Wesentlicher Leitfaden: 5 Schlüsselerkenntnisse für Produktdesigner zum Blechprototyping

Die Blechfertigungsindustrie ist eine der größten Industrien der Welt. Tatsächlich wurde ihre globale Marktgröße 2018 auf 265 Milliarden USD geschätzt und eine CAGR von 5 % von 2019 bis 2025 prognostiziert.

Als Produktdesigner, besonders von Konsumgütern, besteht eine ziemliche gute Chance, dass Sie wissen, wie wertvoll Blechprototypenfertigung in der Produktentwicklung ist. Doch Sie sind sich möglicherweise unsicher, wie Bleche gefertigt werden oder welche Designpraktiken für Blechstrukturen am besten sind.

Dieser Artikel deckt all dies und mehr ab. Er präsentiert fünf Dinge, die Sie über Blechprototyping wissen sollten, bevor Sie Geschäfte mit einer Drittanbieter-Fertigungswerkstatt machen.

#1 Bleche müssen eine Dickenanforderung erfüllen

Wie viele andere Produktdesigner haben Sie Bleche als Metalle beschrieben, die in flachen Stücken existieren?

Sie liegen nicht ganz falsch, aber die Definition umfasst mehr als „flache Stücke“. Bleche haben typischerweise eine Dicke zwischen 0,006 Zoll und 0,25 Zoll. Metalle, die dicker als 0,25 Zoll sind, könnten Sie als „Metallplatten“ bezeichnen, und solche, die dünner als 0,006 Zoll sind, als „Folie“ oder „Blattmetalle“.

#2 Es gibt viele verschiedene Blechfertigungsprozesse

In der Blechfertigung beginnt der Blecharbeiter normalerweise mit flachen Metallstücken und transformiert sie in Strukturen (oder Produkte) mit verschiedenen Fertigungsprozessen, wie:

• Schneiden
• Umformen
• Montage

Der Schneideprozess

Wie der Name andeutet, beinhaltet der Schneideprozess die Manipulation des Blechs durch Erzeugen von Schnitten mit speziellen Maschinen, einschließlich CNC-Laserschneider, Wasserstrahlschneider und Plasmaschneider. (Verwandter Beitrag: Hier sind 5 Arten von CNC-Maschinen, die Sie unbedingt kennen sollten)

Der Umformprozess

Blechumformen beschreibt den Prozess der Formänderung des Blechs durch Biegen, Strecken und Ziehen. Der Prozess involviert spezialisierte Werkzeuge wie Abkantpressen und Stanzpressen.

Eine Abkantpresse ermöglicht es Ihnen, Bleche in verschiedene Winkel und Formen zu biegen. Im Gegensatz dazu ermöglicht die Stanzpresse (mit Stempel und Matrize) spezifische Aufgaben wie Prägen, Umkanten und Ziehen.

Montage

Montage beschreibt den Prozess, verschiedene Blechteile miteinander zu verbinden, entweder mit Befestigungselementen oder durch Schweißen. Der Schweißprozess ist der häufigere der beiden, und Sie haben eine breite Palette von Schweißtechniken zur Auswahl, einschließlich Lichtbogenschweißen, Elektronenstrahlschweißen und anderen.

Nehmen wir an, Sie möchten zwei rechtwinklige Winkelbleche fertigen und montieren. Zuerst müssen Sie Schnitte und kritische Features (wie Löcher) auf den flachen Blechteilen mit Laserschneider, Wasserstrahlschneider oder Plasmaschneider erstellen.

Als Nächstes legen Sie diese Bleche zwischen Stempel und Matrize der Abkantpresse und biegen, bis Sie 90° erreichen. Schließlich schweißen (oder befestigen) Sie diese Teile zusammen, um den gewünschten kundenspezifischen Metallfertigungsprototyp zu bilden.

#3 Blechprototypenfertigung bietet viele Vorteile

Einer der größten Gründe, warum Blechprototyping Unternehmen hilft, ist die Eliminierung von Vermutungen in der Fertigung. Diese Prototypen fungieren als physische Muster (oder Mock-up-Modelle) Ihrer Designkonzepte und ermöglichen es Ihnen, die Leistung Ihres Designs zu testen und Fehler lange vor Beginn der Fertigung zu erkennen.

Sie könnten die anfänglichen Kosten der Blechprototypenfertigung als Nachteil sehen. Aber Sie verpassen möglicherweise das größere Bild. Stellen Sie sich vor, wie viel mehr Sie ausgeben müssten, wenn Sie beispielsweise voll in die Fertigung einsteigen und am Ende einen ganzen Stapel fehlerhafter Einheiten erhalten.

#4 Werkstoffe für Blechprototypenfertigung

Fast alle gängigen Werkstoffe werden in Blechform verwendet. Zu den Metallen gehören Aluminium, Edelstahl, Kupfer und Magnesium, unter anderen. Die richtige Wahl hängt typischerweise von den gewünschten Endverwendungseigenschaften und den Anforderungen Ihres Produkts ab.

Sie sollten Aluminium wählen, wenn Ihr Produkt ein leichtes Metall mit hoher Festigkeit, thermischer und korrosionsbeständigkeit erfordert. Edelstahl und Kupfer sind ideal, wenn Sie eine Mischung aus Festigkeit, Bearbeitbarkeit und guten Oberflächenveredelungen suchen.

Magnesiumbleche bieten ebenfalls hohe Festigkeit und Haltbarkeit und sind leicht (etwa zwei Drittel der Dichte von Aluminium). Sie sind jedoch hochentzündlich und stellen ein erhebliches Risiko während (und nach) der Fertigung dar. Sie sollten Magnesiumbleche vermeiden, es sei denn, es ist absolut notwendig. (Verwandter Beitrag: CNC-Bearbeitung von Magnesium: Was sind die Sicherheitsbedenken?)

#5 Beste Designpraktiken für Blechprototypen

Die folgenden Designpraktiken helfen Ihnen, Fertigungskosten zu senken und Lieferzeiten zu verkürzen bei der Fertigung von Blechprototypen.

1. Designen Sie Löcher mit einem Durchmesser, der mindestens der Blechdicke entspricht, da dies die Chance eines Werkzeugbruchs oder -schadens eliminiert.
2. Weisen Sie Schlüsseltoleranzen nur Features zu, die für die Funktionalität Ihres Prototyps kritisch sind.
3. Designen Sie Biegungen mit einem Radius, der größer (oder gleich) der Blechdicke ist, da dies Ihr Design einfach und viel einfacher zu fertigen hält.
4. Halten Sie alle Features mindestens viermal die Materialdicke von Biegelinien entfernt, da nähere Features Schwierigkeiten während der Fertigung verursachen.
5. Lagern Sie den Fertigungsprozess an einen erstklassigen Fertigungsbetrieb mit einer Erfolgsbilanz hochwertiger Dienstleistungen aus.

Gensun Precision Machining bietet seit fast zwei Jahrzehnten hochwertige Blech-Rapid-Prototyping-Dienstleistungen für eine Vielzahl von Branchen an. Unsere Fertigungswerkstätten können Ihnen helfen, kosteneffektive Blechprototypen durch verschiedene Prozesse zu erstellen, einschließlich Laserschneiden, Prototyp-Stanzen, Biegen und Schweißen.

Erfahren Sie mehr über unsere Blechfertigungsdienstleistungen.