Освоение металлообработки: типы и применения

Важно, чтобы материал прошел несколько процессов металлообработки перед использованием в ваших сборочных и производственных задачах. Эти производственные процессы металла могут варьироваться в зависимости от предполагаемого использования металла. Однако их можно применять в различных декоративных, промышленных или структурных приложениях. Существует разные типы проектов металлообработки.

В большинстве случаев производители комбинируют один тип с другими. Эти методы включают любые или некоторые из штамповки, литья, резки, экструзии и т.д. Также эти методы металлообработки деталей раскрывают свойства металла и его универсальность в конкретных применениях.

Металлообработка — это процесс резки, формовки и формования металлических материалов для создания конечного продукта. Вместо сборки продукта из предварительно подготовленных компонентов, фабрикация работает с полуфабрикатами или сырьем для производства финального продукта. Производство металлообработки полезно как для складских, так и для кастомных продуктов, и понимание полного процесса металлообработки помогает инженерам оптимизировать дизайн и производственную эффективность.

Вы можете создавать большинство кастомных продуктов из различных распространенных металлов и их сплавов. Эти металлообработчики обычно начинают с сырьевых металлических компонентов, مثل прутки, бруски, листы и т.д., для создания новых продуктов.

Производители оборудования, перепродавщики и подрядчики используют услуги металлообработчиков при работе над разными проектами. Фабрикаторы обычно предоставляют свои чертежи для участия в тендерах и начинают строительство проекта после получения контракта. Они начинают планирование с получения правильных материалов. Далее — найм профессиональных услуг инженера для программирования ЧПУ-станков.

Также мастерские фабрикации могут использовать многие процессы для создания конечного продукта. Кроме того, они предлагают отделочные услуги, такие как покрытие, полировка, покраска и зачистка для конечного продукта. Обратите внимание, что отделка и фабрикация отличаются.

Отделка не является первичным процессом, в отличие от металлообработки, и помогает в обработке внешней стороны продукта. С другой стороны, техники фабрикации формируют продукт или создают новый.

Выбор конкретного метода для вашей металлообработки, подходящего для конкретного продукта, зависит от некоторых факторов:

• Геометрия спроектированной детали
• Используемые материалы
• Предназначенная цель продукта

Ниже приведены процессы металлообработки:

Литье (Casting)

Литье происходит, когда расплавленный металл переливается в матрицу или форму и оставляется остывать и затвердевать, принимая желаемую форму. Также этот процесс идеален при массовом производстве деталей, повторно используя форму для производства аналогичных продуктов. Литье бывает разных форм, включая литье в кокиль (die casting), литье в полупостоянные формы, литье в постоянные формы и т.д.

Литье в кокиль — процесс закачивания жидкого металла в стальную форму. Форма — это кокиль. Во время литья в кокиль вы помещаете вводимый металл под высокое давление и держите на месте для затвердевания. Эта процедура отлично подходит для высокоскоростных применений.

Литье в полупостоянные формы имеет извлекаемые сердечники, что делает их менее дорогими для удаления и управляемыми. Для литья в постоянные формы производители металлических компонентов могут производить более прочные отливки по сравнению с литьем в кокиль. Однако их удаление из конечного продукта может быть затруднено.

Существует также литье в песок (sand casting). С этим процессом вы можете создать форму, надавив определенный узор в песчаную смесь. Это создает форму, куда можно залить расплавленный металл. Это медленный процесс, но менее дорогой по сравнению с другими типами литья. Также полезно при работе со сложными дизайнами.

Резка (Cutting)

Это один из самых распространенных методов металлообработки. Он касается разделения металлической заготовки на более мелкие части. В то время как старейший метод резки — пилирование, современные методы включают ножницы с приводом, водорезку, лазерную резку и т.д.

Вы можете заниматься резкой разными способами, включая использование электроинструментов, ручных инструментов и ЧПУ-резаков. Иногда резка может быть начальной стадией фабрикации или единственным процессом.

