Sheet Metal Fabrication 101:A Basic Knowledge Guide

Bevor Sie sich entscheiden, mit einem neuen Herstellungsverfahren zu arbeiten, ist es wichtig, die Grundlagen der Technologie zu verstehen. Das heißt, Sie müssen sich damit vertraut machen, was es ist, wie es funktioniert und welche Vorteile es hat. In diesem Artikel behandeln wir die Grundlagen der Blechfertigung. Unser Ziel ist es, diese Metallproduktionstechnik mit zahlreichen Anwendungen in vielen Branchen zu beleuchten.

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Die Blechherstellung bezieht sich auf das Drehen von flachen Metallblechen in Metallprodukte und -strukturen. Typischerweise beinhalten Blechverarbeitungsverfahren das Umwandeln verschiedener Arten von Blechen in Teile und Komponenten. Daher ist es hilfreich, sich diesen Metallumformprozess nicht als einen einzelnen Herstellungsprozess, sondern als eine Sammlung von Umformtechniken vorzustellen.

Diese Techniken arbeiten oft zusammen, um das erforderliche Teil herzustellen. Zu den grundlegenden Blechbearbeitungstechniken gehören Schneiden, Biegen, Stanzen, Stanzen, Schweißen und Endbearbeitung. Wir werden uns in Kürze mit den Details dieser Techniken befassen.

Die Blechfertigung ist für eine Reihe von Metallwerkstoffen geeignet. Bei RapidDirect produzieren wir beispielsweise Blechteile aus Aluminium, Stahl, Edelstahl, Kupfer und Messing. Der Herstellungsprozess ist so üblich, dass es unwahrscheinlich ist, dass Sie Ihren Tag verbringen, ohne auf ein aus Blech gefertigtes Produkt zu stoßen. Egal, ob es sich um ein Haushaltsgerät oder kleinere Teile wie Halterungen oder Gehäuse handelt, Sie finden diese Produkte überall.

Ein Leitfaden für den Blechkonstruktionsprozess

Viele Menschen neigen dazu, die grundlegenden Schritte des Blechherstellungsprozesses nicht zu verstehen. Das Fehlen von grundlegendem Wissen kann es schwierig machen, realistische Anforderungen und Erwartungen an ein Projekt zu stellen. Die Blechbearbeitungsverfahren umfassen oft einen mehrstufigen Prozess, der mehrere qualifizierte Experten und Werkzeuge für eine erfolgreiche Auftragsabwicklung erfordert.

Von Anfang bis Ende umfasst der Designprozess für die Metallherstellung:

Die Idee

Jeder Rapid-Prototyping-Prozess beginnt mit einer Idee, und die Blechkonstruktion ist da keine Ausnahme. Es beginnt mit grundlegenden Konzepten dessen, was Sie als Designer wollen. Sie können diese Ideen grob niederschreiben, um realistische Anforderungen an Ihr Projekt zu stellen. Es kann auch das Entwerfen eines 3D-Modells des gewünschten Blechbauteils beinhalten. Das Modell enthält häufig Anforderungen für Wandstärke, Biegeradien, Lochausrichtung, Biegezugabe und mehr.

Konstruktionszeichnungen erstellen

Nach der Fertigstellung eines 3D-Modells müssen Zeichnungen für die Fertigung erstellt werden. Bevor mit der Arbeit begonnen werden kann, müssen Ingenieure Pläne entwickeln. Diese Blaupausen bestimmen die Spezifikationen des Blechs, das für die Erstellung der ersten Zeichnungen benötigt wird.

Die Zeichnungen werden an die Maschinenwerkstatt gesendet. Die Zeichnungen enthalten oft alle Fertigungsinformationen wie Materialauswahl, Oberflächenveredelung und mehr.

