Prozess der Formänderung des Blechs durch Biegen, Strecken und Stanzen. Der Prozess beinhaltet den Einsatz von Spezialwerkzeugen wie Abkantpressen und Metallstanzpressen.
Mit einer Abkantpresse können Sie Bleche in verschiedene Winkel und Formen biegen. Im Gegensatz dazu können Sie mit der Metallstanzpresse (mit Stempel und Matrize) spezifische Aufgaben wie Prägen, Säumen und Ziehen ausführen.
Montage
Montage beschreibt den Prozess des Zusammenbaus verschiedener Blechteile durch Befestigungselemente oder Schweißen. Das Schweißverfahren ist das gebräuchlichere von beiden, und Sie haben eine breite Palette von Schweißtechniken zur Auswahl, darunter Lichtbogenschweißen, Elektronenstrahlschweißen und andere.
Nehmen wir an, Sie möchten zwei Halterungen im rechten Winkel herstellen und montieren. Zuerst müssen Sie mit einem Laserschneider, Wasserstrahlschneider oder Plasmaschneider kritische Schnitte und Merkmale (wie Löcher) an den flachen Blechteilen erstellen.
Anschließend diese Bleche zwischen Stempel und Matrize der Abkantpresse legen und bis 90° biegen. Schließlich schweißen (oder klemmen) Sie diese Teile zusammen, um den gewünschten kundenspezifischen Metallfertigungsprototyp zu bilden.
# 3 Die Herstellung von Prototypen aus Blech hat viele Vorteile
Einer der Hauptgründe, warum Blech-Prototyping Unternehmen hilft, ist das Rätselraten, das bei der Herstellung erforderlich ist. Diese Prototypen dienen als physische Muster (oder Mock-up-Modelle) Ihrer Designkonzepte, sodass Sie die Leistung Ihres Designs testen und Fehler finden können, lange bevor die Fertigung beginnt.
Sie könnten die anfänglichen Kosten für die Herstellung von Blechprototypen als Nachteil sehen. Aber Sie könnten das große Ganze übersehen. Stellen Sie sich vor, wie viel Sie ausgeben müssten, wenn Sie zum Beispiel bis in die Fertigung gehen und am Ende eine ganze Reihe von Einheiten mit Fehlern haben.
# 4 Konstruktionsmaterialien für die Herstellung von Blechprototypen
Nahezu alle gängigen technischen Materialien werden in Plattenform verwendet. Einige der Metalle umfassen unter anderem Aluminium, Edelstahl, Kupfer und Magnesium. Die richtige Wahl hängt in der Regel von den gewünschten Endanwendungseigenschaften und den Anforderungen Ihres Produkts ab.
Wenn Ihr Produkt ein Leichtmetall mit hoher Wärme- und Korrosionsbeständigkeit erfordert, sollten Sie sich für Aluminium entscheiden. Edelstahl und Kupfer sind ideal, wenn Sie eine Mischung aus Festigkeit, Bearbeitbarkeit und guter Oberflächengüte suchen.
Magnesiumbleche bieten außerdem eine hohe Festigkeit und Haltbarkeit und sind leicht (etwa zwei Drittel der Dichte von Aluminium). Sie sind jedoch leicht entzündlich und stellen während (und nach) der Herstellung ein erhebliches Risiko für Sie dar. Sie sollten Magnesiumbleche vermeiden, es sei denn, es ist unbedingt erforderlich. (Verwandter Artikel: CNC-Bearbeitung von Magnesium: Was sind die Sicherheitsbedenken?)
#5 Best Practices für das Design von Blechprototypen
Die folgenden Konstruktionspraktiken helfen Ihnen, die Herstellungskosten und die Herstellungszeit für Blechprototypen zu reduzieren.
1: Konstruieren Sie Löcher mit einem Durchmesser von mindestens der Dicke des Blechs, da dies die Gefahr von Werkzeugbruch oder -beschädigung ausschließt.
2: Weisen Sie Schlüsseltoleranzen nur Merkmalen zu, die für die Funktionalität Ihres Prototyps wesentlich sind.
3: Gestalten Sie Lagen mit einem Radius, der größer (oder gleich) der Dicke des Blechs ist, da dies Ihr Design einfach und viel einfacher herzustellen hält.
4: Halten Sie alle Merkmale mindestens viermal so dick wie das Material von den Faltlinien entfernt, da die näheren Merkmale die Herstellung erschweren.
5: Outsourcen Sie den Herstellungsprozess an einen führenden Fertigungsbetrieb mit einer langjährigen Erfahrung mit qualitativ hochwertigen Dienstleistungen.
AIXI Precision Machining bietet seit fast zwei Jahrzehnten qualitativ hochwertige Rapid-Prototyping-Dienstleistungen für Bleche für eine Vielzahl von Branchen an. Unsere Fertigungsstätten können Ihnen bei der Herstellung kostengünstiger Blechprototypen durch eine Vielzahl von Verfahren helfen, darunter Laserschneiden, Prototypenstanzen, Biegen und Schweißen.