Другой тип резки — матричная резка (die cutting). Этот процесс использует матрицу для нарезки металла. Матрицы — специально спроектированные инструменты с острыми краями. Вращающаяся матричная резка использует вращающуюся матрицу для резки материала, который затем подается через пресс.

Вы также можете использовать плоскую матричную резку (flatbed die cutting). Этот метод также служит для более толстых металлических материалов и для вырезания форм.

Пробивка (Punching)

Прессы для пробивки имеют хорошо сформированные турели, помогающие ударять по металлу через матрицы, создавая отверстия. Какой бы продукт ни получился, это может быть перфорированные металлические детали, помогающие в креплении. Меньшие пробивки можно делать вручную, в то время как большинство прессов для пробивки механические. Также ЧПУ-прессы для пробивки стали обычными и подходят для легкой и тяжелой металлообработки.

Вязание (Drawing)

Вязание использует растягивающую силу для протягивания металла через и внутрь конических матриц. Эта матрица трансформирует металл, заставляя его принять более тонкую форму за счет растяжения. Вы можете вязать при комнатной температуре в процессе, называемом холодным вязанием. Однако вы можете нагреть заготовку для снижения необходимой силы.

Процесс также называется глубоким вязанием (deep drawing), когда глубина конечного продукта выше или равна его радиусу. Чаще всего используется подходящая наладка матрицы для трансформации заготовок в сосуды с коробочной или цилиндрической формой.

Гибка (Folding)

Гибка — процесс металлообработки, позволяющий манипулировать металлом для изгиба под определенным углом. Использование пресс-клещей — наиболее часто используемый метод, так как он зажимает металл для создания складок. Также вы помещаете заготовку между матрицей и пробивкой, причем пробивка давит давлением, заставляя её складываться.

Процесс помогает в формовке металлических листов. Также можно достичь гибки, ударяя по заготовке до изгиба. Можно также использовать гибочный станок. Этот станок имеет переднюю панель, которая поднимается вверх. Это заставляет выступающий металл изгибаться, плоскую металлическую поверхность для размещения вашего листа и зажим, обеспечивающий фиксацию заготовки.

Сварка (Welding)

Сварка позволяет соединять минимум две металлические детали, комбинируя давление и тепло. Этот процесс хорошо известен, потому что отдельные детали могут иметь любой размер, форму или облик. Некоторые известные сварные процедуры включают MIG-сварку, дуговую (Stick) сварку, сварку флюс-кордовым дугом и вольфрамно-инертно-газовую (TIG) сварку.

MIG-сварка (Metal Inert Gas) или сварка газом металлической дугой (GMA) использует внешнее газовое снабжение с твердым электродным проводом для защиты от экологических факторов, обеспечивая более быструю и непрерывную сварку. Также этот защитный газ помогает создавать меньше дыма при сварке.

Дуговая или стержневая сварка использует электродный стержень, создающий электрический ток. Этот ток создает электрическую дугу при касании металла. Высокая температура дуги сварки металл.

Сварка флюс-кордовым дугом работает с похожим оборудованием и фабрикационными техниками, как процесс металлообработки и сварки, но использует самозащищающийся провод. Здесь используется электрод-провод, содержащий сердечник, производящий защиту, поэтому не нужен вторичный источник газа. Эта сварная техника более портативна по сравнению со стержневой или MIG-сваркой. Однако нельзя использовать этот метод на тонких листах.

TIG-сварка (Tungsten Inert Gas) использует вольфрамные электродные стержни для создания коротких дуг, полезных при сварке тяжелых металлов в тяжелой фабрикации. С TIG-сваркой вам нужен профи в области, потому что это очень сложный процесс. Однако он полезен для сложных задач и большинства готовых металлических продуктов.

Ковка (Forging)

Так же как резка, ковка — один из старейших методов металлообработки. Если вы работали с этим, вы наверняка знаете идею клинка, молотящего твердый наковальненный блок.

До сих пор ковка — надежный метод, все еще используемый для формовки металлов в разные размеры. Также ковка бывает разных типов. Это включают ковку в открытой матрице, горячую ковку и холодную ковку. Пока каждый метод имеет уникальные особенности. Они все похожи в использовании сил компрессии для прессования, гибки или формовки металла для принятия выбранной формы.

