Plaatwerkproductie 101:een basiskennisgids

Voordat u ervoor kiest om met een nieuw productieproces te werken, is het belangrijk om de basisprincipes van de technologie te begrijpen. Dat wil zeggen, u moet bekend raken met wat het is, hoe het werkt en de verschillende voordelen ervan. In dit artikel behandelen we de basisprincipes van plaatbewerking. We willen licht werpen op deze metaalproductietechniek met talrijke toepassingen in vele industrieën.

Wat is S heet M etal F afkorting ?

Plaatwerk fabricage verwijst naar het draaien van platte metalen platen in metalen producten en structuren. Typisch omvatten plaatbewerkingsmethoden het transformeren van verschillende soorten plaatmetaal in onderdelen en componenten. Daarom is het nuttig om dit metaalvormingsproces niet als een enkel productieproces te zien, maar als een verzameling vormtechnieken.

Deze technieken werken vaak samen met elkaar om het vereiste onderdeel te produceren. De basistechnieken voor plaatbewerking omvatten snijden, buigen, ponsen, stempelen, lassen en afwerken. We zullen binnenkort ingaan op de details van deze technieken.

De productie van plaatwerk is geschikt voor een reeks metalen materialen. Bij RapidDirect produceren we bijvoorbeeld plaatwerkcomponenten van aluminium, staal, roestvrij staal, koper en messing. Het productieproces is zo gewoon dat het onwaarschijnlijk is dat u uw dag doorkomt zonder een product van plaatmetaal tegen te komen. Of het nu gaat om een ​​huishoudapparaat of om kleinere onderdelen zoals beugels of behuizingen, je vindt deze producten overal.

Een gids voor het ontwerpproces van plaatwerk

Veel mensen hebben de neiging om de basisstappen van het fabricageproces van plaatwerk niet te begrijpen. Het ontbreken van fundamentele kennis kan het moeilijk maken om realistische eisen en verwachtingen voor een project te hebben. De verwerkingsmethoden voor plaatwerk omvatten vaak een proces van meerdere stappen, waarbij verschillende bekwame experts en hulpmiddelen nodig zijn voor een succesvolle voltooiing van de taak.

Van begin tot eind omvat het ontwerpproces van de metaalfabricage:

Het idee

Elk rapid prototyping-proces begint met een idee, en plaatwerkontwerp is daarop geen uitzondering. Het begint met basisconcepten van wat je als ontwerper wilt. U kunt deze ideeën grofweg opschrijven om realistische eisen aan uw project te stellen. Het kan ook gaan om het ontwerpen van een 3D-model van het gewenste plaatwerkonderdeel. Het model bevat vaak vereisten voor wanddikte, buigradii, oriëntatie van het gat, buigtoeslag en meer.

Technische tekeningen maken

Na de voltooiing van een 3D-model is het nodig om tekeningen te maken voor productie. Voordat het werk kan beginnen, moeten ingenieurs blauwdrukken ontwikkelen. Deze blauwdrukken bepalen de specificaties van het plaatwerk dat nodig is om de eerste tekeningen te maken.

De tekeningen zijn wat naar de machinewerkplaats wordt gestuurd. De tekeningen bevatten vaak alle productie-informatie, zoals materiaalkeuze, oppervlakteafwerking en meer.

Maakbaarheidsanalyse

Samen met andere gerelateerde berekeningen worden de tekeningen opnieuw gecontroleerd om ervoor te zorgen dat ze voldoen aan de vereisten en specificaties. Het volgen van een DfM-strategie helpt om te focussen op het vereenvoudigen van de ontwerpen en mogelijke vermindering van het aantal onderdelen. Een dergelijke analyse suggereert het standaardiseren van onderdelen voor verschillende toepassingen.

Bovendien krijgen ingenieurs inzicht in het ontwikkelen van ontwerpen die eenvoudig te vervaardigen zijn. Zodra de maakbaarheidsanalyse is voltooid, zal er een definitieve winkeltekening zijn met diepgaande berekeningen van spannings-/rekniveaus en belastingsbeperkingen. De informatie die daarin beschikbaar is, zal het fabricageproces van het plaatwerk bepalen.

Prototype-ontwikkeling

Zodra er een ontwerpmodel voor plaatwerk is, voeren ingenieurs verschillende processen uit om de geometrie van het onderdeel te behouden. Deze methoden omvatten snijden, buigen, ponsen, stempelen en lassen. Oppervlakteafwerkingen helpen ook om de esthetiek van het gemaakte prototype te verbeteren. Het is belangrijk om deze stappen achter elkaar uit te voeren. Het proces haasten of een stap overslaan kan de kwaliteit en integriteit van het eindproduct in gevaar brengen.

