Окончательное руководство по изготовлению прототипов из листового металла

Прежде чем приступить к изготовлению деталей из листового металла, вам нужен прототип.

Поэтому в данном руководстве рассмотрены основные аспекты создания прототипов деталей из листового металла.

От определений, техник, пользы до выбора материалов – это руководство дает вам четкое представление о том, на что вам необходимо обратить внимание.

Давайте погрузимся в тему:

Что такое прототипирование из листового металла?

Прототипирование в обработке листового металла – это процесс создания модели или образца конечной детали из листового металла. Другими словами, это первые детали или компоненты из листового металла, которые вы сделаете перед началом массового производства.

Следовательно, прототип и конечный листовой металл имеют одинаковые характеристики.

Возможно, вы задаетесь вопросом, почему это важно – я вскоре объясню.

Преимущества прототипирования из листового металла

Любой серьезный процесс обработки листового металла начинается с разработки прототипа. Есть много причин, почему металлическое прототипирование следует воспринимать серьезно:

1. Позволяет контролировать качество – вы можете проверить соответствие и функциональность продукта. Конечно, вы будете тестировать деталь из листового металла на соответствие теоретическим или проектным расчетам.
2. Вы можете верифицировать дизайн до начала собственно обработки листового металла
3. Позволяет вам ознакомиться с осязаемым продуктом до фактического производства – благодаря этому можно получить отзывы о продукте и внести необходимые корректировки.
4. Помогает исправить ошибки и возможные неисправности
5. Разработка прототипа позволит исключить все предположения, которые были сделаны на стадии проектирования
6. Упрощает переход к фактическому и массовому производству.

Ограничения прототипов из листового металла

Даже когда вы занимаетесь прототипированием из листового металла, вы столкнетесь с некоторыми вызовами, такими как:

1. Точное прототипирование из листового металла может быть сложным – помните, что прототип будет вашим первым “шаблоном”. То есть у вас нет осязаемых продуктов для сравнения. Все, что у вас есть, это технический чертеж и теоретические значения.
2. Процесс изготовления может быть медленным – вам потребуется настроить машину или процесс для соответствия вашему новому дизайну и конфигурации, что может занять время.
3. Стоимость может быть высокой – на данном этапе всё является “пробой”. Поэтому, если вы не будете осторожны, расходы могут быть велики.

Методы прототипирования из листового металла

За годы были существенные разработки в области изготовления прототипов из листового металла. Фактически, современные технологии делают весь процесс быстрее, проще и экономичнее.

Помните, что выбор техники прототипирования из листового металла будет зависеть от конечного продукта. Давайте рассмотрим некоторые из наиболее распространенных вариантов:

3D Печать

Хотя металлическая 3D печать предлагает быстрый и экономичный способ прототипирования, она может не подходить для процессов испытаний на тепло и стресс. На этом этапе вы будете использовать 3D принтер.

Стандартные методы обработки металла

Идеально это включает в себя:

• Резка листового металла
• Формирование листового металла
• Сборка изделий из листового металла
• Нанесение подходящего финишного покрытия на конечный продукт

Помните, существует множество техник, которые вы можете использовать на каждом этапе.

Возьмем, к примеру:

• Резка листового металла – вы можете использовать лазерную резку, пилу, водоструйною резку, плазменную резку и т. д.
• Формирование листового металла – это включает в себя придание листовому металлу подходящей формы путем гибки, штамповки и т. д.
• Сборка деталей из листового металла – для этого эффективны сварка, заклепки, болты и гайки
• Добавление дополнительных элементов при необходимости, таких как ручки, пазы и т. д.
• Нанесение всех необходимых покрытий – можно красить, анодировать, полировать, покрывать или шлифовать поверхность

Независимо от того, используете ли вы 3D печать или обычное производство из листового металла, вы должны провести тщательные испытания. Это обеспечит контроль качества детали из листового металла во время создания прототипа металлического изделия.

