Uma escolha de processo errada pode dobrar seu custo
Você projetou uma concha de metal perfeita: linhas suaves, estrutura delicada e funções completas. Os desenhos foram examinados repetidamente e os detalhes foram refinados. No entanto, quando você enviou o design ao fabricante com grandes expectativas, a citação que você recebeu foi como um balde de água fria derramada na sua cabeça -Excedendo muito o orçamento! Pode até ser dobrado!
Onde está o problema?
Muito provavelmente, o problema não é o design em si, mas uma escolha padrão aparentemente simples, mas crucial: você padrão para "Usinagem CNC", e seu design pode ser um típico"chapas metal"Parte em essência.
"Fabricação de chapa metal" e "usinagem CNC" - ambas as palavras representam "fabricação de metal", que parecem caminhos diferentes para o mesmo objetivo. Mas por favor, entenda:São duas filosofias de fabricação completamente diferentes, seguindo lógica subjacente completamente diferente.
A escolha errada não é apenas um desvio no caminho do processo. Significa desperdício de materiais, horários de trabalho crescentes e uso indevido de moldes, o que acaba se traduz diretamente em diferenças surpreendentes de custos e ciclos de produção incontroláveis. Compreendendo as principais diferenças entreFabricação de chapa metale a usinagem do CNC não é apenas uma discussão técnica no papel, mas oPrimeira etapa -chave para controlar efetivamente os custos e otimizar os ciclos de entregaNos estágios iniciais do desenvolvimento de produtos.
Fabricação de chapas metálicas vs usinagem CNC
Características |
Fabricação de chapa metal |
Usinagem CNC |
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Princípios principais | Deformação/conexão dominada: corte placa plana -> dobra/formação -> conexão (soldagem, rebite, etc.). | A essência é "moldar" placas finas. Dominado subtrativo: corte e remoção de materiais de espaços em branco sólidos (blocos, barras) para formas "esculpir". |
Peças mais adequadas | Parede fina, oca, tipo de caixa: chassi, alojamentos, suportes, painéis, dutos de ventilação, recipientes simples. | Estrutura sólida e complexa, características de alta precisão: moldes, acessórios, peças do motor, radiadores complexos, engrenagens, buchas de precisão, peças com superfícies 3D complexas. |
Vantagens principais | Custo (lotes grandes): A estampagem é extremamente eficiente. Utilização do material: geralmente alta (flanking plana). Prototipagem rápida: corte a laser + flexão é rápida. Luz: paredes naturalmente finas. |
Liberdade de design: geometria quase ilimitada (cavidades profundas, curvas complexas, orifícios em forma de especial, etc.). Precisão ultra alta e qualidade da superfície: até o nível de mícron. Consistência do material: toda a parte é feita de um único material sólido com desempenho uniforme. |
Restrições principais | Complexidade geométrica: é difícil processar cavidades fechadas, superfícies auto-intersetivas e características sólidas espessas. Consistência da espessura da parede: deve ser uniforme (determinado pela espessura inicial da folha). Limitações de precisão: erros cumulativos de flexão múltipla e deformação da soldagem afetam a precisão absoluta. |
Custo (material e tempo): muito desperdício de material (chips); tempo de processamento longo para peças complexas. As peças de paredes finas são fáceis de se deformar: as forças de corte podem fazer com que as paredes finas vibrem e se deformem, dificultando o processamento. Restrições de projeto: a acessibilidade da ferramenta precisa ser considerada (como cavidades profundas e lacunas estreitas). |
Drivers de custo | Lote: pequenos lotes (laser/flexão); Lotes grandes (custos de estampagem de molde são diluídos). Complexidade do recurso: número de dobras, moldes especiais, volume de soldagem. |
Volume do material: tamanho em branco e custo do material. Tempo de processamento: complexidade, requisitos de precisão, acabamento de superfície. Número de tempos de fixação: o aperto múltiplo aumenta o custo e o erro. |
Espessura do material típico | Placa fina: geralmente 0,5 mm - 6 mm (comum na flexão). A estampagem pode ser um pouco mais espessa, mas ainda está na categoria de "placa". | Sem restrições fixas: em teoria, espaços em branco muito grossos (dezenas de centímetros ou até metros) podem ser processados, e paredes finas também podem ser processadas (mas com grande dificuldade). |
Este guia começará com os princípios básicos e comparará profundamente as diferenças entre os dois processos em termos de precisão, custo e velocidade. Através de casos reais e diretrizes de design, isso ajudará a estabelecer uma estrutura clara de tomada de decisão.