Prototype testen

Nadat het prototype is ontwikkeld, evalueren klanten het prototype om er zeker van te zijn dat het aan hun eisen voldoet. Het testen kan ook het gebruik van dergelijke componenten in levensechte omstandigheden inhouden. Evaluatie kan ook worden gedaan met gebruikers die feedback geven over de producten.

Volledige productie

Een prototype dat de tests doorstaat en aan de vereiste specificatie voldoet, wordt volledig in productie genomen.

Blad M etal F afkorting M ethiek

Om de vorming van verschillende onderdelen met behulp van plaatbewerking te begrijpen, is het noodzakelijk om de verschillende soorten gebruikte technieken te kennen. Deze plaatbewerkingsmethoden helpen om vlakke platen van metaal om te zetten in driedimensionale, functionele componenten. Hieronder staan ​​de meest voorkomende plaatbewerkingstechnieken.

Snijden

Snijden is meestal de eerste stap in de productie van plaatwerk. Zoals de naam duidelijk aangeeft, bestaat het uit het snijden van de metalen plaat. Met andere woorden, fabrikanten beginnen met een rechthoekige metalen plaat en op basis van het onderdeelontwerp van de klant wordt het materiaal op maat gesneden. Er zijn verschillende methoden om plaatmetaal te snijden.

Het snijden van metalen platen is bijvoorbeeld mogelijk met behulp van shear, waarbij schuifkrachten worden gebruikt om door het metaal te snijden. Er zijn drie opties betrokken bij dit type snijden:knippen, ponsen en stansen. Aan de andere kant voeren verwerkers ook snijden uit zonder afschuiving. Dit is het ideale proces voor industriële projecten die precisiesnijden en snellere doorlooptijden vereisen.

Bij RapidDirect maken we gebruik van lasersnijden van plaatstaal, met een proces zonder afschuiving. Wij vinden dit proces beter geschikt voor industriële toepassingen. Lasersnijden maakt een hoge mate van precisie (+/- 0,1 mm) mogelijk en is tijdbesparend. We bieden ook plasmasnijden en waterstraalsnijden, die ook zeer nauwkeurig snijden bieden.

Stempelen

Stempelen is een koudvormmethode die platte metalen plano's in verschillende vormen transformeert. Het proces maakt gebruik van een gereedschap en een matrijs, die, wanneer ze worden geraakt, de vorm van het metaal veranderen door middel van schuifdruk.

Stempelen is een bredere term binnen de plaatbewerking. Het omvat zowel ponsen, buigen als embossing. Het bevat ook flenzen, wat inhoudt dat de metalen plaat zodanig wordt geveegd dat er flenzen worden gevormd.

Buigen

Buigen is een andere cruciale stap in de fabricage van plaatwerk. Zoals de naam al aangeeft, bestaat het uit het buigen van de metalen platen. Metaalfabrikanten buigen plaatstaal met behulp van kantpersen, walsmachines en andere apparatuur. De uitrustingssets creëren standaardvormen zoals U-bochten of V-bochten.

Ondanks hoe eenvoudig buigen voor het ongetrainde oog lijkt, is het een nogal complex proces dat een zeer bekwame fabrikant vereist. Dit is voornamelijk te wijten aan het optreden van "terugvering", de term voor wanneer metaal onvermijdelijk probeert zijn oorspronkelijke platte structuur terug te krijgen na het buigen. Om dit fabricageprobleem van plaatwerk op te lossen, moeten operators het onderdeel te ver buigen zodat de terugveringshoek de gewenste hoek is.

Ponsen

Ponsen is een techniek die wordt gebruikt om gaten in een metalen plaat te maken. De methode is gebaseerd op een pons en matrijs (vaak gemaakt van een hard metaal). De materialen gebruiken afschuifkracht om gaten in de metalen plaat te perforeren. De matrijs verzamelt vervolgens het afvalmateriaal dat uit het gat is gemaakt. Ponsen helpt ook om een ​​inkeping in de metalen plaat te maken. Bij RapidDirect kan onze CNC-ponscapaciteit gaten maken met een diameter tot 50 mm.

