Мастерство листового металла: резка, гибка и передовые техники

Фабрикация листового металла — ценный метод прототипирования и производства для создания надежных функциональных деталей: панелей, кронштейнов, корпусов.

Но в отличие от других техник, фабрикация листового металла на самом деле включает множество процессов, манипулирующих листом по-разному. Процессы могут включать резку, формовку или соединение отдельных кусков.

Руководство рассматривает основные процессы фабрикации листового металла и объясняет, как они работают и для чего применяются.

Что такое фабрикация листового металла?

Набор производственных процессов для превращения листового металла в функциональные детали. Разделим процессы на три категории: резка, деформация, сборка.

Частые листы: сталь, нержавейка, алюминий, цинк, медь — толщиной 0,006–0,25 дюйма (0,015–0,635 см). Тонкие калибры более формуемы, толстые — для тяжелых деталей с высокими нагрузками.

Для полуплоских или полых деталей фабрикация листового металла — экономичная альтернатива литью и механической обработке. Процесс быстрый, с минимальными отходами.

Широко используется для промышленных и потребительских деталей, в автопроме, аэрокосмике, энергетике, робототехнике.

Фабрикация листового металла: Резка

Один из трех основных способов манипулирования листом — резка. В этом смысле фабрикация — субтрактивный процесс (как ЧПУ), так как детали создаются удалением материалов.

Производители режут листовой металл разными машинами, некоторые уникальны для этой фабрикации.

Ключевой метод — лазерная резка. Мощный лазер, интенсифицированный линзой/зеркалом. Точный и энергоэффективный для тонких/средних калибров, но может не пробить самые твердые материалы.

Другой процесс — водорезка. Высоконапорный водяной струй (с абразивом) режет металл. Особенно полезна для металлов с низкой точкой плавления — не генерирует тепло, не деформируя металл.

Третий вариант — плазменная резка. Плазменный резак создает электрический канал ионизированного газа — горячую плазменную струю, легко проникающую даже толстые калибры. Менее точна лазера или водорезки, но быстрая, мощная, с низкими затратами на настройку.

Эти три машины работают и с другими материалами, но есть техники только для листового металла.

Процесс пробивки (иногда протыкания) создает точные отверстия пуансоном и матрицей. Лист помещается между ними, пуансон пробивает металл до матрицы. Выбитые круглые куски становятся ломом, но могут использоваться как новые заготовки — это бланкирование.

Для множества отверстий похожее оборудование используется для перфорации листа.

Фабрикация листового металла: Деформация

Другая الكبرى категория — деформация листового металла. Множество способов изменить и манипулировать листом без резки.

Основной процесс — гибка листового металла. На пресс-глушите (brake) компания гнет лист в V-, U-формы, каналы до угла 120°. Тонкие калибры легче гнуть. Можно и наоборот: убрать горизонтальный изгиб у полосовидных деталей процессом декамберинга.

Процесс штамповки — еще один процесс деформации, но можно считать подкатегорией. Использует гидравлический или механический штамповочный пресс с инструментом и матрицей, операция похожа на пробивку — но материал не обязательно удаляется. Штамповка для: завивки, вытяжки, тиснения, фланцевания, обкатки.

Прокрутка (Spinning) — процесс, отличный от других деформаций: использует токарный станок для вращения листа при прессовке к инструменту. Выглядит как ЧПУ-точение или гончарное дело, полезен для округлых деталей: конусы, цилиндры.

Менее частые деформации: качение (wheeling) — составные кривые в листе, и прокатывание (rolling) — лист пропускают между парой роликов для уменьшения толщины (и/или увеличения однородности).

Некоторые процессы между резкой и деформацией. Расширение (expanding) листового металла — множественные надрезы, затем растяжение аккордеоном.

Фабрикация листового металла: Сборка

Резка и деформация — два способа формирования. Третий — сборка, обычными крепежами или иными методами.

Хотя не всегда считается процессом фабрикации, сборка разрозненных компонентов листового металла с крепежами (болты, винты, нити) — важная часть общего производства. Другие процессы (пробивка) могут выполняться явно для отверстий под ниты и крепежи.

Компоненты также соединяют сваркой: нагревом плавится участок металла на стыке с другой деталью. Расплавленные металлы сливаются в твердое соединение. Нержавейка и алюминий хорошо свариваются, но разные металлы лучше с определенными типами сварки: дуговая, электронно-лучевая, контактная и др.

Выбор правильных процессов фабрикации листового металла

Если вы уже спроектировали детали из листового металла, скорее всего у вас есть представление о процессах для реализации. Некоторые CAD-утилиты (Fusion 360, SolidWorks) позволяют создавать фичи, коррелирующие с физическими процессами: гибка, штамповки.

Независимо от опыта, эксперты 3ERP помогут доработать дизайны и выбрать между похожими процессами вроде лазерной и водорезки.

Свяжитесь для бесплатного расчета сегодня.