Aqui está o que você aprenderá:
- Os principais princípios de trabalho do Sheet Metal e CNC:Análise aprofundada de como duas filosofias de fabricação completamente diferentes, “flexãoe moldar "e" escultura e remoção ", podem alcançar a fabricação de peças.
- Principais diferenças:Revele as diferenças decisivas e os cenários aplicáveis entre os dois nas dimensões principais, como precisão, custo, velocidade, liberdade geométrica e força material.
- Guia de otimização de design para engenheiros:Diretrizes de design projetadas particularmente parachapas metálicas e CNCPara ajudá -lo a ficar longe das armadilhas e alavancar as vantagens do processo para reduzir os custos. drasticamente.
- Caso prático de otimização de custos:Revele a verdadeira conta de como reduzimos o custo da produção de um alojamento de controlador industrial em 75% através da substituição do processo (Metalização das chapa).
A inteligência da fabricação híbrida: descubra como combinar as vantagens de chapa e CNC para obter uma precisão de custo versus versus em uma parte. - Perguntas e respostas rápidas especializadas (FAQ):Esclareça mal -entendidos (como "As chapa de chapa é sempre mais barata?", "O que é o processamento de chapa metal?") E fornecem consultoria especializada sobre seleção de materiais.
Agora, vamos dar uma olhada mais profundamente nesses dois processos elementares que caracterizam a fabricação de hoje e obtêm as idéias para tomar a melhor decisão para o seu projeto.
Por que confiar neste guia? Filosofia de fabricação da LS
Eu lido com milhares de peças reais por dia no LS. O que mais me tocou foi ver tantas peças "bem projetadas", mas caras. A causa raiz é tipicamente muito simples: por exemplo, o designer tinha o hábito de usar o comando "Extrude" no CAD, e pronto, uma parte que poderia ter sido simplesmente dobrada com chapas metálicas se tornou uma parte usinada de gobbling de material caro. Essa capacidade de ver a desconexão de "manufatura do design" é o núcleo do LS.
A singularidade de nossa experiência está na arena de processo cruzado:da aeroespacialPeças de precisão CNCCom tolerâncias rigorosas para o chassi de chapa de servidor que exige maior custo-efetividade, estamos profundamente envolvidos. É essa visão global que nos dá o poder da otimização de "transformar pedra em ouro".
Um exemplo típico:O cliente tinha uma parte a ser usinada por caroCNC de cinco eixos. Não fizemos isso diretamente, mas nos perguntamos:
Pode ser alcançado com uma combinação menos complexa e mais barata de processos? No final, nós o desmontamos em vários componentes básicos de chapa metal esoldadoeles, economizando clientes em até 70% dos custos sem comprometer as funções!
Isso não é uma teoria, mas uma solução prática que verificamos repetidamente na oficina rugindo.
O valor deste guia está neste.
Não é um livro teoria, mas o verdadeiro conhecimento temperado comEngenheiros de LSPelas lições da vida real e experiências bem-sucedidas de 10.000 peças por dia. Estamos bem cientes do objetivo original do design e temos uma melhor noção do custo e da viabilidade da fabricação.
Acredite em mim, Gloria, a experiência trabalhando no workshop da LS me diz: Este manual pode ajudar a evitar armadilhas de custo e criar designs de som realmente eficazes e econômicos. Ele mostra nossa profunda compreensão e apreciação do artesanato.
A fabricação de chapas de metal está muito além da "flexão".É um sistema sistemáticoprocessamento de metaltecnologia, que dobra relativamentelençóis finosde metal (como aço, alumínio, aço inoxidável, cobre etc.) em peças ou produtos tridimensionais com funções e formas especiais por uma série de processos exatos. Sua natureza é salvamento material ePrototipagem rápida, especialmente adequado para a produção em massa de componentes de estrutura relativamente simples.
