Beherrschung der Blechbearbeitung:Experten-Designrichtlinien und Best Practices

Die Blechbearbeitung ist ein entscheidender Prozess in der Fertigungsindustrie mit zahlreichen Anwendungen im Bauwesen, in der Automobilindustrie, in der Luft- und Raumfahrt und in anderen Bereichen. Die Vielseitigkeit von Blech und seine Möglichkeit, es in verschiedene Formen und Größen zu bringen, machen es zu einer beliebten Wahl für die Erstellung komplexer und komplizierter Designs.

Um jedoch den Erfolg jedes Blechfertigungsprojekts sicherzustellen, ist ein solides Verständnis der Konstruktionsprinzipien und Best Practices unerlässlich. In diesem Artikel stellen wir einen umfassenden Leitfaden zum Design der Blechfertigung bereit, einschließlich Tipps zur Materialauswahl, geometrischen Einschränkungen und kosteneffizienten Designstrategien.

Egal, ob Sie ein erfahrener Ingenieur oder ein unerfahrener Konstrukteur sind, dieser Leitfaden hilft Ihnen bei der Erstellung hochwertiger Blechteile, die den Anforderungen und Spezifikationen Ihres Projekts entsprechen.

Aus Fertigungsgründen wird Blech als alles klassifiziert, das dünner als 0,25 Zoll ist. Für alle Blechteile gilt die Anforderung einer einheitlichen Breite, was einige ihrer Anwendungen einschränkt. Stellt aber sicher, dass das resultierende Teil die Anforderungen an Haltbarkeit und Langlebigkeit erfüllen kann.

Im Allgemeinen werden Blechteile häufig in Anwendungen wie Automobilchassis und anderen Bereichen eingesetzt, in denen das Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht wichtig ist. Blech hat eine geringere Dicke und die daraus hergestellten Teile sind im Allgemeinen hohl. Das bedeutet, dass sie weniger wiegen, aber bei gleicher Kapazität größeren Belastungen standhalten können.

Es macht keinen Sinn, bei einfachen Anwendungen auf Präzisionsverfahren zu setzen. Allerdings ist es auch nicht möglich, bei hochwertigen Anwendungen auf die Präzisionsblechfertigung zu verzichten. Denn es kann durch Abnutzung zu Schäden an empfindlichen Geräten kommen.

Das Funktionsprinzip

Das Funktionsprinzip der Blechfertigung ist recht einfach. Dies hängt von der Elastizität des Metalls und der Tatsache ab, dass kaltgewalztes Metall hinsichtlich der Haltbarkeit eine bessere Leistung erbringt. Die Blechfertigung besteht aus zwei Methoden:Schneiden und Formen.

Wie der Name schon sagt, erfordert das Schneiden das Entfernen eines Teils des Blechs, um die gewünschte Form zu erhalten. Andererseits ist das Umformen eine etwas schwierige Methode, die aus drei verschiedenen Prozessen besteht. Meistens arbeiten sie zusammen, um die Form des Objekts zu schaffen, das Sie benötigen. Der Prozess erfordert eine sorgfältige Prüfung des Designs und der Herstellbarkeit, um jeglichen Abfall zu minimieren und Perfektion zu gewährleisten.      

In den meisten Fällen verlassen sich Hersteller auf CAD-Dateien im DXF- oder DWG-Modell, um die Übereinstimmung mit dem verfügbaren Design sicherzustellen. Bei den meisten Projekten arbeiten die Schneid- und Umformprozesse zusammen, um schnellere Ergebnisse zu erzielen. Darüber hinaus erfordert die Blechfertigung im Allgemeinen keine Nachbearbeitung, kann jedoch je nach Anwendung eine gewisse Nachbearbeitung und Verbindung erfordern.

Die 4 wichtigsten Blechbearbeitungstechniken

Der Blechfertigungsprozess besteht aus zwei Hauptprozessen; Formen und Schneiden. Diese beiden Techniken arbeiten zusammen, um die endgültige Form jedes Produkts zu schaffen. Während das Schneiden ein einfacher Prozess ist, gibt es beim Umformen weitere Klassifizierungen, nämlich Stanzen, Biegen und Stanzen.