Экструзия (Extrusion)

Процесс экструзии неспецифичен для металлов, потому что его можно также использовать в производстве полимеров и пластиковых продуктов. Более того, они полезны в профильном производстве для сечениевых компонентов или для алюминиевых или стальных балок.

Во время экструзии твердый билет из металла или сплава проходит через инструментальную матрицу, содержащую уникальное сечение. Вы можете достичь этого, используя высоконапорную и высокомощную гидравлическую систему, позволяющую матрице формировать билет. Сразу после выдавливания экструдированного продукта, вы можете подвергнуть его пост-обработке для устранения дефектов, улучшения внешнего вида и внесения корректировок.

Алюминиевый экструдированный профиль — наиболее используемое применение для экструзий. Они полезны для изготовления дверных и оконных рам, штульпов, перил и т.д. Хотя алюминий некоррозионен, производители обычно добавляют дополнительный слой порошкового покрытия к материалу. Это дает лучшую эстетику и делает его долговечным.

Механическая обработка (Machining)

Механическая обработка — еще один метод металлообработки, включающий удаление материала из заготовки для ее формовки. Вы можете выполнять этот процесс разными способами. Механическая обработка предлагает разные процессы. Рассмотрим их.

Сверление (Drilling):

Этот процесс создает отверстия в материалах с помощью сверл. Эти сверла обычно давят на материал и быстро вращаются для создания круглых отверстий.

Точение (Turning):

Точение вращает металл с помощью токарного станка, в то время как режущий инструмент движется линейно для удаления металлов по его диаметру. Также вы можете наклонять режущий инструмент по-разному для создания нескольких форм. Вы можете достичь этого с помощью ЧПУ-точного станка или вручную. Обычно ЧПУ-обработка необходима, когда вы должны быть очень точны с измерениями деталей.

Фрезерование (Milling):

Этот метод производства металлических продуктов использует вращающиеся режущие инструменты для удаления материалов из вашей заготовки до получения предпочтительной формы. Во время фрезерования вы медленно пропускаете металл в режущий инструмент. Вы также можете выполнять эту операцию вручную или с помощью ЧПУ-фрезерного станка.

Обычно фрезерование — отделочный процесс. Однако вы можете использовать его как основную технику для вашей металлообработки. Фрезерование также бывает разных типов, включая контре-фрезерование, угловое фрезерование, формовое фрезерование, лицевое фрезерование и т.д.

Металлическая штамповка (Metal Stamping)

Этот процесс специфически полезен для листового металла, такого как алюминий, латунь/медь, нержавеющая сталь и т.д. Вы также можете использовать эту процедуру с другими методами фабрикации для достижения требуемого результата.

Одно важное применение техники штамповки видно в сборке и производстве автомобильных компонентов. Также этот метод помогает в проектировании компонентов транспортных средств, включая колпаки колес, перегородки двигателя, багажные крышки и т.д.

Другая причина, почему штамповка отлична для автопрома — способность создавать кастомные и уникальные дизайны. Автоэнтузиасты и производители могут воспользоваться этим методом и создавать компоненты для своих транспортных средств.

Съедение (Shearing)

Съедение — процесс, при котором вы можете достичь прямого и длинного разреза через использование двух инструментов, один инструмент помещается над металлом, в то время как другой помогает приложить давление и расположен под ним. Верхний нож давит металл к стационарному ножу, ломая его в результате. Этот перелом теперь распространяется внутрь для достижения полного разделения.

Кроме того, съедение отлично подходит при резке материалов с разными формами и для резки малых длин. Это возможно, потому что вы можете устанавливать лезвия под углами для снижения необходимой силы.

Узнайте больше о процессе металлообработки pdf

Кучность (или формообразование) — ключевое материальное свойство, определяющее, можно ли обработать металл или нет. Высококучные материалы, как алюминиевые сплавы, легко обрабатываются разными типами процессов металлообработки, тогда как для нержавеющей стали может быть сложно. Эти материалы определяют основу работы по металлообработке по отраслям.