Fabricação de chapa metal em profundidade: como funciona? Visão geral das etapas básicas do processamento de metal
Passos | Equipamento/tecnologia central | Principais propósitos e recursos |
---|---|---|
1.Blaning | Corte a laser, corte de plasma, máquina de perfurar | Separe com precisão o plano bidimensional desdobrado da parte de uma grande folha de metal. |
2.Forming | Pressione o freio | Modele a placa plana bidimensional em uma estrutura tridimensional através da flexão de precisão (em forma de V, em forma de U, flexão de ar, etc.). |
3.Connection | Soldagem, fascinante, parafusação | Monte e combine peças complexas que não podem ser formadas por uma única folha em um todo. |
4. Pós-processamento | Moer, pulverização, anodização, etc. | Melhore a qualidade da superfície, a resistência à corrosão, a estética das peças ou dê -lhes funções específicas. |
1. Blanking: o primeiro processo de separação correta
Objetivo:Para cisalhar o diagrama de peças desdobradas desejadas desejadas (considerando a subsequente deformação de flexão) do enormematéria-primaplaca de metal corretamente e corretamente.
Principais tecnologias e equipamentos:
- Corte a laser:Use um feixe de laser de alta potência concentrado para derreter ou vaporizar o material. Possui precisão extremamente alta (até ± 0,1 mm), costura de corte fina, pequena zona afetada pelo calor e adequado para formas complexas e partes finas. Atualmente, é o método mainstream de alta precisão.
- Corte de plasma:Use arco de plasma de alta temperatura e alta velocidade para derreter o metal e a corrente de ar de alta velocidade para saciar o metal fundido. A velocidade de corte é rápida, especialmente boa em placas médias e pesadas (espessura da placa para a qualcorte a lasernão é econômico), mas a precisão e a qualidade do acabamento geralmente são menos boas que o corte a laser, com uma zona maior afetada pelo calor.
- Punch/Stamping:Amear a placa usando um dado. Vantagens: Para um grande número de peças com contornos relativamente padronizados (grandes quantidades de orifícios redondos, orifícios quadrados e formas externas prescritas), a produtividade é extremamente alta e um soco pode completar várias operações (perfuração, apagamento e desenho raso). Desvantagens: moldes caros, baixa flexibilidade (tempo de mudança longo) e não para pequenos lotes de uma peça ou contornos complicados.
Pontos -chave:
A qualidade da borda e a precisão da fusão influenciam diretamente a qualidade dos processos a jusante (posicionando mais especificamenteflexão) e o produto final. Escolher qual tecnologia observar precisa considerar o tipo de material, espessura, complexidade da parte, requisitos de precisão, lote e custo de produção.
2. Formação: a arte de dar vida tridimensional
Propósito:Para deformar o branco plano na forma tridimensional necessária por deformação plástica. O processo mais básico e mais amplamente usado na formação de chapa metal é a flexão.
Equipamento essencial:Pressione o freio
Processo essencial:Flexão
Flexão em forma de V.:A maioria da técnica empregada. A folha é colocada na matriz inferior com um orifício em forma de V, e a matriz superior (ponta da faca) é pressionada para baixo na ranhura V, dobrando a folha ao longo da linha predeterminada de flexão. Oângulo de flexãoé precisamente regulado pela profundidade da prensagem da matriz superior.
Flexão em forma de U:Use um dado inferior em forma de U e um soco combinando para criar um formulário em forma de U ao mesmo tempo. Geralmente requer mais pressão.
Flexão de ar:A ponta da matriz superior não atinge a folha para baixo na parte inferior para tocar a parte inferior da ranhura V dado inferior, nem pendura acima da folha por uma lacuna finita. É a profundidade premente que determina o ângulo acabado. Vantagens:Boa flexibilidade (um conjunto de matrizes pode se dobrar em vários ângulos), a pressão necessária é menor e é mais fácil reverter. É o atual método de flexão convencional.
Flina/impressão de fundo de fundo:A matriz superior empurra a folha completamente para o fundo V da matriz inferior e pressiona mais, com o material submetido a deformação plástica ou mesmo uma pequena extrusão dentro da cavidade da matriz.Vantagem:Alta precisão e baixa springback.Desvantagem:Requer uma tonelagem maiormáquina -ferramenta, causa maior desgaste da matriz e requer uma groove em V específica para cada ângulo/espessura.
Considerações importantes
- Springback:Assim que a força de flexão for removida, o metal chegará a voltar elasticamente parte do ângulo. A compensação deve ser feita adequadamente durante a programação e o design da matriz.
- Sequência de flexão:Para complexoMulti-BendingComponentes, a sequência de flexão é extremamente crucial e a interferência deve ser evitada e a precisão deve ser garantida.