Hier sind die grundlegenden Details zu den wichtigsten Techniken zur Herstellung von Blechteilen:

1 – Schneiden

Beim Schneidvorgang wird das überschüssige Blech in einer bestimmten Form entfernt, um die endgültige Form zu erhalten. Beim Schneiden von Blech gibt es drei Hauptansätze:

1.      Laserschneiden
2.      Plasmaschneiden
3.      Wasserstrahlschneiden

2 – Biegen

Beim Biegevorgang wird einfach an einem bestimmten Punkt eine große Kraft auf das Blech ausgeübt, um die gewünschte Form zu erhalten. In manchen Fällen muss der Bereich unter der Biegung möglicherweise etwas vorbereitet werden. Biegekerben zeigen dem Techniker beispielsweise nicht nur die Lage der Biegung, sondern können auch den Vorgang selbst erleichtern.

3 – Stempeln

Um ein komplexes Teil in begrenzter Zeit herzustellen, entscheiden sich Hersteller häufig für das Stanzverfahren, bei dem es sich um eine komplexe Formgebung handelt. Der Prozess nutzt eine Kombination verschiedener Techniken wie Scheren, Biegen und Strecken, um aus Blech neue Formen zu schaffen. 

4 – Stanzen

Um ein komplexes Teil in begrenzter Zeit herzustellen, entscheiden sich Hersteller häufig für das Stanzverfahren, bei dem es sich um eine komplexe Formgebung handelt. Der Prozess nutzt eine Kombination verschiedener Techniken wie Scheren, Biegen und Strecken, um aus Blech neue Formen zu schaffen. Darüber hinaus gehen einige Stanzverfahren sogar so weit, dass mehrere Teile mit unterschiedlichen Techniken zusammengefügt werden. 

Die wichtigsten Vorteile und Einschränkungen der Verwendung von Blech für die Fertigung

Blechteilekonstruktionen erfreuen sich in vielen Branchen aufgrund ihrer vermeintlichen Vorteile großer Beliebtheit. Es gibt jedoch auch mehrere Einschränkungen für den Prozess. Diese Vorteile und Einschränkungen gehören zu den wichtigsten Designüberlegungen für Hersteller, da sie die richtige Verwendung des Metalls bestimmen.

Vorteile Nachteile Schnelle Durchlaufzeit im Vergleich zu anderen Herstellungsmethoden. Es ist schwierig, komplexe Designs mit komplizierten Details herzustellen, was die Palette der Formen und Gestalten, die hergestellt werden können, einschränken kann. Hochwertige Teile sowohl für die Produktion als auch für die Prototypenherstellung. Erfordert erhebliche Investitionen in Werkzeuge und andere Ausrüstung, was ein Hindernis für die Produktion in kleinem Maßstab darstellen kann. Vielseitig genug, um mit mehreren Metallen wie Stahl, Aluminium und Kupfer zu arbeiten. Längere Vorlaufzeiten im Vergleich zu anderen Fertigungsmethoden aufgrund der mehreren Prozessschritte wie Schneiden, Formen und Endbearbeiten. Bietet aufgrund der hohlen Bauweise ein hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis. Erfordert qualifizierte Arbeitskräfte, die teuer sein können. In den meisten Fällen ist keine Nachbearbeitung erforderlich.  

Wie bereits erwähnt, müssen bei der Konstruktion für die Blechfertigung einige Designanforderungen beachtet werden. Die meisten dieser Anforderungen hängen vom Gesamtdesign des Produkts ab. Beispielsweise würde ein einfaches Produkt nicht viele Anforderungen stellen, aber eine komplizierte Geometrie würde natürlich mehr Prozesse erfordern, um marktreif zu sein.

Im Allgemeinen erfordert die Blechfertigung eine Reihe von Best Practices, die Perfektion gewährleisten und die beste Qualität in kürzester Zeit liefern können. Die allgemeinen Richtlinien für Bleche umfassen die folgenden 5 Kategorien.

1 – Toleranzen

Toleranz ist einer der wichtigsten Parameter für eine Vielzahl von Anwendungen. Die allgemeine Faustregel besagt, dass mehr Präzision mehr Ressourcen erfordert und zusätzliche Kosten verursacht. Daher sollten die Toleranzen der Anwendung entsprechen.

Das perfekte Beispiel dafür kann die Automobilindustrie sein.