Herstellbarkeitsanalyse

Zusammen mit anderen zugehörigen Berechnungen werden die Zeichnungen erneut überprüft, um sicherzustellen, dass sie den Anforderungen und Spezifikationen entsprechen. Die Befolgung einer DfM-Strategie hilft dabei, sich auf die Vereinfachung der Konstruktionen und die mögliche Reduzierung der Teileanzahl zu konzentrieren. Eine solche Analyse schlägt vor, Teile für verschiedene Anwendungen zu standardisieren.

Darüber hinaus erhalten Ingenieure Einblicke in die Entwicklung einfach herstellbarer Konstruktionen. Sobald die Herstellbarkeitsanalyse abgeschlossen ist, wird eine endgültige Werkstattzeichnung mit detaillierten Berechnungen der Spannungs-/Dehnungsniveaus und Belastungsgrenzen erstellt. Die darin verfügbaren Informationen bestimmen den Blechherstellungsprozess.

Prototypenentwicklung

Sobald ein Blechkonstruktionsmodell vorliegt, führen Ingenieure mehrere Prozesse durch, um die Geometrie der Komponente beizubehalten. Diese Verfahren umfassen Schneiden, Biegen, Stanzen, Stanzen und Schweißen. Oberflächenveredelungen tragen auch dazu bei, die Ästhetik des erstellten Prototyps zu verbessern. Es ist wichtig, diese Schritte nacheinander durchzuführen. Wenn Sie durch den Prozess eilen oder einen Schritt überspringen, kann dies die Qualität und Integrität des Endprodukts beeinträchtigen.

Prototypentest

Nach der Entwicklung des Prototyps bewerten die Kunden den Prototyp, um sicherzustellen, dass er ihren Anforderungen entspricht. Die Prüfung kann auch die Verwendung solcher Komponenten unter realen Bedingungen umfassen. Außerdem kann eine Bewertung mit Benutzern durchgeführt werden, die Feedback zu den Produkten geben.

Große Produktion

Ein Prototyp, der die Tests besteht und die erforderlichen Spezifikationen erfüllt, geht in die vollständige Teileproduktion.

Blatt M et F Kürzung M Methoden

Um die Bildung verschiedener Teile durch Blechherstellung zu verstehen, ist es unerlässlich, die verschiedenen Arten von Techniken zu kennen, die verwendet werden. Diese Blechbearbeitungsverfahren helfen dabei, flache Bleche in dreidimensionale, funktionale Bauteile zu verwandeln. Nachfolgend sind die gebräuchlichsten Blechverarbeitungstechniken aufgeführt.

Schneiden

Das Schneiden ist typischerweise der erste Schritt in der Blechherstellung. Wie der Name schon sagt, besteht es aus dem Schneiden des Blechs. Das heißt, die Hersteller beginnen mit einem rechteckigen Blech und das Material wird basierend auf dem Teiledesign des Kunden zugeschnitten. Es gibt verschiedene Methoden zum Schneiden von Blechen.

Beispielsweise ist das Schneiden von Blechen mit einer Schere möglich, bei der das Metall mit Scherkräften durchtrennt wird. Bei dieser Art des Schneidens gibt es drei Möglichkeiten – Scheren, Stanzen und Stanzen. Auf der anderen Seite führen Verarbeiter auch den Zuschnitt ohne Schere durch. Dies ist das ideale Verfahren für Industrieprojekte, die präzises Schneiden und kürzere Lieferzeiten erfordern.

Bei RapidDirect nutzen wir das Laserschneiden von Blechen mit einem scherenlosen Prozess. Wir halten dieses Verfahren für besser geeignet für industrielle Anwendungen. Das Laserschneiden ermöglicht eine hohe Präzision (+/- 0,1 mm) und ist zeiteffizient. Wir bieten auch Plasmaschneiden und Wasserstrahlschneiden an, die ebenfalls hochpräzise schneiden.

Stempelung

Stanzen ist ein Kaltumformverfahren, das flache Metallzuschnitte in verschiedene Formen umwandelt. Der Prozess verwendet ein Werkzeug und eine Matrize, die bei Aufprall die Form des Metalls durch die Verwendung von Scherdruck verändern.