- Raio mínimo de curvatura:Depende do tipo de material, espessura e condição de tratamento térmico. Um raio muito pequeno resultará em muito alongamento e rachadura do material externo.
- K Factor/Coeficiente de flexão:Um fator significativo utilizado para determinar a localização da camada neutra na computação do comprimento desdobrado.
3. Conexão: construir um todo complexo
Propósito:Sempre que os componentes são tão complexos que não podem mais ser produzidos dobrando uma única folha ou precisam ser construídos com outros componentes, múltiplospedaços de chapas metálicasou peças de chapas metálicas estão regularmente conectadas a outras peças.
Tecnologias principais:
- Soldagem:(Mig, tig, soldagem spot,soldagem a laser, etc.) O material é ligado pelo metal fundido. Pontos fortes: forte e bem selado (soldagem consecutiva). Fraquezas: a deformação térmica é induzida, o processamento subsequente é necessário e a aparência não é necessariamente linda.
- Fascinante:A conexão é alcançada por meio de deformação mecânica dos rebites. Meritos: Sem efeito térmico, empregado na união de vários materiais, alta confiabilidade. Deméritos: é necessário pré-perfurar, o que aumenta o peso das peças.
- Aparafusando/parafusando:A conexão é alcançada por meio da assistência de parafusos, porcas, parafusos auto-reproduzidos, etc. Meritos: removível, simples de unir, sem efeito térmico. Deméritos: é necessária pré-perfuração ou batida e o ponto de conexão é elevado.
- Snap/Crimp:Use a deformação elástica doMaterial da folhapor si mesmo ou uma estrutura especialmente projetada para criar uma junta livre de fixadores. Geralmente usado em capas de chassi, etc.
- Pontos a serem observados:A escolha do método de união deve considerar em todas as necessidades de força, necessidades de vedação, necessidades de aparência, seja desmontável, eficiência de fabricação, custo e impacto no material pai (por exemplo, na distorção térmica devido à soldagem).
4. Pós-processamento: acabamento e proteção
Propósito:Melhore a funcionalidade, a vida útil e a estética do produto.
Processos comuns:
- Deburrendo/moendo:Remova as bordas e as rebarbas afiadas do corte e flexão para oferecer segurança e facilidade de montagem.
- Briagem/polimento de solda:Pifre a área de soldagem e torne -a impressionante.
- Limpeza de superfície:Remova o revestimento de óleo, poeira e óxido (por exemplo, jateamento de areia, decapagem).
- Pintura (revestimento de pintura/pó):Aplique tinta líquida ou revestimento de pó eletrostático que forma um acabamento decorativo protetor após a cura. Anti-corrosão, de várias cores e textura, o revestimento em pó é duradouro e ecológico.
- Eletroplatação:(revestimento de níquel, revestimento cromo, revestimento de zinco etc.) emprega o método de eletrólise para depositar uma camada de metal na superfície, principalmente para proteção de desgaste ou anti-corrosão ou para acabamento decorativo.
- Anodizando:(paraligas de alumínio) forma um revestimento de superfície fino de óxido duro. Aumenta a resistência à corrosão, resistência ao desgaste, isolamento e pode ser tingido para produzir cores profundas.
- Seda Screen/marcação a laser:Adicione logotipos, texto e gráficos.
Explicação detalhada da usinagem CNC: nova arte de "escultura" com corte controlado
"Embora a filosofia de 'modelagem' da folha de metal por compressão e retenção de forma defina a geometria da parte final através do processo de desfazer material, a usinagem do CNC é uma arte de" escultura "cuja essência é a remoção de material sob controle".
É muito parecido com um escultor em idade computadorFerramentas de cortee, finalmente, produzindo a forma complexa exigida pelo desenho.