Die für die Tür oder einen anderen Teil der Karosserie erforderliche Präzision wäre offensichtlich geringer als die Anforderung für das Fahrgestell oder ein anderes integrales Teil. Im Allgemeinen hängen die Toleranzanforderungen von den Projektanforderungen ab, aber dieser Ansatz kann zu vielen Inkonsistenzen im Produkt führen.

Viele Hersteller und Branchen ziehen es vor, Qualitätsstandards festzulegen, um solche Inkonsistenzen zu vermeiden. Obwohl es sich bei diesen Standards nicht um eine Einheitslösung handelt, sind sie ein hervorragendes Werkzeug zur Aufrechterhaltung von Konsistenz und Leistung. Darüber hinaus erleichtert die Einhaltung von Industriestandards die Erfüllung industrieller Anforderungen und stärkt das Vertrauen der Verbraucher in die Marke.

Für die Blechfertigung ist die vorherrschende Norm ISO 2768. Sie deckt die Toleranzanforderungen für mehrere Branchen ab und sorgt gleichzeitig für ein perfektes Gleichgewicht zwischen Kosten und Verarbeitungsmöglichkeiten.

Allgemeine Toleranzen

Für die Blechbearbeitung gibt es einige allgemeine Toleranzen, die in der Industrie überall angewendet werden. Sie entsprechen internationalen Standards. Bei sensiblen Anwendungen wie der Luft- und Raumfahrt und dem Automobilbereich, bei denen Präzision für die Leistung von entscheidender Bedeutung ist, wird es jedoch mehrere Ausnahmen geben.

Funktion Vorherrschender Toleranzbereich Zusätzliche Hinweise Wandstärke:0,9 mm bis 20 mm, Versatz:0,3 mm bis 0,7 mm, Locken> 2x Materialstärke. Alles, was kleiner als die empfohlene Lockenabmessung ist, würde das Blech spröde machen. Biegungen:0,9 mm – 1,2 mm, 1,8 mm – 2,4 mm, 3,8 mm – 5,0 mm, 7,5 mm – 10 mm, 15 mm – 20 mm. Bei allen Biegungen wird mit einer Abweichung von +/- Grad gerechnet. Darüber hinaus erhöhen alle anderen Spezifikationen Ihre Kosten.SäumeInnendurchmesser =Materialstärke mit Rücklauflänge von 4x der Dicke SenkerHauptdurchmesser =+/- 0,254 mmKleiner Durchmesser> 2/3 Dicke Löcher und SchlitzeDurchmesser> MaterialstärkeEin kleinerer Durchmesser als die Materialstärke würde zu Rissen im Blech führen.Kerben und LaschenKerbenbreite> 1,5x Dicke
Länge> 5x Dicke 

Formungsgrundlagen

Bei diesem Verfahren wird ein flaches Metallblech durch Druck in eine vorgegebene Form gebogen. Die Prozessanforderungen und -details ändern sich je nach Art des Biegeprozesses. Obwohl es zahlreiche Möglichkeiten gibt, sind die folgenden drei Methoden des Blechbiegens die gebräuchlichsten.

• Bremspressen:Beim manuellen Verfahren werden eine Klemmstange und eine Platte verwendet, um das Metallblech zu formen. Das Verfahren eignet sich nur für Prototyping und Kleinserienfertigung.
• Rollbiegen:Die gleichen Grundlagen, aber das Ergebnis wäre die Form von Zylindern, Kegeln oder anderen Bögen. 
• Abkantbiegen:Das fortschrittlichste Biegeverfahren, bei dem hydraulische Maschinen mit Stempel und Matrizen zum Einsatz kommen. Dies eignet sich für Bleche bis zu einer Dicke von 6 mm und ermöglicht die einfache Herstellung präziser Merkmale. 

Integrale Parameter für das Blechbiegen

Wenn es um den Biegeprozess geht, müssen Hersteller und Konstrukteure zahlreiche Parameter berücksichtigen. Diese Designanforderungen sind es, die jede Blechbiegung grundlegend charakterisieren, und es ist ratsam, sich an deren Standards zu halten, um hervorragende Ergebnisse zu gewährleisten.

Hier sind die 6 wichtigsten Parameter für jeden Blechbiegevorgang.