Stanzen ist ein weiter Begriff in der Blechfertigung. Es umfasst Stanzen, Biegen sowie Prägen. Es umfasst auch das Bördeln, bei dem das Blech so durchgezogen wird, dass Bördel entstehen.

Biegen

Das Biegen ist ein weiterer wichtiger Schritt in der Blechherstellung. Wie der Name schon sagt, besteht es aus dem Biegen der Bleche. Metallverarbeiter führen das Biegen von Blechen mit Abkantpressen, Walzmaschinen und anderen Geräten durch. Die Gerätesätze erzeugen Standardformen wie U-Bögen oder V-Bögen.

Obwohl das Biegen für das ungeschulte Auge so einfach erscheinen mag, ist es ein ziemlich komplexer Prozess, der einen hochqualifizierten Hersteller erfordert. Dies ist in erster Linie auf das Auftreten von „Rückfedern“ zurückzuführen, was der Begriff dafür ist, wenn Metall nach dem Biegen zwangsläufig versucht, seine ursprüngliche flache Struktur wiederzuerlangen. Um dieses Problem bei der Blechherstellung zu lösen, müssen die Bediener das Teil überbiegen, damit sein Rückfederungswinkel dem gewünschten Winkel entspricht.

Stanzen

Stanzen ist eine Technik, die verwendet wird, um Löcher in einem Blech zu erzeugen. Das Verfahren beruht auf einem Stempel und einer Matrize (häufig aus Hartmetall). Die Materialien verwenden Scherkraft, um Löcher in das Metallblech zu perforieren. Die Matrize sammelt dann das aus dem Loch erzeugte Abfallmaterial. Das Stanzen hilft auch, eine Vertiefung in das Blech einzubringen. Bei RapidDirect können unsere CNC-Stanzfunktionen Löcher mit einem Durchmesser von bis zu 50 mm herstellen.

Schweißen

Das Schweißen ist eine der letzten Phasen in der Blechherstellung. Es ist ein grundlegendes Blechbearbeitungsverfahren zum Zusammenfügen von Metallteilen zu einem einzigen Teil. Es steht eine breite Palette von Schweißtechniken zur Verfügung, darunter Stabschweißen, MIG und WIG.

Obwohl sie in ihrem Ansatz unterschiedlich sind, haben alle drei die Funktion, Metall miteinander zu verbinden, indem sie die Kante des Teils schmelzen und Füllstoff hinzufügen. Dies schafft eine metallurgische Verbindung zwischen den Teilen und verschmilzt sie stark miteinander. Schweißen ist natürlich nur notwendig, wenn ein Produkt aus zwei oder mehr Einzelteilen besteht.

Wenn Sie aus Blech gefertigte Komponenten benötigen, wenden Sie sich jetzt an RapidDirect.

Materialauswahl für die Blechbearbeitung

In der Blechbearbeitung gibt es eine Vielzahl von Werkstoffen. Es ist wichtig, die beste Wahl für Ihr Produkt zu treffen, um eine optimale Qualität zu gewährleisten.

Ihre Wahl sollte von Ihrem gewünschten Endprodukt und den allgemeinen Erwartungen daran abhängen. Hier sind einige der Blechmaterialien, die bei der Herstellung verwendet werden:

• Edelstahl – Es gibt mehrere Edelstahlsorten, aus denen Sie wählen können. Sie können austenitischer rostfreier Stahl sein. Dies sind nicht magnetische Metalle mit hohen Nickel- und Chromgehalten. Sie werden aufgrund ihrer Korrosionsbeständigkeit und Formbarkeit weit verbreitet verwendet. Ferritischer Edelstahl hingegen ist magnetisch. Sie eignen sich gut für nicht-strukturelle oder dekorative Anwendungen. Martensitischer Edelstahl ergibt auch starke und korrosionsbeständige Produkte.
• Warmgewalzter Stahl – Eine Stahlsorte, die entsteht, wenn eine Reihe von Walzprozessen (bei über 1700 Grad Fahrenheit) Stahl erzeugen. Sie können solche Stähle aufgrund ihrer Flexibilität leicht zu großen Stücken formen.
• Kaltgewalzter Stahl – Dabei handelt es sich im Wesentlichen um warmgewalzten Stahl mit Weiterverarbeitung. Sie sind glatter und haben bessere Toleranzen.
• Vorbeschichteter Stahl – Diese werden auch als verzinkte Blechmaterialien bezeichnet. Sie sind mit einer Schutzschicht versehen, damit sie nicht rosten. Sie unterstützen auch einfache Blechverarbeitungsmethoden aufgrund erhöhter Duktilität.
• Aluminium – Eine weitere beliebte Wahl für das verarbeitende Gewerbe. Es verfügt über ein hervorragendes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht. Es verfügt außerdem über viele Eigenschaften, die dazu beitragen, viele Anwendungsanforderungen zu erfüllen.
• Kupfer/Messing – Die Bearbeitung von Messing ist dank des geringeren Zinkgehalts einfach. Kupfermetalle sind auch mit schützenden Oxidschichten versehen, um Korrosion zu verhindern. Beide Materialien sind in architektonischen Produkten für ein ästhetisch ansprechendes Aussehen wünschenswert.

Auswahl der Oberflächenbeschaffenheit für die Blechbearbeitung

Die Oberflächenveredelung ist ein weiterer wichtiger Aspekt der individuellen Blechfertigung. Die Oberflächenveredelung aus Metall hat sowohl ästhetische als auch funktionale Vorteile.

Einige der Oberflächenveredelungen, die Sie auf Blech auftragen können, sind:

• Sandstrahlen – Bei diesem Verfahren wird Sand oder andere Schleifmittel mit hoher Geschwindigkeit gegen das Blech geschossen. So verleiht es dem Blech eine matte Textur, um es für die Beschichtung vorzubereiten.
• Buff-Politur – Bei dieser Methode wird ein Tuchrad verwendet, um die Metalloberfläche zu polieren, damit sie glänzend aussieht.
• Pulverbeschichtung – Dabei wird Pulverlack direkt auf das Metallteil gesprüht. Anschließend wird das Teil in einem Ofen gebacken, um eine verschleißfeste Schicht zu bilden.
• Eloxieren – Eloxieren trägt dazu bei, eine Komponente mit hervorragenden Rostbeständigkeitseigenschaften zu erhalten. Es verbessert auch die Härte und Haltbarkeit der Oberfläche.
• Chemische Filme – Dies sind Oberflächen, die eine gute Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit bieten. Dieser Beschichtungsprozess dient am besten als Basis für Farbe und verleiht ein goldenes Oberflächenfinish.

Konstruktionsüberlegungen für die Blechherstellung

Hier sind einige der wichtigen Konstruktionsmerkmale, die beim Modellieren eines Blechteils zu berücksichtigen sind:

• Wandstärke: Gleichmäßige Dicke ist für jede Geometrie sehr wichtig. Geometrien mit mehr als einer Wanddicke erfordern Bleche unterschiedlicher Dicke. Daher kann die Ausrichtung und Ausrichtung von Teilen ungenau sein oder Zeit in Anspruch nehmen.
• Biegeradien: Es ist wichtig, dass der innere Biegeradius des Blechs mindestens gleich seiner Dicke ist. Dies hilft, Verzerrungen und Brüche in den endgültigen Teilen zu vermeiden. Die konsequente Einhaltung der Biegeradien über das Teil sorgt für Wirtschaftlichkeit und gute Orientierung.
• Biegezugabe und -abzug: Die Biegezugabe ist das Material, das zu den tatsächlichen Längen der Teile hinzugefügt werden muss, um die Entwicklung eines flachen Musters zu unterstützen. Der Biegeabzug ist das Material, das von der Länge der Flansche entfernt werden muss, um ein flaches Muster zu erhalten.
• K-Faktor: Der K-Faktor ist beim Blechprozess das Verhältnis der neutralen Achse zur Materialdicke. Dieser Wert ändert sich in Abhängigkeit von den verschiedenen physikalischen Eigenschaften und Dicken der verwendeten Materialien.
• Ausrichtung der Löcher und Schlitze: Auch diese Faktoren sind sehr wichtig. Loch- und Schlitzdurchmesser sollten mindestens so groß sein wie die Blechdicke. Außerdem sollten die Löcher angemessen beabstandet sein. Sie sollten nie zu nah am Materialrand liegen.

Weitere zu berücksichtigende zusätzliche Merkmale sind Säume, Kerben, Laschen, Locken, Verrundungen und Senkungen.

Einige DfM-Tipps für die Blechfertigung

Es ist wichtig, einige effektive Konstruktionstipps für die Blechfertigung für eine bessere und schnellere Erstellung von Komponenten zu beachten.

Es ist wichtig, Lochgrößen, Ausrichtung und Positionen in einer Blechkonstruktion anzugeben. Lochdurchmesser kleiner als die Dicke des Blechs können zu langem Polieren, hoher Stempelbelastung und übermäßigem Grat führen. Daher sollten die Lochdurchmesser größer als die Blechdicke sein.

Außerdem sollte der Lochabstand mindestens das Doppelte der Blechdicke betragen. In Fällen, in denen ein Loch in Randnähe vorhanden sein muss, sollte der Abstand zwischen Loch und Rand mindestens der Plattendicke entsprechen.

Manschetten und Krümmungsentlastungen in der Nähe von Lochstechbereichen tragen zur Verstärkung von Blechteilen bei. Kornstrukturen sind auch wichtig, um Risse in Teilen mit Laschen oder Nasen zu vermeiden. Stollen sollten nicht parallel zur Faserrichtung sein. Dies kann zur Rissbildung führen. Vielmehr sollten sie senkrecht oder etwas weniger als 45 Grad zur Faserrichtung verlaufen.

Außerdem sollten Sie die Abstände zwischen Stempel und Matrize groß halten, um einen vorzeitigen Verschleiß des Stempels zu vermeiden. Außerdem neigen Sie dazu, die Steifigkeit zu erhöhen, indem Sie Sicken an Biegungen und Fasen an Ecken anbringen. Auf diese Weise können Sie den Rückfederungseffekt verringern. Ein Blechteil kann seine Ebenheit und Festigkeit leicht beibehalten, indem es um aufgeweitete Löcher geprägt wird.

Blechfertigung von RapidDirect

Blechbearbeitung ist eine Wissenschaft und eine Kunst. Seine umfangreiche Palette an Nuancen und Techniken macht es für einen erfahrenen Metallverarbeiter wichtig, jedes Projekt zu bewältigen. Da Sie die Grundlagen der Blechkonstruktion kennen, überlassen Sie den Rest einem professionellen Service!

Mit RapidDirect profitieren Sie von den Vorteilen der Blechbearbeitungsverfahren sowie unserem automatisierten und hochgradig rationalisierten Produktionsservice. Mit unserem Service können Sie innerhalb von 12 Stunden ein Angebot für die Blechbearbeitung und Lieferzeiten von nur drei Tagen erwarten.

Unser Rapid-Prototyping-Angebot umfasst auch eine solide und zuverlässige Fertigungskapazität (unter der Leitung unseres Expertenteams mit mehr als 20 Jahren Erfahrung) sowie technische und Qualitätssicherung, einschließlich SGS- und RoHS-Materialzertifizierungen, In-Process-Qualitätsberichten und Erstmusterprüfung.