Antes de passar pelo âmago da questão, vamos ver as principais etapas e os principais conteúdos da usinagem CNC da tabela a seguir:
Estágio central | Tarefas principais | Entrada/ferramenta de chave | Chave de saída/objetivo |
---|---|---|---|
1. Programação | Converter o design intenção em instruções da máquina | Modelo CAD, software CAM | C Código (instruções do caminho da ferramenta) |
2. Aperto | Verifique se o espaço em branco está estável e posicionado com precisão durante o processamento | Banteet de metal sólido (tarugo), fixação, tabela de máquina -ferramenta | A peça de trabalho firmemente fixa e com precisão a ser processada |
3. Corte | Remova com precisão o excesso de material de acordo com as instruções para formar a forma do alvo | Máquina-ferramenta CNC (máquinas/tornos de moagem), ferramentas rotativas de alta velocidade, refrigerantes | Peças próximas à forma final (usinagem/acabamento áspera) |
4. Pós-processamento | Melhore a qualidade da superfície e o desempenho das peças e conduza a verificação final | Ferramentas de reversão, máquinas de jateamento de areia, tanques de anodização, equipamento de medição | Peças acabadas que atendem aos requisitos de projeto (tamanho, superfície, função) |
Programação: o intérprete de design digital
Processo:É o início e o cérebro de todo o processo de usinagem. Os engenheiros primeiro desenham ou recebem um específicoModelo 3Dda parte do software de design auxiliado por computador (CAD). O que é então interpretado no software de fabricação auxiliado por computador (CAM). Caminhos da ferramenta, condições de corte (velocidade, taxa de alimentação, profundidade de corte), escolha da ferramenta etc., são planejados e programados com cuidado pelos engenheiros com base nas propriedades do material, tolerância necessária, acabamento de superfície e capacidade de ferramenta de máquina. A principal função do software CAM é traduzir geometria 3D complicada em uma série de instruções precisas - código G queMáquinas CNCpode usar para executar as operações.
Importância:A qualidade da programação afetará diretamente a eficiência, a precisão e a qualidade da parte final. A boa programação pode salvar os caminhos da ferramenta, eliminar viagens desperdiçadas, eliminar a colisão, maximizar a utilização do material e alcançar as tolerâncias e acabamentos superficiais do design.
Preso: uma base sólida
Processo:O operador coloca então o pedaço sólido de material de metal (por exemplo, um tarugo) em uma mesa ou chuck de umMáquina CNC(que mais frequentemente é umfresadoraou torno). Isso significará o uso de acessórios especiais (por exemplo, chucks, vistos, grampos, gabaritos especiais etc.) para manter o tarugo seguro e estável para impedir que o tarugo vibre ou se mova devido ao choque ou ao estresse de forças de corte de alta velocidade.
Pontos -chave:O posicionamento preciso e o aperto rígido são importantes. Mesmo um pequeno deslocamento ou frouxidão do aperto causará diretamente o erro de usinagem ou até as peças de trabalho desperdiçadas. O sistema de fixação deve ser projetado especificamente para fornecer rigidez e permitir a acessibilidade da ferramenta a todas as superfícies a serem usinadas.
Corte: "Precision 'Sculpture'"
Processo:Este é o link central da usinagem CNC. O sistema de controle da máquina-ferramenta lê e executa as instruções do código G. O eixo gira a ferramenta selecionada (por exemplo, fábricas de extremidade, exercícios, ferramentas de giro etc.) em alta velocidade.
Ao mesmo tempo, o motor servo da máquina -ferramenta aciona com precisão a ferramenta e/ou a tabela para se mover ao longo dos eixos x, y, z e outros eixos, seguindo o caminho programado. A borda da ferramenta nítida entra em contato com a camada em branco de metal, de corte por camada, removendo continuamente o material indesejado. O líquido de arrefecimento geralmente é usado para lavar os chips, reduzir a temperatura da área de corte e lubrificar a ferramenta, estendendo a vida útil da ferramenta e melhorando a qualidade da superfície.
Usinagem com vários eixos:
3 eixos:A forma mais básica, a ferramenta pode se mover em três eixos lineares, x, y e z. adequados para usinagem peças com formas relativamente simples e recursos principais localizados na parte superior e nas laterais (como peças de placa, cavidades simples).
4 eixos:Um eixo de rotação é adicionado com base em 3 eixos (geralmente girando em torno do eixo x ou do eixo y, chamado eixo A ou eixo B). Permitindo que a peça de trabalho gire, para que a ferramenta possa processar o lado e parte da superfície não vertical da peça de trabalho, reduzindo o número de tempos de fixação (como usina grooves e letras em forma de especial e letras em cilindros).
5 eixos: Dois eixos de rotação são adicionados com base em 3 eixos lineares (x, y, z) (os comuns são um eixo A ao redor do eixo x e eixo B ao redor do eixo y, ou eixo C ao redor do eixo z mais um eixo de balanço). A ferramenta pode se aproximar da superfície da peça de trabalho de qualquer direção e superfícies curvas extremamente complexas, cavidades profundas e características reduzidas (como impulsores, cabeças do cilindro do motor e cavidades de molde de precisão) podem ser processadas em um aperto, melhorando bastante a capacidade de processamento e a precisão de partes complexas.
