Essentiële gids: 5 cruciale inzichten voor productontwerpers over plaatmetaal prototyping

De plaatmetaalfabricage-industrie is een van de grootste industrieën in de wereld. Feitelijk werd de wereldwijde marktgrootte gewaardeerd op USD 265 miljard in 2018 en verwacht een CAGR van 5% van 2019 tot 2025.

Als productontwerper, vooral van consumentenproducten, is de kans heel groot dat je weet hoe waardevol plaatmetaal prototype fabricage is in productontwikkeling. Toch ben je misschien onzeker over hoe plaatmetalen gefabriceerd worden of de beste ontwerppraktijken voor plaatmetaalstructuren.

Dit artikel dekt al dit en nog veel meer. Het presenteert vijf dingen die je moet weten over plaatmetaal prototyping voordat je zaken doet met een derde-partij fabricagewerkplaats.

#1 Plaatmetalen moeten aan een dikte-eis voldoen

Zoals veel andere productontwerpers, heb je plaatmetalen beschreven als metalen die in platte stukken bestaan?

Je hebt niet volledig fout, maar er is meer aan de definitie dan "platte stukken". Plaatmetalen hebben typisch een dikte variërend tussen 0,006 inch en 0,25 inch. Je kunt metalen dikker dan 0,25 inch beschrijven als "metaalplaten" en dunner dan 0,006 inch als "folies" of "blaadmetalen".

#2 Er bestaan veel verschillende plaatmetaal fabricageprocessen

In plaatmetaalfabricage begint de plaatmetaalwerker meestal met platte stukken metalen en transformeert ze in structuren (of producten) met verschillende fabricageprocessen, zoals:

• Snijden
• Vervorming
• Montage

Het snijproces

Zoals de naam suggereert, omvat het snijproces het manipuleren van het plaatmetaal door sneden te maken met speciale machines, waaronder CNC lasersnijders, waterstraalsnijders en plasma-snijders. (Gerelateerd: Hier zijn 5 typen CNC-machines die je absoluut moet kennen)

Het vervormingsproces

Plaatmetaal vervorming beschrijft het proces van het veranderen van de vorm van het plaatmetaal door buigen, rekken en trekken. Het proces omvat het gebruik van gespecialiseerde tools zoals persbanken en metaalstempelpressen.

Een persbank stelt je in staat om plaatmetalen in verschillende hoeken en vorm te buigen. In tegenstelling, stelt de metaalstempelpers (met een stamp en een vorm) je in staat om specifieke taken uit te voeren zoals verhoogd drukken, kanten omvouwen en trekken.

Montage

Montage beschrijft het proces van het verbinden van verschillende plaatmetaalonderdelen samen met bevestigingsmiddelen of via lassen. Het lassenproces is het meer voorkomende van de twee, en je hebt een breed scala lastechnieken om uit te kiezen, waaronder booglassen, elektronenbundellas, en anderen.

Laten we zeggen dat je zoekt om twee rechthoekige beugels te fabriceren en monteren. Allereerst zul je sneden en kritieke kenmerken (zoals gaten) moeten maken op de platte plaatmetaalonderdelen met een lasersnijder, waterstraalsnijder of plasma-snijder.

Vervolgens plaats je deze metalen platen tussen de stamp en vorm van de persbank en buig tot je 90° bereikt. Ten slotte, letsel (of bevestig) deze onderdelen samen om de gewenste custom metaalfabricage prototype te vormen.

#3 Plaatmetaal prototype fabricage brengt veel voordelen met zich mee

Een van de grootste redenen waarom plaatmetaal prototyping bedrijven helpt is de gokwerk die het elimineert in productie. Deze prototypes fungeren als fysieke monsters (of mock-up modellen) van je ontwerpconcepten, wat je in staat stelt de prestaties van je ontwerp te testen en fouten lang voor productie begint te detecteren.

Je ziet misschien de initiële kosten van plaatmetaal prototype fabricage als een nadeel. Maar je mist misschien het grotere plaatje. Stel je voor hoeveel meer je zou moeten uitgeven als je, zeg, all-in gaat met productie en eindigt met een hele batch eenheden met fouten.

#4 Engineering materialen voor plaatmetaal prototype fabricage

Praktisch alle veelvoorkomende engineering materialen worden in de vorm van platen gebruikt. Enkele van de metalen omvatten aluminium, roestvrij staal, koper en magnesium, onder anderen. De juiste keuze hangt typisch af van de eindgebruikseigenschappen die je hoopt te krijgen en de vereisten van je product.

Je moet kiezen voor aluminium als je product een licht metaal met hoge sterkte, thermische en corrosieweerstand vereist. Roestvrij staal en koper zijn ideaal als je zoekt naar een mix van sterkte, bewerkbaarheid en goede oppervlakteafwerkingen.

Magnesium plaatmetalen bieden ook hoge sterkte en duurzaamheid, en ze zijn licht (ongeveer twee-derde de dichtheid van aluminium). Echter, ze zijn brandgevaarlijk en vormen een significant risico voor je tijdens (en na) fabricage. Je moet magnesium plaatmetalen vermijden tenzij het absoluut noodzakelijk is. (Gerelateerd: CNC-bewerking Magnesium: Wat zijn de veiligheidszorgens?)

#5 Beste ontwerppraktijken voor plaatmetaal prototypes

De volgende ontwerppraktijken helpen je productiekosten te verlagen en levertijden te verkorten bij het fabriceren van plaatmetaal prototypes.

1. Ontwerp gaten met een diameter ten minste gelijk aan de plaatmetaaldikte omdat dit de kans op een gereedschap breken of beschadigd raken elimineert.
2. Wijs sleuteltoleranties alleen toe aan kenmerken die kritisch zijn voor de functionaliteit van je prototype.
3. Ontwerp buigingen met een straal groter dan (of gelijk aan) de plaatmetaaldikte, want dit houdt je ontwerp eenvoudig en veel makkelijker te fabriceren.
4. Houd alle kenmerken minstens vier keer de materiaaldikte verwijderd van buiglijnen aangezien dichterbij gelegen kenmerken moeilijkheden creëren tijdens fabricage.
5. Outsource het fabricageproces aan een top-fabricagewerkplaats met een bewijzen track record van high-quality diensten.

Gensun Precision Machining heeft al bijna twee decennia high-quality plaatmetaal rapid prototyping diensten geleverd aan een grote verscheidenheid aan industrieën. Onze fabricagewerkplaatsen helpen je kosteneffectieve plaatmetaal prototypes te creëren door een verscheidenheid aan processen, waaronder lasersnijden, prototype stempelen, buigen en lassen.

Lees meer over onze plaatmetaalfabricagediensten.