• Biegelinie:  Die Biegelinie ist eine gerade Linie auf der Blattoberfläche, die den Anfang bis zum Ende auf beiden Seiten der Biegung markiert. Der Industriestandard für Biegelinien besteht darin, den Abstand von der 5-fachen Blechdicke zwischen der Innenkante und der Außenseite der Biegung einzuhalten.
• Biegeradius:  Der Biegeradius bezieht sich auf den Abstand von der Biegeachse zur Innenfläche eines Materials zwischen zwei Biegelinien. Generell empfiehlt es sich, einen Biegeradius zu verwenden, der mindestens so groß ist wie die Materialstärke. Ein größerer Biegeradius ist noch besser, aber die Verwendung eines kleineren Radius als die Materialstärke kann die Tragfähigkeit des Teils verringern.
• Biegewinkel:  Der Winkel, der durch die Biegung mit der imaginären senkrechten Linie entsteht, die von der Achse ausgeht. Anstelle einer bestimmten Zahl besteht die Industriepraxis für Biegewinkel darin, sicherzustellen, dass die Flanschlänge das Vierfache der Dicke betragen muss. Es empfiehlt sich außerdem, alle Biegewinkel gleich zu halten.  
• Neutrale Achse:  Die neutrale Achse ist der Teil eines Blattes, der seine ursprüngliche Länge behält, da er weder gedehnt noch gestaucht wird. Es handelt sich um einen unabhängigen Parameter und es gibt keine gesetzliche Grenze oder Richtlinie für seinen Standort. Die Genauigkeit anderer Faktoren wie Biegeradius und -winkel spielt jedoch eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der Leistung des Endprodukts. Je präziser diese Faktoren sind, desto besser ist die Leistung des Produkts.
• Der K-Faktor:  Der K-Faktor eines Materials ist ein Maß für seine Position und wird bestimmt, indem der Abstand zwischen dem Material und seiner Dicke (t) durch seinen T dividiert wird. Der K-Faktor hängt von einer Reihe von Faktoren ab, darunter der Materialart, dem Biegeprozess, dem Biegewinkel und anderen. Um optimale Ergebnisse zu gewährleisten, sollte der K-Faktor im Bereich von 0,25 bis 0,50 liegen. Die K-Metrik kann mit der Formel K =T/t berechnet werden.
• Biegezugabe: Um präzise und gleichmäßig gebogene Teile herzustellen, ist es wichtig, die Bogenlänge und den Abstand zwischen der neutralen Achse und den Biegelinien sorgfältig zu messen und zu berücksichtigen. Sie sollten außerdem genaue Biegezugaben verwenden, die für das zu biegende Material und die zu biegende Dicke sowie für die Art des verwendeten Biegeverfahrens (z. B. Luftbiegen, Bodenbiegen oder Prägen) geeignet sind.

Grundlagen des Schneidens

Ein weiterer wichtiger Prozess in der Blechbearbeitung ist das Schneiden. In vielen Fällen handelt es sich um eine einfachere Alternative, die schnelle Ergebnisse mit akzeptabler Präzision liefert. Während der Entwurfsphase konzentrieren sich die Blechkonstruktionsrichtlinien auf die folgenden 5 Parameter.

Materialauswahl

Während des Prozesses spielen die Materialeigenschaften eine wichtige Rolle, um den geeigneten Prozess für das spezifische Material zu bestimmen. Betrachten Sie das Beispiel von Aluminium und Stahl, um dies besser zu verstehen. Aufgrund der relativen Festigkeit und Haltbarkeit von Stahl wäre das Schneiden von Aluminium natürlich einfacher als das Bearbeiten von Stahl.

Bei der Materialauswahl empfiehlt es sich, auch die Herstellbarkeit zu berücksichtigen. Wenn beispielsweise sowohl Stahl als auch Aluminium den Belastungen eines bestimmten Betriebs standhalten können, ist es nicht immer klüger, sich für die stärkere Alternative (Stahl) zu entscheiden, ohne die Fertigungsmöglichkeiten zu berücksichtigen.   

Lochdurchmesser

Beim Entwerfen eines Produkts, bei dem Löcher in ein Blech gebohrt werden, ist es wichtig, die Dicke des Blechs und den Durchmesser des Lochs zu berücksichtigen. Eine allgemeine Faustregel besteht darin, sicherzustellen, dass der Durchmesser des Lochs mindestens der Gesamtdicke des Blechs entspricht.