Pós-processamento: acabamento e garantia de qualidade
Processo:As peças após o corte (geralmente chamadas de "peças usinadas") geralmente não são os produtos finais. Pode ter rebarbas nítidas (rebarbas), marcas de ferramentas específicas ou requerem propriedades e proteção específicas da superfície.
Operações comuns:
- Deburrendo:Remover manualmente ou automaticamente rebarbas nítidas geradas por bordas de corte para garantir a segurança e a montagem subsequente.
- Blasting/polimento de areia:Melhore o acabamento da superfície e obtenha um efeito fosco ou brilhante uniforme.
- Anodizando(principalmente para peças de alumínio):Formar um filme de óxido duro e resistente à corrosão na superfície e pode ser tingido para melhorar a estética e a resistência ao desgaste. Outros tratamentos de superfície incluem eletroplatação, pulverização, etc.
- Medição e inspeção:Usando ferramentas como pinças, micrômetros, medidores de altura, máquinas de medição de coordenadas (CMMs), etc., verificamos estritamente as dimensões críticas, as tolerâncias geométricas (como planicidade, redondeza, posição) e rugosidade da superfície das peças para garantir que elas cumpram totalmente os desenhos de design e as especificações técnicas. Este é o estágio final do controle de qualidade.
Qual é a diferença entre fabricação de chapa metal e usinagem CNC?
Agora que entendemos como os dois processos funcionam, vamos compará -los diretamente nas dimensões que os engenheiros mais se preocupam.
Dimensão de comparação | Fabricação de chapa metal | Usinagem CNC | Comentários de especialistas |
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Tolerância à precisão | Geralmente ± 0,2 mm ou superior. Significativamente afetado pela recuperação do material, desgaste do molde, deformação de soldagem, etc., a alta precisão requer ferramentas complexas ou processamento secundário. | Geralmente ± 0,025 mm ou superior (nível de micrômetro). O equipamento possui alta precisão e pode obter uma usinagem de precisão de forma estável de recursos complexos. | "Ajuste do rolamento, montagem de precisão, requisitos complexos de tolerância à superfície? CNC é uma escolha confiável. A chapa de chapa requer processos adicionais para garantir a precisão". |
Estrutura de custos | Baixo custo de matéria -prima e alta taxa de utilização de materiais (menos resíduos). Peça única/pequeno lote: alto custo de molde/ferramenta, alto custo unitário após a amortização. Batch grande: o custo do molde é diluído e o custo unitário é muito competitivo. | Alto custo de matéria -prima (parte do material inteiro), baixa taxa de utilização de material (lascas de resíduos). Peça única/lote pequeno: custo de inicialização relativamente baixo (a programação é suficiente), nenhuma taxa de molde é necessária. Batch grande: o custo aumenta linearmente com o tempo de processamento e há uma falta de economias de escala. | "Protótipo/lote pequeno? O CNC é mais flexível e econômico. Grande lote de peças simples? Os custos de chapa de chapa são esmagadores. Peças complexas em lotes grandes requerem avaliação abrangente". |
Velocidade de produção (tempo de entrega) | Peças simples (como placas planas, dobras únicas): extremamente rápido (minutos), especialmente quando há moldes prontos. Peças complexas/soldagem e montagem necessárias: muitos processos (corte, perfuração, dobragem, soldagem, superfície) e o tempo total do ciclo é significativamente estendido. | O tempo de processamento geralmente é mais longo (horas ou até dias/peça). Formas 3D complexas, cavidades profundas e recursos finos aumentam significativamente o tempo de processamento. O equipamento de vários eixos pode melhorar a eficiência, mas ainda é mais lento que a simples chapa. | "1.000 colchetes simples? Felas metal podem ser feitas em um dia. Uma caixa/concha complexa? CNC pode levar vários dias. Os requisitos de velocidade são a consideração principal!" |
Graus geométricos de liberdade | Limitado. Depende principalmente de contorno 2D + flexão/formação + soldagem/conexão. É difícil fazer superfícies complexas, cavidades profundas, cavidades fechadas ou recursos 3D finos integrados. | Muito alto. Quase qualquer forma 3D designável pode ser feita, incluindo superfícies complexas, cavidades profundas, estruturas ocas, texturas finas e peças integradas (sem pontos de conexão). | "Design como origami ou montagem? A chapa de chapa é viável. Design como escultura ou com estrutura interna complexa? CNC é a única solução." |
