Изготовление листового металла — ценный метод создания прототипов и 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 обрабатывает листовой металл по-разному. Эти различные процессы могут включать резку листового металла — лазерный раскрой 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.
Что такое изготовление листового металла?
Изготовление листового металла представляет собой 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, а более толстые могут больше подходить для тяжелых деталей с тяжелыми условиями эксплуатации.
Для частично плоских или полых деталей изготовление листового металла может быть рентабельной альтернативой таким процессам, как литье и механическая обработка. Процесс также быстрый и приводит к минимальным потерям материала.
Изготовление листового металла широко используется для изготовления промышленных и потребительских деталей, а также в специализированных отраслях, таких как автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность, энергетика и робототехника.
Изготовление листового металла: Резка
Одним из трех основных способов обработки листового металла является его резка. В этом смысле изготовление листового металла можно считать субтрактивным производственным процессом (подобно обработке с ЧПУ), потому что пригодные для использования детали можно изготавливать, просто удаляя участки материала.
Производители могут резать листовой металл, используя различные механизмы, некоторые из которых являются уникальными для производства листового металла.
Одним из основных способов резки листового металла является лазерная резка. Лазерный резак использует мощный лазер, усиленный линзой или зеркалом. Это точная и энергоэффективная машина, подходящая для тонкого или среднего листового металла, но она может с трудом проникать в самые твердые материалы.
лазерная резка pictureДругим процессом резки листового металла является гидроабразивная резка. Гидроабразивная резка — это метод изготовления листового металла, при котором для разрезания металла используется струя воды под высоким давлением (смешанная с абразивным веществом). Гидроабразивная резка особенно полезна для резки листового металла с низкой температурой плавления, поскольку они не выделяют тепло, которое могло бы чрезмерно деформировать металл.
Третьим вариантом резки листового металла является плазменная резка. Плазменная резка создает электрический канал ионизированного газа, который образует струю горячей плазмы, которая легко проникает даже в толстые листы металла. Несмотря на то, что они менее точны, чем лазерные или водоструйные резаки, плазменные резаки быстры и мощны при низких затратах на настройку.
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.
Процесс перфорирования (иногда называемый прокалыванием), например, создает точные отверстия в листовом металле с помощью пуансона и штампа. Листовой металл помещается между двумя компонентами, и пуансон пробивается через металл, чтобы достичь штампа. В процессе штамповки перфорированные круглые куски удаленного материала превращаются в лом, но эти круглые куски также можно использовать в качестве новых заготовок: это называется вырубкой.
При создании большого количества отверстий аналогичное оборудование можно использовать и 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 изменения листового металла и манипулирования им, не разрезая его.
Одним из основных деформационных процессов является изгиб листового металла. Используя машину, называемую тормозом, компания по производству листового металла может сгибать листовой металл в V-образные, U-образные формы и каналы под углом до 120 градусов. Более тонкие листы металла легче согнуть. Также возможно сделать обратное: производители листового металла могут удалить горизонтальный изгиб из полосовых кусков листового металла с помощью процесса распрямления.
Процесс штамповки — это еще один процесс деформации, но его также можно рассматривать как отдельную подкатегорию. Он включает в себя использование гидравлического или механического штамповочного пресса, оснащенного инструментом и матрицей, и его работа аналогична штамповке, хотя материал не обязательно должен удаляться. Штамповка может использоваться для определенных задач, таких как завивка, рисование, тиснение, отбортовка и подшивка.
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. Этот процесс похож на токарную обработку с ЧПУ или даже на гончарное вращение, и он полезен для создания закругленных деталей из листового металла: конусов, цилиндров и т. д.
Менее распространенные процессы деформации листового металла включают прокатку, которая 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 постоянства толщины).
Некоторые процессы занимают промежуточное положение между резанием и деформацией. Например, процесс расширения листового металла включает в себя прорезание нескольких прорезей в металле, а затем растягивание листа в раскрытом виде, как гармошку.
Изготовление листового металла: Сборка
Резка и деформация листового металла — это два способа формирования листового металла. Третий способ — сборка либо с помощью обычных креплений, либо 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 изготовления отверстий для заклепок и других крепежных деталей.
Компоненты из листового металла также могут быть соединены вместе с помощью процесса сварки, при котором применяется тепло 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 при определенных типах сварки: дуговой, электронно-лучевой, контактной и т. д.
Выбор правильных процессов изготовления листового металла
Если вы уже спроектировали детали из листового металла, скорее всего, у вас есть хорошее представление о процессах изготовления, которые будут использоваться для реализации проекта. Фактически, некоторые утилиты САПР, такие как Autodesk Fusion 360 и Dassault Systemes Solidworks, позволяют создавать элементы, которые соотносятся с физическими процессами производства листового металла, такими как гибка и штамповка.
Независимо от вашего уровня опыта, специалисты 3ERP по обработке листового металла помогут вам доработать ваши проекты и выбрать между аналогичными процессами, такими как лазерная резка и гидроабразивная резка.