Ist der Lochdurchmesser im Verhältnis zur Blechdicke zu klein, kann es zur Bildung von Rissen und spröden Stellen rund um das Loch kommen. Diese Risse können sich im Laufe der Zeit ausbreiten und zu Haltbarkeitsproblemen führen, die sich negativ auf die Gesamtleistung des Produkts auswirken können.

Daher ist es wichtig, sicherzustellen, dass der Durchmesser des Lochs zur Dicke des Blechs passt, um die strukturelle Integrität und langfristige Haltbarkeit des Produkts aufrechtzuerhalten.

Lokalisierte Verhärtung

Beim Schneiden von Materialien kann der Prozess erhebliche Wärmemengen erzeugen, die sich auf deren Eigenschaften auswirken können. Insbesondere kann der Bereich um den Schnitt herum überhitzt werden, was zu einer lokalen Verhärtung führen kann. Um diesem Problem vorzubeugen, empfiehlt es sich, die Schnittgeschwindigkeit insgesamt zu verlangsamen und Kühlmittel zur Temperaturregulierung im betroffenen Bereich einzusetzen. Dadurch kann das Risiko örtlicher Verhärtungen minimiert werden.

Verzerrung

Unter Verformung bei der Blechfertigung versteht man das Verziehen, Biegen, Verdrehen oder Knicken des Blechs während des Herstellungsprozesses. Dieses Problem kann aufgrund einer Vielzahl von Faktoren auftreten, wie z. B. Temperatur-, Spannungs- oder Druckänderungen während des Herstellungsprozesses. Verformungen können zu erheblichen Problemen im Endprodukt führen, wie z. B. Maßungenauigkeiten, schlechter Passung und verringerter Festigkeit.

Schnittfuge

Die Schnittfuge steht in direktem Zusammenhang mit der Breite des verwendeten Schneidwerkzeugs und der Dicke des zu schneidenden Materials. Im Wesentlichen stellt es die Breite des Materials dar, das vom Schneidwerkzeug entfernt wird, und bestimmt, wie viel Material beim Schneidvorgang verschwendet wird.

Wenn ein Laserstrahl beispielsweise eine Schnittfuge von 0,1 mm hat und ein Schnitt durch ein 1 mm dickes Metallblech erfolgt, beträgt die Gesamtbreite des vom Blech entfernten Materials 0,2 mm (0,1 mm von jeder Seite des Schnitts). Die Schnittfugenbreite kann je nach Art des Schneidvorgangs, der Art des zu schneidenden Materials und der Dicke des Materials variieren.

Bei der Konstruktion von Teilen für die Blechfertigung ist es wichtig, die Schnittfuge zu berücksichtigen, da sie sich auf die endgültigen Abmessungen des Teils auswirken kann. Wenn genaue Abmessungen erforderlich sind, sollte der Designer die Schnittfuge berücksichtigen und das Design entsprechend anpassen. Darüber hinaus kann sich die Schnittfuge auch auf die Kosten des Herstellungsprozesses auswirken, da bei einer breiteren Schnittfuge möglicherweise mehr Material verschwendet wird.

Gemeinsame Merkmale in Blechteilen

Die Blechkonstruktion befasst sich mit mehreren Merkmalen, die es diesen Teilen ermöglichen, die Anforderungen der Branche zu erfüllen. Hier sind die 6 wichtigsten gemeinsamen Merkmale, die Blechteile häufig aufweisen.

Kernfilets

Eckverrundungen sind abgerundete Kanten oder Ecken an Blechteilen, die erstellt werden, um scharfe Kanten zu vermeiden, die gefährlich sein können und auch zu Spannungskonzentrationen im Metall führen können, die zu Fehlern führen können.