Lassen

Lassen is een van de laatste fasen van de plaatbewerking. Het is een fundamenteel proces van plaatwerk voor het samenvoegen van metalen stukken tot een enkel onderdeel. Er is een breed scala aan lastechnieken beschikbaar, waaronder staaflassen, MIG en TIG.

Hoewel ze gevarieerd zijn in hun benadering, hebben ze alle drie de functie om metaal samen te voegen door de rand van het onderdeel te smelten en vulmiddel toe te voegen. Dit creëert een metallurgische band tussen de stukken, waardoor ze sterk samensmelten. Lassen is natuurlijk alleen nodig als een product met twee of meer losse componenten wordt geleverd.

Als u componenten van plaatstaal nodig heeft, neem dan nu contact op met RapidDirect.

Materiaalselectie voor plaatbewerking

Er is een breed scala aan materialen die worden gebruikt in de plaatbewerking. Het is belangrijk om de beste keuze voor uw product te maken om een ​​optimale kwaliteit te garanderen.

Uw keuze moet afhangen van uw gewenste eindproduct en de algemene verwachtingen ervan. Hier zijn enkele van de plaatwerkmaterialen die bij de fabricage worden gebruikt:

• Roestvrij staal – Er zijn verschillende RVS soorten waaruit u kunt kiezen. Ze kunnen austenitisch roestvrij staal zijn. Dit zijn niet-magnetische metalen met een hoog nikkel- en chroomgehalte. Ze worden veel gebruikt vanwege hun weerstand tegen corrosie en vervormbaarheid. Ferritisch roestvast staal daarentegen is magnetisch. Ze zijn goed voor niet-structurele of decoratieve toepassingen. Martensitisch roestvrij staal geeft ook sterke en corrosiebestendige producten.
• Warmgewalst staal – Een staalsoort die wordt geproduceerd wanneer een reeks rolprocessen (bij meer dan 1700 graden Fahrenheit) staal maakt. Je kunt dergelijke staalsoorten gemakkelijk tot grote stukken vormen vanwege hun flexibiliteit.
• Koudgewalst staal – Dit is in wezen warmgewalst staal met verdere bewerking. Ze zijn soepeler en hebben betere toleranties.
• Voorgeplateerd staal – Deze worden ook wel verzinkte plaatmaterialen genoemd. Ze zijn voorzien van een beschermende coating om roesten te voorkomen. Ze ondersteunen ook eenvoudige verwerkingsmethoden voor plaatmetaal dankzij de verhoogde ductiliteit.
• Aluminium – Een andere populaire keuze voor de productiesectoren. Het wordt geleverd met een uitstekende sterkte-gewichtsverhouding. Het wordt ook geleverd met veel kenmerken die het helpen om aan veel toepassingsvereisten te voldoen.
• Koper/Messing – Messing bewerken is eenvoudig, dankzij het lagere zinkgehalte. Kopermetalen worden ook geleverd met beschermende oxidelagen om corrosie te voorkomen. Beide materialen zijn wenselijk in architecturale producten voor een esthetisch aantrekkelijk uiterlijk.

Selectie van oppervlakteafwerking voor plaatbewerking

Oppervlakteafwerking is een ander belangrijk aspect van de fabricage van plaatwerk op maat. De metalen oppervlakteafwerkingen hebben zowel esthetische als functionele voordelen.

Enkele van de oppervlakteafwerkingen die u op plaatwerk kunt aanbrengen zijn:

• Zandstralen – Bij deze methode wordt met hoge snelheid zand of andere schuurmiddelen tegen het plaatwerk geschoten. Het geeft het plaatwerk dus een matte textuur om het klaar te maken voor coating.
• Polijsten polijsten – Bij deze methode wordt een stoffen wiel gebruikt om het metalen oppervlak te polijsten, waardoor het er glanzend uitziet.
• Poedercoating – Dit houdt in dat poederverf direct op het metalen onderdeel wordt gespoten. Dit wordt gevolgd door het bakken van het onderdeel in een oven om een ​​slijtvaste laag te vormen.
• Anodiseren – Anodiseren helpt om een ​​component te krijgen met uitstekende roestwerende eigenschappen. Het verbetert ook de hardheid en duurzaamheid van het oppervlak.
• Chemische films – Dit zijn afwerkingen die een goede geleidbaarheid en corrosiebestendigheid bieden. Dit coatingproces dient het beste als basis voor verf en geeft een gouden oppervlakteafwerking.