Углеродистые стали

Вы можете использовать углеродистые стали по разным отраслям благодаря их свойствам. Вы можете использовать эти металлы в строительстве, машиностроении и других высококлассных применениях. Они универсальны и могут выдерживать различные рабочие условия. Помимо этих преимуществ, углеродистые стали очень долговечны и устойчивы к износу.

Алюминий

Этот легкий металл подходит для использования в производстве. Благодаря низкой плотности, вы можете использовать алюминий в аэрокосмической и автомобильной отраслях. Это потому, что важно поддерживать низкий вес в таких применениях. У него высокое отношение прочности к весу и хорошие тепловые свойства, что заставляет его превосходить почти во всех применениях.

Бронза

Бронза — менее популярный выбор среди металлов. Этот материал содержит большой процент олова. Также бронза износостойка и коррозионностойка. Как хороший проводник тепла и электричества, этот материал идеален для использования в производственной отрасли.

Латунные сплавы

Латунные сплавы — комбинация цинка и меди. Эти металлы ковки и имеют низкие температуры плавления. Их красноватый цвет отличает их от других металлов. Благодаря их привлекательному виду, вы можете использовать их в применениях, где эстетика — главная забота.

Также латунный сплав обладает антибактериальными свойствами, делая их полезными в медицинской отрасли. Вы можете использовать этот материал для борьбы с болезнями. Также вы можете кастомизировать этот металл по желанию, основываясь на его составе.

Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь известна своей способностью устойчивости к коррозии и ржавлению и долговечности. У нее тонкое, зеркальное покрытие, усиливающее ее привлекательность. Поэтому она высоко предпочтительна среди производителей. Также вы можете гибать и сваривать этот металл по вашему желанию.

Медь

Этот металл не нуждается в дополнительной обработке перед использованием. Медь имеет хорошие свойства, такие как тепловая и электрическая проводимость, ковкость, мягкость, прочность на разрыв и кучность. Благодаря этим свойствам вы можете использовать медь во многих высокопроизводительных применениях.

Конструкционная сталь

Этот тип стали обычно интегрируется в строительную отрасль. Вы можете использовать его в строительстве зданий и других структур, как мосты, тоннели и т.д. Конструкционная сталь составляет около 2,1% углерода. Для достижения большой прочности вы можете увеличить количество углерода в этой стали. Однако это снизит кучность стали.

В некоторых применениях вам нужно учитывать количество углерода, которое вам нужно. Вы должны обеспечить, чтобы углеродное содержимое соответствовало требованиям вашего желаемого проекта и некоторых специфических стандартов.

Титан

Как легкий металл с высокой устойчивостью к коррозии, титан стал предпочтительным выбором среди фабрикаторов. Вы можете использовать эту сталь в медицинских проектах, имеющих дело с заменой суставов. Его способность срастаться с костью делает его подходящим для медицинских применений.

Вы можете интегрировать разные типы технологий металлообработки во время процесса металлообработки. Вот некоторые распространенные технологии, на которые можно полагаться;

Лазерная технология

Если вы хотите достичь точного и оперативного производства металла, этот метод лучший, который можно интегрировать. Эта технология требует точных вдавливаний на листовом металле с помощью лазера. Лазер достигает этого путем плавления при температуре свыше 1000 градусов. Во время этого процесса вам нужно комбинировать лазерный луч с кислородом или азотом.

Вы можете использовать лазерное оборудование для травления материала, если правильно выполнено с экспертизой. Для достижения лучшего результата вы можете использовать лазерный гравер, специально спроектированный для травления материалов.

CAD-софт

CAD (Computer Aided Design) — популярный софт, используемый в продвинутых применениях вроде металлического производства. С этим софтом вы можете создавать дизайны, помогающие вам на протяжении фабрикационных техник. CAD позволяет создавать 3D-модели, которые можно обновлять в любое время.

Также CAD помогает переводить созданные вами дизайны в язык программирования. Этот софт высоконадежен, делая его предпочтительным выбором среди инженеров. Как продвинутый софт, CAD позволяет обнаруживать важные данные в процессе фабрикации.