Vorschläge:

• Größe:Die Größe der Verrundung sollte mindestens der Dicke des Blechs entsprechen. Mit anderen Worten:Für Bleche mit einer Dicke von 2 mm oder weniger sollte eine 2-mm-Verrundung verwendet werden. 
• Symmetrie:Die Verrundungen an einem Teil sollten symmetrisch sein. Das bedeutet, dass die Verrundungen an gegenüberliegenden Ecken die gleiche Größe haben sollten.
• Gleichmäßigkeit:Die Verrundungen sollten im gesamten Teil eine einheitliche Größe haben. Das bedeutet, dass die Verrundungen an allen Ecken gleich groß sein sollten. 
• Platzierung:Filets sollten in Bereichen platziert werden, in denen Spannungskonzentrationen wahrscheinlich sind. Dazu gehören Bereiche, in denen das Blech gebogen wird oder eine Form- oder Richtungsänderung auftritt. 
• Radius:Der Radius der Verrundung sollte so groß wie möglich sein. Dies trägt zu einer gleichmäßigeren Stressverteilung bei und verringert die Wahrscheinlichkeit von Stresskonzentrationen. 
• Design:Das Design des Teils sollte so sein, dass Verrundungen problemlos hinzugefügt werden können, ohne die Integrität des Teils zu beeinträchtigen.

Rippen

Erhabene Merkmale, die typischerweise senkrecht zur Oberfläche des Blechteils verlaufen. Sie werden verwendet, um dem Teil Festigkeit und Steifigkeit zu verleihen, ohne viel Gewicht hinzuzufügen.

Vorschläge:

• Verwenden Sie Verrundungen, um den Übergang zwischen der Rippe und dem umgebenden Material zu glätten, was dazu beiträgt, Spannungen gleichmäßiger zu verteilen. 
• Vermeiden Sie es, die Rippen zu nahe beieinander oder zu nahe an Biegungen zu platzieren, da dies zu Schwachstellen im Material führen kann. 
• Erwägen Sie die Verwendung von konischen oder höhenvariablen Rippen, um die Spannungen gleichmäßiger zu verteilen. 

Prägung

Grübchen werden häufig aus verschiedenen Gründen verwendet, unter anderem um die Steifigkeit und Festigkeit eines Blechteils durch Hinzufügen von Verstärkungen zu verbessern. Zur Schaffung einer glatten und bündigen Oberfläche für die Befestigung von Befestigungselementen oder anderen Komponenten. Um Freiraum für andere Teile oder Komponenten zu schaffen. 

Vorschläge:

• Halten Sie die Tiefe der Prägung auf nicht mehr als 50 % der Blechdicke, um Spannungskonzentrationen zu vermeiden. 
• Verwenden Sie Verrundungen, um den Übergang zwischen der Prägung und dem umgebenden Material zu glätten, was dazu beiträgt, Spannungen gleichmäßiger zu verteilen.
• Vermeiden Sie es, Prägungen zu nahe beieinander oder zu nahe an Biegungen zu platzieren, da dies zu Schwachstellen im Material führen kann.
• Berücksichtigen Sie die Auswirkung der Prägung auf das Gesamterscheinungsbild des Teils und stellen Sie sicher, dass sie allen Branding- oder Designanforderungen entspricht. 

Runder Boss

Ein erhabenes kreisförmiges Element in der Blechfertigung, das verwendet wird, um einem Teil Festigkeit und Steifigkeit zu verleihen. Sie entsteht typischerweise durch Stanzen oder Formen einer kreisförmigen Vertiefung im Blech, wodurch sich das Metall um den Umfang der Vertiefung herum ausbeult und ein erhabenes kreisförmiges Merkmal bildet.

Vorschläge:

• Wählen Sie die richtige Größe und Position:Überlegen Sie sorgfältig die Platzierung und Größe des Vorsprungs, um sicherzustellen, dass er die erforderliche Unterstützung und Festigkeit bietet, ohne andere Komponenten zu beeinträchtigen oder Herstellungsherausforderungen zu schaffen.
• Verwenden Sie die richtigen Werkzeuge:Für die Herstellung einer runden Nabe sind spezielle Werkzeuge erforderlich, beispielsweise ein Stempel- und Matrizensatz oder ein Formwerkzeug. Es ist wichtig, das richtige Werkzeug für die jeweilige Aufgabe zu verwenden, um sicherzustellen, dass der Vorsprung richtig geformt wird und das Blech dabei nicht beschädigt wird.
• Berücksichtigen Sie die Materialstärke:Die Dicke des Blechs beeinflusst die Größe und Form des runden Vorsprungs, der geformt werden kann. Dickere Materialien erfordern möglicherweise größere oder tiefere Vorsprünge, um die erforderliche Festigkeit und Steifigkeit zu gewährleisten.