Ontwerpoverwegingen voor plaatbewerking

Hier zijn enkele van de belangrijke ontwerpkenmerken waarmee u rekening moet houden bij het modelleren van een plaatwerkonderdeel:

• Wanddikte: Uniforme dikte is erg belangrijk voor elke geometrie. Voor geometrieën met meer dan één wanddikte zijn plaatmetalen van verschillende diktes nodig. Daarom kan de uitlijning en oriëntatie van onderdelen onnauwkeurig zijn of tijd kosten.
• Buigradii: Het is belangrijk om de binnenste buigradius van plaatwerk minimaal gelijk te houden aan de dikte. Dit helpt om vervormingen en breuken in de laatste delen te voorkomen. Door de buigradii consistent over het onderdeel te behouden, zijn kosteneffectiviteit en goede oriëntatie gegarandeerd.
• Bend-toelage en aftrek: Buigtoeslag is het materiaal dat moet worden toegevoegd aan de werkelijke lengtes van de onderdelen om een ​​vlak patroon te helpen ontwikkelen. Buigaftrek is het materiaal dat van de lengte van de flenzen moet worden verwijderd om een ​​vlak patroon te krijgen.
• K-factor: K-factor is het plaatwerkproces is de verhouding van neutrale as tot materiaaldikte. Deze waarde verandert met betrekking tot de verschillende fysieke eigenschappen en dikte van de gebruikte materialen.
• Oriëntatie van gaten en sleuven: Deze factoren zijn ook erg belangrijk. De diameter van gaten en sleuven moet minstens zo groot zijn als de dikte van het plaatwerk. De gaten moeten ook redelijk uit elkaar liggen. Ze mogen nooit te dicht bij de rand van het materiaal komen.

Andere extra functies om te overwegen zijn zomen, inkepingen, lipjes, krullen, filets, verzinkingen.

Enkele DfM-tips voor plaatbewerking

Het is belangrijk om enkele effectieve ontwerptips voor plaatbewerking op te merken voor een betere en snelle creatie van componenten.

Het is van vitaal belang om de gatgrootte, uitlijning en locaties op te geven in een plaatwerkontwerp. Gatendiameters die kleiner zijn dan de dikte van het plaatwerk kan resulteren in een lange polijsting, hoge ponsbelasting en overmatige braamvorming. Daarom moeten de gatdiameters groter zijn dan de dikte van het plaatwerk.

Ook moet de afstand tussen de gaten minimaal tweemaal de plaatdikte zijn. In gevallen waar er een gat in de buurt van de rand moet zijn, moet de afstand tussen het gat en de rand minimaal de plaatdikte zijn.

Kragen en buigontlasting in de buurt van doorsteekzones helpen om plaatmetalen onderdelen te versterken. Korrelstructuren zijn ook belangrijk om scheuren in delen met lipjes of nokken te voorkomen. De nokken mogen niet evenwijdig aan de nerfrichting zijn. Dit kan leiden tot de vorming van scheuren. In plaats daarvan moeten ze loodrecht of iets minder dan 45 graden in de richting van de nerf staan.

U moet ook de pons-tot-die-spelingen groot houden om voortijdige slijtage van de pons te voorkomen. Ook heb je de neiging om de stijfheid te vergroten door kralen op bochten en afschuiningen in hoeken te plaatsen. Op deze manier kunt u het terugverende effect verminderen. Een onderdeel van plaatstaal kan gemakkelijk zijn vlakheid en sterkte behouden door rond uitlopende gaten te draaien.

RapidDirect's plaatwerkproductie

Plaatwerk fabricage is een wetenschap en een kunst. Het uitgebreide scala aan nuances en technieken maakt het belangrijk voor een bekwame metaalverwerker om elk project uit te voeren. Aangezien u de basisprincipes van plaatwerkontwerp kent, kunt u de rest door een professionele service laten doen!

Met RapidDirect profiteert u van de voordelen van de plaatbewerkingsmethoden en van onze geautomatiseerde en sterk gestroomlijnde productieservice. Met onze service kunt u binnen 12 uur een offerte voor plaatbewerking verwachten en een levertijd van maar liefst drie dagen.

Ons aanbod voor snelle prototyping omvat ook een solide en betrouwbare productiecapaciteit (geleid door ons deskundige team met meer dan 20 jaar ervaring) en technische en kwaliteitsborging, waaronder SGS- en RoHS-materiaalcertificeringen, in-process kwaliteitsrapporten en eerste artikelinspectie.