Руководство по процессам изготовления листового металла: резка, гибка и не только

Изготовление листового металла — ценный метод создания прототипов и производства для изготовления прочных функциональных деталей, таких как панели, кронштейны и корпуса.

Однако, в отличие от других производственных технологий, изготовление листового металла на самом деле включает в себя множество различных процессов, каждый из которых позволяет манипулировать листовым металлом по-разному. Эти различные процессы могут включать в себя резку листового металла, придание ему формы или соединение различных его частей вместе.

В этом руководстве рассматриваются основные процессы изготовления листового металла и объясняется, как они работают и для чего используются.

Как выбрать идеальный диван? Советы для каждого

Что такое изготовление листового металла?

Изготовление листового металла — это набор производственных процессов для превращения листового металла в функциональные детали. В этом руководстве мы разделили процессы на три категории: резка, деформация и сборка.

Обычные листовые металлы включают сталь, нержавеющую сталь, алюминий, цинк и медь, и эти материалы обычно имеют толщину от 0,006 до 0,25 дюйма (от 0,015 до 0,635 сантиметра). Более тонкие калибры более податливы, в то время как более толстые могут больше подходить для деталей, работающих в тяжелых условиях.

Для частично плоских или полых деталей изготовление листового металла может быть рентабельной альтернативой таким процессам, как литье и механическая обработка. Этот процесс также быстр и приводит к минимальным потерям материала.

Изготовление листового металла широко используется для производства промышленных и потребительских деталей, а также в таких специализированных отраслях, как автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность, энергетика и робототехника.

Изготовление листового металла: Резка

Один из трех основных способов манипулирования листовым металлом — его разрезать. В этом смысле изготовление листового металла можно рассматривать как субтрактивный производственный процесс (например, обработку с ЧПУ), потому что пригодные для использования детали можно изготавливать, просто удаляя части материала.

Производители могут резать листовой металл, используя множество различных механизмов, некоторые из которых являются уникальными для производства листового металла.

Одним из основных методов раскроя листового металла является лазерная резка . В лазерном резаке используется мощный лазер, усиленный линзой или зеркалом. Это точный и энергоэффективный станок, подходящий для тонких и средних толщин листового металла, но может с трудом проникать в самые твердые материалы.

Лазерная резка картины

Другой способ резки листового металла — это гидроабразивная резка . Гидроабразивная резка — это метод изготовления листового металла, при котором для прорезания металла используется струя воды под высоким давлением (смешанная с абразивным веществом). Водоструйные резаки особенно полезны для резки листового металла с низкой температурой плавления, поскольку они не выделяют тепло, которое могло бы чрезмерно деформировать металл.

Третий вариант резки листового металла — плазменная резка . Плазменный резак создает электрический канал ионизированного газа, который образует струю горячей плазмы, которая легко проникает даже в толстые листы металла. Хотя они менее точны, чем лазерные или водоструйные резаки, они быстрые и мощные с низкими затратами на установку.

Эти три станка для резки могут использоваться не только для листового металла, но и для других материалов, но есть некоторые методы, используемые исключительно для изготовления листового металла.

Например, в процессе штамповки (иногда называемой пробивкой ) в листовом металле создаются точные отверстия с помощью штампа и штампа. Листовой металл помещается между двумя компонентами, и пуансон проталкивается через металл, чтобы достичь матрицы. В процессе штамповки штампованные круглые куски удаленного материала превращаются в лом, но эти круглые куски также могут использоваться как новые заготовки: это называется вырубкой .

При создании множества отверстий подобное оборудование можно использовать для перфорации листового металла.

Изготовление листового металла: деформация

Другой важной категорией процессов изготовления листового металла является деформация листового металла. Эта группа процессов содержит множество способов изменять и манипулировать листовым металлом, не разрезая его.

Один из основных процессов деформации — гибка листового металла . Используя станок, называемый тормозом, компания, производящая листовой металл, может сгибать листовой металл в V-образную, U-образную форму и швеллеры под углом до 120 градусов. Более тонкие листы металла легче гнуть. Также можно поступить и наоборот: производители листового металла могут удалить горизонтальный изгиб с полосообразных кусков листового металла с помощью процесса декамберинга .

Процесс штамповки — это еще один процесс деформации, но его также можно рассматривать как отдельную подкатегорию. Он включает использование гидравлического или механического штамповочного пресса, оснащенного инструментом и матрицей, и его работа аналогична штамповке, хотя материал не обязательно удалять. Штамповку можно использовать для конкретных задач, таких как скручивание , рисование , тиснение , отбортовка и кромка .

Прядение — это процесс изготовления листового металла, в отличие от других методов деформации, в котором используется токарный станок для вращения листового металла, когда он прижимается к инструменту. Процесс похож на токарную обработку с ЧПУ или даже на прядение керамики, и он полезен для создания закругленных деталей из листового металла: конусов, цилиндров и т. Д.

Гибка, штамповка, прядение, методы изготовления листового металла

Менее распространенные процессы деформации листового металла включают вращение , которое используется для создания сложных кривых в листовом металле, и прокатку , при которой листовой металл подается между парой роликов для уменьшения его толщины (и / или увеличения согласованности по толщине).

Некоторые процессы находятся на полпути между резанием и деформацией. Например, процесс расширения листового металла включает в себя прорезание нескольких прорезей в металле, а затем растяжение листа, как гармошку.

Изготовление листового металла: Сборка

Резка и деформация листового металла — это два способа формования листового металла. Третий способ — сборка с использованием обычных креплений или другими способами.

Хотя это не всегда считается производственным процессом, сборка разрозненных компонентов деталей из листового металла с использованием крепежных болтов, винтов и заклепок является важной частью общего производственного процесса. Другие процессы изготовления листового металла, такие как штамповка, могут выполняться специально для выполнения отверстий для заклепок и других крепежных деталей.

Компоненты из листового металла также могут быть соединены вместе с использованием процесса сварки , в котором тепло применяется для расплавления участка металла, где он соединяется с другим компонентом. Расплавленный металл двух компонентов сплавился, образуя прочное соединение. Обычные листовые металлы, такие как нержавеющая сталь и алюминий, обладают хорошей свариваемостью, хотя разные металлы могут лучше свариваться с помощью определенных типов сварки: дуги, электронно-лучевой сварки, сопротивления и т. Д.

Выбор правильного процесса изготовления листового металла

Если вы уже спроектировали детали из листового металла, скорее всего, у вас есть хорошее представление о производственных процессах, которые будут использоваться для реализации проекта. Фактически, некоторые служебные программы САПР, такие как Autodesk Fusion 360 и Dassault Systemes Solidworks, позволяют создавать элементы, которые коррелируют с физическими процессами производства листового металла, такими как гибка и штамповка.