Материалы Прототипирования из Листового Металла

Чаще всего используется тот же материал, что и для финальной металлической детали. Например, если финальная деталь будет изготовлена из нержавеющей стали, то и прототип следует изготовить из нержавеющей стали.

Вы можете изготовить прототип из следующих металлических листов:

• Нержавеющая сталь
• Титан
• Алюминий
• Медь
• Магний
• Оцинкованная сталь
• Латунь и т.д.

Однако при работе с драгоценными, редкими или очень дорогими материалами необходимо принимать обдуманные решения. В таких случаях прототип можно изготовить из пластика или другого более дешёвого альтернативного материала.

Тем не менее, при испытаниях деталей и компонентов необходимо соблюдать осторожность.

Лучшие Практики Проектирования при Изготовлении Прототипа из Листового Металла

Хотя каждый прототип из листового металла может иметь уникальные правила и технические характеристики, некоторые правила проектирования обеспечивают успех.

Например, следующие меры критически важны при изготовлении прототипов для металлов:

• Выбор подходящей толщины листового металла или меры утолщения
• Знание свойств листового металла, из которого можно выбрать наилучшую технологию прототипирования листового металла
• Работа с более строгими допусками для деталей, критически важных для функциональности конечного продукта. В большинстве случаев более строгие допуски означают повышенную стоимость изготовления листового металла. К тому же допуски будут варьироваться в зависимости от детали листового металла.
• Соблюдение простоты дизайна, так как это облегчит процесс изготовления и сократит стоимость
• Для гибки листового металла радиус должен быть равен или больше толщины листа

Более того, доверьте изготовление прототипа из листового металла репутабельному производителю, это поможет сократить ненужные расходы. Если возможно, можете аутсорсить процесс создания металлических прототипов.

Проектирование с Предварительным Учётом Производственных Возможностей (DFM) в Прототипах из Листового Металла

DFM играет ключевую роль в изготовлении прототипов из листового металла. В идеале это поможет вам сэкономить время и деньги как в процессе прототипирования, так и в фактическом процессе изготовления из листового металла.

Некоторые основные аспекты DFM в изготовлении листового металла:

• DFM поможет вам выбрать лучший материал листового металла для вашего применения
• Он поможет вам минимизировать количество деталей
• Применение простой техники изготовления листового металла для прототипов
• Выбор простых и эффективных процессов сборки листового металла
• Помогает оценить толщину деталей прототипа из листового металла исходя из:

i. Размера и расположения отверстий, если таковые имеются в дизайне

ii. Зазора между пуансоном и матрицей

iii. Воротников и штамповки

iv. Структуры зерна листового металла

v. Разгрузки изгиба и кромок

vi. Углы и точки

vii. Толщина стенок

В двух словах, DFM всегда критичен даже до начала дизайна и изготовления прототипа из листового металла.

Применение Прототипирования из Листового Металла

Производители листового металла практически во всех отраслях промышленности используют процесс прототипирования. Следовательно, вне зависимости от того, работаете ли вы в:

1. Индустрии бытовых приборов
2. Аэрокосмической индустрии
3. Медицинской индустрии
4. Автомобильной промышленности
5. Архитектурной индустрии и т.д.

Разумно сделать прототип перед началом фактического процесса изготовления из листового металла.

Заключение

Вкратце, изготовление прототипа из листового металла – это важный шаг, который нельзя игнорировать. Он поможет вам сэкономить время, оценить качество и планировать более быстрый процесс изготовления листового металла.

В KDMFAB мы поможем вам со всеми процессами прототипирования листового металла.

Дополнительные Ресурсы:

Индивидуальное Производство Листового Металла – Источник: KDMSTEEL

Металлическая 3D печать – Источник: HUBS

Лазерная Резка Листового Металла – Источник: KDMFAB

Точное Производство Листового Металла – Источник: KDMFAB

Гибка Листового Металла – Источник: KDMFAB

Отделка Листового Металла – Источник: KDMFAB

DFM – Источник: Wikipedia