Grübchenfunktion

Grübchen werden häufig aus verschiedenen Gründen verwendet, unter anderem:Um die Steifigkeit und Festigkeit eines Blechteils durch Hinzufügen von Verstärkungen zu verbessern. Zur Schaffung einer glatten und bündigen Oberfläche für die Befestigung von Befestigungselementen oder anderen Komponenten. Um Freiraum für andere Teile oder Komponenten zu schaffen.

Vorschläge:

• Überlegen Sie sorgfältig die Größe und Position des Grübchens. Grübchen sollten dort platziert werden, wo sie den größten Nutzen bringen, und ihre Größe sollte für die Anwendung geeignet sein.
• Zu große oder tiefe Noppen können das Material schwächen, während zu kleine oder flache Noppen möglicherweise keine ausreichende Verstärkung bieten.
• Wählen Sie das richtige Werkzeug für den Job. Es gibt eine Vielzahl von Werkzeugen, die zum Erstellen von Grübchen verwendet werden können, darunter Stempel, Matrizen und Formwerkzeuge. Welches Werkzeug Sie wählen, hängt von der Größe und Form des Grübchens sowie von der Art des verwendeten Materials ab.
• Berücksichtigen Sie die Dicke und das Material des Blechs. Unterschiedliche Blecharten erfordern möglicherweise unterschiedliche Techniken oder Werkzeuge zum Erstellen von Grübchen, und dickere Materialien erfordern möglicherweise mehr Kraft oder ein größeres Werkzeug.
• Beachten Sie etwaige Einschränkungen oder Einschränkungen im Design. Grübchen können nützliche Merkmale sein, sind jedoch möglicherweise nicht für jede Anwendung geeignet. Stellen Sie sicher, dass das Design alle potenziellen Probleme oder Herausforderungen berücksichtigt, die durch das Hinzufügen von Grübchen entstehen können.

Lamellenfunktion

Der Hauptzweck von Lamellen besteht darin, den Luftstrom und die Belüftung im Gehäuse oder Panel, auf dem sie installiert sind, zu verbessern. Lamellen können für einen bestimmten Zweck konzipiert werden, z. B. um Luft in eine bestimmte Richtung zu leiten, Lärm zu reduzieren oder Schutz vor Staub, Schmutz oder Feuchtigkeit zu bieten.

Vorschläge:

• Größe:Die Größe der Lamellen sollte sorgfältig auf der Grundlage des erforderlichen Luftstroms und des für die Installation verfügbaren Platzes ausgewählt werden. Zu kleine Lamellen sorgen möglicherweise nicht für ausreichende Belüftung, während zu große Lamellen die strukturelle Integrität des Paneels beeinträchtigen können.
• Ausrichtung:Die Ausrichtung der Lamellen sollte basierend auf der Richtung des Luftstroms und der Lage möglicher Hindernisse oder Hindernisse, die den Luftstrom beeinträchtigen könnten, gewählt werden.
• Form:Die Form der Lamellen kann einen Einfluss auf die Effizienz des Lüftungssystems haben. Luftschlitze mit einer stromlinienförmigen, aerodynamischen Form können den Luftstrom verbessern und Turbulenzen reduzieren.
• Material:Das für die Lamellen verwendete Material sollte auf der Grundlage der beabsichtigten Anwendung sowie der Umgebungsbedingungen, denen das Paneel ausgesetzt ist, ausgewählt werden. Beispielsweise eignen sich Edelstahl oder Aluminium möglicherweise besser für Außenanwendungen, bei denen die Witterungseinflüsse ein Problem darstellen.
• Herstellungsmethode:Die zur Herstellung der Lamellen verwendete Herstellungsmethode sollte auf der Grundlage der gewünschten Präzision, Konsistenz und Kosteneffizienz des Herstellungsprozesses ausgewählt werden.

Runden-Knockout

Mit runden Vorprägungen können Löcher unterschiedlicher Größe erzeugt werden, abhängig von der Größe des verwendeten Stempels und der verwendeten Matrize. Sie werden häufig in der Blechfertigung für Anwendungen wie Schaltkästen, HVAC-Systeme und Gehäuse verwendet.