Плазменная резка

Плазменная резка — распространенная технология, используемая в фабрикации. В этом процессе вы можете резать металлы, используя горячую плазму. Это термический процесс резки, использующий интенсивное тепло. Плазма состоит из заряженных электронов и ионов, которые ускоряются и сталкиваются перед формированием концентрированного плазменного факела.

Автоматизация

Процесс автоматизации использует программные возможности во время фабрикации. Это изощренная технология, позволяющая использовать машины для выполнения специфических задач на основе некоторых спецификаций или настроек. Этот процесс автоматизации не требует реального человеческого вмешательства. Преимущества автоматизации перевешивают ее слабости. Этот метод улучшает последовательность и точность, минимизируя операционные затраты.

Умное производство с RapidDirect

RapidDirect интегрирует эти передовые технологии — лазерную резку, автоматизацию и CAD-базированную валидацию дизайна — в один бесшовный рабочий процесс производства листового металла.
Наша цифровая платформа котировок позволяет загружать файлы, выбирать материалы и получать мгновенное ценообразование — все онлайн, 24/7.Ускорьте свой производственный график с экспертами RapidDirect по листовой металлообработке.

Преимущества металлообработки

Металл — прочный, долговечный материал, устойчивый к повреждениям. Этот материал может выдержать испытание временем несмотря на свое воздействие к жесткому использованию. Поэтому металлообработки могут длиться долго без необходимости замены. Вы можете считать их отличным вариантом в применениях, требующих долговечности.

Существуют различные применения, где можно интегрировать специализированную фабрикацию. В наши дни легко адаптировать металлообработки под ваши предпочтения. Поэтому вы можете получить подходящий дизайн и размер для вашего намеренного проекта. Ниже ключевые выгоды;

Универсальность

Металл универсален по природе, так как широко используется во многих применениях. От строительства до производства, кастомные процессы металлообработки играют решающую роль в этих применениях.

Конкурентоспособные цены

Металлы — конкурентоспособные по цене продукты, считающиеся идеальным вариантом для производства широкого круга изделий. Также они считаются экономичной альтернативой, так как долговечны. Интеграция этого материала в ваш проект поможет вам сэкономить больше денег. Также металлы более доступны, что делает их хорошим вариантом для применений, где стоимость — повод для беспокойства.

Простота обслуживания

Металлы — хороший материал, требующий низкого обслуживания, все благодаря их коррозионно-стойкому свойству. Благодаря легкости обслуживания, вы можете использовать их в наружных применениях. Как огнеупорный и теплоустойчивый материал, вы можете использовать их в экстремальных температурах. Благодаря их тепловым свойствам, металлообработки отличны для промышленного и коммерческого использования.

Недостатки металлообработки

Начальные затраты могут быть выше

Хотя в долгосрочной перспективе дешевле создавать изделия из сырьевого металла на основе долговечности, начальные затраты могут быть выше по сравнению с другими материалами.

Большее время

Использование металлообработки может занять более длительный период, особенно когда есть потребность в кастомном инструменте.

Больше отделочных процедур

После завершения фабрикации, есть высокий шанс, что некоторые металлы потребуют больше отделочных процедур, таких как зачистка и покраска. Это может задержать производство и увеличить общие цены.

Конструктивные ограничения

Во время строительства сложных систем, металлы могут испытывать конструктивные ограничения. Это может привести к компонентам с разными размерами, малыми размерами или необычными формами.

Ниже некоторые области, где продукты металлообработки могут применяться:

Аэрокосмическая

Вы можете использовать металлообработку в авиации. Это включает коммерческие самолеты и военные самолеты. Эта область не может существовать без использования металлообработки.

Строительство

Большинство инженеров и архитекторов предпочитают использовать металлообработанные продукты/детали для своих задач. Важная рама для складов, мостов, зданий и многих мега-структур производится из стальных лестниц, прогонов, балок, платформ и перил, производимых металлообработчиками. Нельзя говорить о строительстве без обсуждения металлообработки.