Força e características do material | Há endurecimento no trabalho nos cantos, e a força local pode ser melhorada, mas o estresse residual também pode ser introduzido. Os pontos de soldagem/conexão são links fracos em potencial, afetando a força e a vedação geral. A espessura do material é relativamente uniforme. | As peças são processadas a partir de um material inteiro, mantendo a estrutura e o desempenho originais da rede uniforme (resistência, resistência, condutividade térmica etc.) do material. Boa integridade, nenhuma área de conexão fraca, adequada para altos requisitos de integridade. | "Requisitos de alto estresse, fadiga alta, altos requisitos de vedação ou integridade rígida? As peças moldadas de uma peça CNC geralmente são mais confiáveis. A chapa de chapa precisa ser tratada com cuidado nos pontos de conexão". |
Cenários de aplicação típicos | Chassis, armários, suportes, conchas, chassi, dutos de ventilação, tampas de chapa metal, peças estruturais simples. | Peças de precisão, moldes, acessórios, peças de motor/transmissão, conchas complexas, peças de dispositivos médicos, protótipos, obras de arte. | "A função determina a forma e o formulário determina o processo. Esclarecer os principais requisitos das peças é o primeiro passo na escolha de um processo!" |
Comentários de especialistas:
- O CNC é a melhor opção para precisão: o CNC é a primeira opção quando há requisitos rígidos para tolerâncias no nível de mícrons e correspondência complexa de precisão.
- A eficiência de custos depende do tamanho do lote:
- Pequeno lote/protótipo:O CNC começa rapidamente, não possui taxas de molde e geralmente é mais econômico.
- Grande lote de peças simples:A chapa de metal tem uma enorme vantagem de custo devido à sua utilização de material extremamente alta e estampagem rápida/flexão.
- Grande lote de peças complexas:A contabilidade de custos detalhada é necessária (Processamento CNCTempo vs. folhas METAL Múltiplos processos + custos de molde).
- A demanda de velocidade determina o resultado:
- Peças simples enormes:A velocidade de chapas de metal (especialmente estampagem) é incomparável.
- Peça única complexa/lote pequeno:O CNC é relativamente rápido (em comparação com a abertura do molde), mas o processamento em si é demorado.
- A complexidade geométrica é a bacia hidrográfica:Formas 3D complexas, cavidades profundas e estruturas integradas são o domínio absoluto do CNC; A chapa é boa em geometrias "expansíveis" compostas por planos + curvas.
- Considerações de integridade estrutural:Moldagem de uma peça CNCFornece proteção mais confiável para as principais peças de carga, com requisitos altos para força geral, vida útil da fadiga e vedação livre de vazamentos; A chapa de metal requer atenção especial ao design e qualidade dos pontos de conexão.
- Comece com demanda:O núcleo da seleção de processos é sempre os requisitos funcionais, requisitos de desempenho (precisão/resistência), complexidade geométrica, orçamento e quantidade de peças. Esta tabela fornece a base chave para tomar decisões sábias nessas dimensões.
Esta tabela destaca claramente as diferenças essenciais e as respectivas vantagens dos dois processos em várias dimensões principais com as quais os engenheiros estão mais preocupados (custo, velocidade, precisão, capacidade, força) e é complementado por comentários especializados para indicar as principais considerações para a seleção.
Análise de caso prático: uma jornada para otimização de custos para um alojamento de controlador industrial
Antecedentes e necessidades do cliente:Uma empresa líder de automação projetou um novo controlador PLC industrial que exigia proteção robusta. O plano original era usar um pedaço inteiro da liga de alumínio 6061 (usinagem CNC) para fabricar a caixa e pediu uma cotação ao LS.
Desafio inicial:De acordo com o design do cliente (moagem de um pedaço inteiro de alumínio), estimamos oCusto de usinagem CNCser US $ 180/peça. Embora atendesse aos requisitos, percebemos que essa não era a solução mais econômica.
