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钣金加工工艺简介

钣金加工是一种将金属平板(厚度通常在 0.15 毫米至 10 毫米之间)制成各种形状的部件和结构的工艺. 这种工艺的原料是平整的金属板。金属板加工用于制造诸如外壳、机箱、支架、冲压部件、卷曲等物体。它也用于装饰目的,可以在金属板上制作各种图案。

如何进行钣金加工?

从原材料到最终产品的过渡通常需要以下三个过程中的一个或多个:材料去除(切割)、变形和装配。如果需要执行所有这些过程,通常会按照时间顺序进行。

材料去除

这涉及切割原材料以获得所需的形状。为了确保最大的精度、速度和效率,通常会使用数控水刀、等离子和激光切割技术。在一些情况下,电火花加工(EDM)也可能是一个选择。

激光切割

激光切割利用高密度激光束直接照射工件,通过熔化、蒸发或燃烧的方式精确切割材料。激光切割机广泛应用于切割、打孔和雕刻领域。常见的三种激光器类型包括CO2(二氧化碳)、Nd(钕)和Nd:YAG(掺钕钇铝石榴石),它们各自在切割技术中具有不同的优势和适用范围。

CO2激光器具有高能效和高功率输出比,主要用于切割薄材料、雕刻和打孔。Nd激光器虽然能量高,但重复效率较低,适用于雕刻、打孔和焊接。Nd:YAG激光器功率输出非常高,可以切割较厚的材料,但是其运行成本比CO2激光器更高。

激光切割过程 (Sudobob.com)

激光切割机可用于铝、钢、铜、不锈钢等金属的加工。它们最适合于切割薄工件(铝最大厚度为15毫米,钢为6毫米)、雕刻和打孔。

水射流切割

水射流切割中,使用喷嘴将高压水流聚焦在工件上进行切割。对于相对软的材料如橡胶和木材,仅使用水。而对于金属等硬材料,则使用水和磨料颗粒的混合物进行切割。

水射流切割过程 (gyfcat.com)

水射流切割可以切割各种厚度的材料。能够切割的最大厚度取决于材料的类型。在所有的数控切割方法中,水刀切割的精度最高,公差在0.05毫米到0.1毫米之间。其高精度的一个原因是,与等离子和激光切割不同,水刀切割不会产生热量,因此在工件中没有热影响区。

水射流切割非常灵活,可以用于切割硬材料如铝、钢、铜、不锈钢和其他金属合金,也可以用于切割较软的材料如聚合物、弹性体、木材和泡沫。

等离子切割

等离子切割通过向气体施加热量和能量将其转化为等离子体。然后使用惰性气体或空气加速热等离子体从切割喷嘴喷出,作用于工件上。等离子体与工件形成电弧,使其熔化和切割。作为一种电学过程,等离子切割只能处理电导性材料。

等离子切割过程 (gyfcat.com)

等离子切割机可以切割非常厚的材料,例如铝可达300毫米,钢材可达200毫米,公差为0.2毫米。使用等离子切割机还可以处理不锈钢、铜和其他金属合金。根据所需部件的复杂程度,可以选择使用2轴或3轴切割机。

虽然等离子切割机不如水刀和激光切割机那样多样化和精确,但对于厚电导金属部件来说,它们是最佳选择,因为在切割此类材料时速度更快,成本效益更高。

变形

这个过程是通过控制施加力量来弯曲或形成金属板材成所需的形状。变形过程包括使用模具、液压和电磁制动器进行弯曲、成型、冲压和拉伸。

弯曲过程

装配

这是将各种加工过的工件组合在一起形成最终产品的过程。装配过程包括焊接、钎焊、铆接,有时也包括使用粘合剂。

材料

这个工艺最适合使用的金属包括铝及其合金、钢、铜及其合金,以及不锈钢。以下表格列出了用于钣金加工最流行的金属等级。

不锈钢
铝 1050P
铝 1100P
铝合金 1050
铝合金 1100
铝合金 5020
铝合金 5052
铝合金 5083
铝合金 6082
锌白铜
洋白铜
H62铜
SUS 301
SUS 303
SUS 304
SUS 316L
Q235
Q345
电解镀锌钢板SECC
冷轧板SPCC
镀锌板SGCC

后处理操作

在钣金加工中,常见的后处理操作包括喷丸处理、阳极氧化、粉末涂层和涂漆。对于变形或焊接的材料,会进行热处理以消除残余应力。

钣金加工的优点

钣金加工的优点如下所示。

  • 耐用性:该工艺能够生产出高度耐用的产品,无论是用于原型制作还是最终使用。
  • 可扩展性和成本效益:无论您需要单件一次性部件还是大批量生产,钣金加工都能提供快速且具有成本效益的解决方案。
  • 材料选择:这种加工方法可以处理多种金属,您可以从数百种具有不同优良特性的金属中进行选择。
  • 快速周转:使用数控技术进行钣金加工,使得该工艺既快速又高效。

使用钣金加工的行业

任何需要使用金属部件的行业都可能会涉及钣金加工。以下是一些使用该工艺的行业:

  • 机械制造
  • 工程和设计
  • 金属加工
  • 电子
  • 家具和城市基础设施
  • 机器人
  • 医疗和保健
  • 汽车
  • 乐器
  • 土木建筑

结语

在Xometry择幂科技,我们提供高精度、快速且优质的钣金加工服务,可制作铝、钢、铜合金等各种钣金部件。通过使用数控激光切割、等离子切割、水刀切割等自动化切割技术,以及变形和装配技术,我们能够保证成品的高精度和高质量。

此外,我们还可以根据您的需求进行后处理。如需获取即时报价,请将您的模型上传至我们的实时报价引擎