Судостроение

Предметы, используемые для металлообработки, важны в разном оборудовании, используемом в судостроении. Некоторые предметы — лестницы, стальные полы, трубопроводы, платформы, лестницы и т.д.

Производство оборудования

Производители занимаются фабрикацией металлов для использования в разных аппаратных компонентах, и именно поэтому компьютеры смогли распространиться далеко и широко. Металлообработка обеспечила, что компьютерные системы остаются сильными для офисного и домашнего использования почти 40 лет.

Горное дело

Сталь очень важна в горном секторе, потому что большинство инструментов, используемых здесь, т.е. кирки, лопаты, бульдозеры и т.д., нуждаются в стали при их строительстве. забавно, сталь может рассматриваться как побочный продукт горного дела, потому что она не может существовать в отсутствии металлов, необходимых для ее производства.

Военная

Военная отрасль работает с металлообработкой для различных предметов. Это включает бронежилеты, самолеты, боеприпасы, подводные лодки и т.д.

Энергетика

Энергетический сектор также работает с металлообработкой. Это включает бизнес, производящий электричество от ядерных источников, солнца, нефти и газа и т.д. Некоторые товары, используемые в энергетической сфере, производимые через металлообработку, включают электромагнитные экраны, линии передач, сердечники трансформаторов, ветряные турбины, трубопроводы, электромагниты и т.д.

Заключение

Металлообработка важна во многих отраслях, и поэтому важно понимать типы металлообработки, а также необходимую точность для достижения высококачественных компонентов. Что касается металлообработки, важно работать с профессиональным провайдером услуг.

Будь то кастомные прототипы или крупносерийное производство листового металла, RapidDirect доставляет точность, скорость и качество, на которые можно положиться.
Наши сертифицированные ISO 9001:2015 и IATF 16949:2016 объекты гарантируют, что каждая деталь листового металла соответствует строгим стандартам.

• 3-дневный лид-тайм
• 20+ материалов и 10+ покрытий
• Мгновенные онлайн-котировки и DFM-обратная связь

FAQ

Какая разница между производством и фабрикацией?

Производство относится к процессу, вовлеченному в создание конечных продуктов. Это касается трансформации сырья в продукты, готовые для немедленного использования. С другой стороны, фабрикация — часть производственного процесса, занимающаяся созданием деталей для дальнейшего производства.

Какой принцип фабрикации?

Существует много процессов и технологий, вовлеченных в процесс фабрикации. Принцип фабрикации включает материалы, технологии и процессы, вовлеченные в фабрикацию.

Какие инструменты используются во время металлообработки?

Широкий спектр инструментов используется в процессе металлообработки. Это включает плазменные резаки, ручную пилу, металлический кусачик, инструменты разметки, кусачок для провода, ушм, молоты для плановки, клико-скобы, фасочные инструменты, растягиватели, зачистки, балки, горлотные ножницы и многое другое.

В чем разница между металлообработкой и сваркой?

Металлообработка — широкий процесс, включающий резку, формовку и сборку металлических деталей в готовые продукты. Сварка — лишь один шаг внутри фабрикации, фокусирующийся на соединении металлов с использованием тепла и давления. Кратко, вся сварка — часть металлообработки, но не вся фабрикация включает сварку. Если вам нужно только соединить детали, выбирайте сварку; для полного производства или сборки — фабрикацию.

Как удалять металл во время металлореза?

Во время резки металла важно удалять нежелательный материал для достижения ожидаемой формы или облика сырого металла. Этот процесс требует использования инструментов или оборудования для удаления нежелательного металла от желаемого материала для достижения конечного продукта. Однако нежелательный металл, который вы удаляете, может быть в виде стружки или порошка.

Чем отличается металлообработка от сталеобработки?

Пока металлообработка включает различные металлы, как латунь, бронза и медь среди других, сталеобработка включает только сталь. Это главное различие влияет на инструменты, технологии и шаги вовлеченные в процесс фабрикации. Более того, процессы вовлеченные в сталеобработку — прямые. В то время как металлообработка включает более специализированные техники.