Criação de valor proativo de LS:Com nossa profunda experiência em processos de fabricação de metal, contatamos proativamente o cliente para discutir a otimização do projeto. Fizemos uma sugestão importante: transforme o design de soluções "THEL CNC Usinining" em "Sheet Metal Metal Process".
Núcleo da nova solução:Selecione Folha de liga de alumínio de 3mm 5052.
Processo de fabricação:Corte a laser Brancos de precisão → Formação de dobra de precisão → Soldagem Reforço das peças -chave → Retificação de solda necessária.
Achedores e valor:O cliente adotou de bom grado nossa proposta de chapa metal. A cotação da solução otimizada foi de apenas US $ 45/peça.
Benefícios centrais:Redução de custos de 75%! Economia significativa de custos foi alcançada, garantindo a força necessária, o nível de proteção e a função do produto.
Proposição de valor de LS:Este caso demonstra claramente as principais vantagens da LS: não somos apenas o seu executor de fabricação confiável, mas também o consultor de processos de fabricação confiável e o parceiro de otimização de custos. Utilizamos ativamente nosso conhecimento profissional para revisar o design (design de fabricação, DFM) e encontramos caminhos de processo mais eficientes e econômicos (como substituir o CNC por chapa metal neste caso), trazendo vantagens competitivas reais aos clientes.
Escolhendo ls, você recebe não apenas um fornecedor, mas também um parceiro estratégico comprometido em usar o conhecimento profissional de fabricação para reduzir ativamente os custos e aumentar a eficiência para você. Estamos ansiosos para usar a mesma perspectiva profissional para criar valor para o seu próximo projeto!
Perguntas frequentes- perguntas e respostas rápidas sobre chapas e usinagem
1. A chapa de chapas é sempre mais barata que a usinagem CNC?
Não necessariamente. A chapa de metal é geralmente mais barata quando é de parede fina (<6 mm), simples em estrutura e pode ser estampada/dobrada devido à sua alta utilização de material e velocidade rápida de produção. No entanto, a usinagem CNC pode ser mais econômica quando se trata de formas tridimensionais complexas, materiais espessos (> 10 mm) ou cavidades de alta precisão. O custo final depende da complexidade do projeto, tamanho do lote, espessura do material e requisitos de tolerância e precisa ser avaliado caso a caso.
2. O que é "Maixa de chapa metal"? Este termo é problemático?
"Manças de chapa metal" é um termo comum da indústria que se refere a processos de formação a frio, como corte, perfuração, flexão e soldagem de folhas de metal (geralmente de 0,5 a 6 mm de espessura). Embora a "usinagem" inclua amplamente a CNC, refere -se especificamente ao processo de deformação plástica das folhas, que é essencialmente diferente do processamento mecânico (cortando para remover o material). Embora o termo não seja absolutamente rigoroso, ele pode distingui -lo com precisão do elenco, forjamento ou usinagem.
3. Como escolho o material certo para o meu design?
Primeiro, esclareça os requisitos funcionais: escolha aço de alta resistência (como o SPCC) para carga de carga, aço inoxidável (304/316) ou alumínio (5052) para resistência à corrosão e alumínio (6061) ou liga de magnésio para peso leve. Em segundo lugar, observe o processo: a flexão complexa requer materiais com boa ductilidade (evite alumínio duro) e a soldagem prefere aço de baixo carbono/aço inoxidável. Por fim, avalie o custo e o ambiente: use aço laminado a frio para peças comuns e aço galvanizado para peças externas, equilibrando os requisitos de orçamento e vida.
Resumo
A principal diferença entre a fabricação de chapa metal e a usinagem CNCreside em seus objetos de processo central e formulários de destino: a fabricação de chapa metal se concentra no corte, flexão, estampagem, conexão e outras operações em folhas de metal. O núcleo é produzir com eficiência peças de paredes finas, em forma de caixa e em forma de concha através da deformação; enquanto usinagem CNC (principalmente moagem evirando) usa ferramentas rotativas para cortar e remover materiais de bloco sólido (metal, plástico, etc.) e é bom na fabricação de peças tridimensionais com formas tridimensionais complexas, recursos de precisão e alta precisão dimensional. Embora os dois sejam frequentemente usados em conjunto, eles são essencialmente processos complementares. A escolha depende das características geométricas,espessura do materiale requisitos de produção das peças necessárias-as chapa é preferida para estruturas de paredes finas, enquanto as peças de precisão complexa tridimensional dependem da usinagem CNC.
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