Vorschläge:

• Wählen Sie die richtige Größe:Stellen Sie sicher, dass Sie den Stempel und die Matrize in der richtigen Größe für die benötigte Lochgröße verwenden. Die Verwendung der falschen Größe kann zu einem zu kleinen oder zu großen Loch führen.
• Verwenden Sie das richtige Material:Runde Aussparungen sind in der Regel für die Arbeit mit bestimmten Blecharten konzipiert. Stellen Sie daher sicher, dass Sie das richtige Ausbrechwerkzeug für das Material verwenden, mit dem Sie arbeiten.
• Halten Sie Stempel und Matrize scharf:Mit der Zeit können Stempel und Matrize stumpf werden und sich verformen, was zu Löchern von schlechter Qualität führen kann. Halten Sie sie scharf und in gutem Zustand, um optimale Ergebnisse zu erzielen.
• Berücksichtigen Sie die Dicke des Materials:Runde Aussparungen eignen sich am besten für dünnere Materialien. Wenn Sie Löcher in dickeres Blech bohren müssen, müssen Sie möglicherweise ein anderes Werkzeug oder eine andere Technik verwenden.
• Achten Sie auf Grate:Bei der Verwendung runder Aussparungen besteht die Gefahr, dass am Lochrand Grate entstehen. Achten Sie darauf, alle Grate mit einem Entgrater oder Schleifpapier zu entfernen, um ein sauberes Finish zu erzielen.

Materialstärke

Die empfohlene Blechdicke hängt von der konkreten Anwendung und dem verwendeten Material ab. Im Allgemeinen bieten dickere Metalle eine höhere Festigkeit und Haltbarkeit, während dünnere Metalle flexibler und leichter sind. Übliche Blechdicken liegen zwischen 0,5 mm und 6 mm, können jedoch je nach Material und Verwendungszweck variieren. Hier ist eine Tabelle, die die empfohlene Materialstärke für einige gängige Metalle zeigt, die bei der Blechherstellung verwendet werden.

Metall Messgerät Millimeter Zoll Stahl/Edelstahl/Aluminium220.80.031Stahl/Edelstahl/Aluminium201.00.039Stahl/Edelstahl/Aluminium181.20.047Stahl/Edelstahl/Aluminium161.60.063Stahl/Edelstahl/Aluminium142.00.079Stahl/Edelstahl Stahl/Aluminium122.50.098Stahl/Edelstahl/Aluminium103.20.126

Hinweis :Diese Tabelle enthält allgemeine Richtlinien und die geeignete Materialstärke für eine bestimmte Anwendung kann von zusätzlichen Faktoren abhängen.

Die Blechfertigung ist ein komplexer Prozess, der das Entwerfen, Schneiden, Biegen und Zusammenfügen von Blech zu einem Endprodukt umfasst. Allerdings können selbst die erfahrensten Konstrukteure Fehler machen, die zu kostspieligen Nacharbeiten oder Ausschussteilen führen können. Um diese kostspieligen Fehler zu vermeiden, ist es wichtig, die häufigsten Designfehler zu kennen und Maßnahmen zu ihrer Vermeidung zu ergreifen.

Fehler 1:Eine CAD-Datei ohne Biegungen

Ein häufiger zu vermeidender Fehler besteht darin, eine CAD-Datei ohne Biegungen bereitzustellen. Ein Blechteil ohne Biegungen kann nicht als Einzelstück hergestellt werden und erfordert möglicherweise zusätzliche Teile und Arbeitsaufwand, um mehrere Teile zusammenzufügen. Es ist wichtig, Biegungen in die Konstruktion einzubeziehen und die Biegewinkel und -radien festzulegen, um sicherzustellen, dass das Teil korrekt hergestellt werden kann.     

Fehler 2:Merkmale zu nah an einer Kurve

Ein weiterer ähnlicher Fehler besteht darin, Elemente wie Löcher, Laschen usw. versehentlich zu nahe an einer Biegung zu platzieren. Was passiert, wenn Sie die Funktionen zu nah beieinander halten? Am Ende erhalten Sie ein verformtes Metallteil, das nur Ihr Geld und Ihre Zeit verschwendet.  Um diesen Fehler zu vermeiden, können Sie einfach die 4T-Regel in alle Ihre CAD-Entwürfe implementieren. Die 4T-Regel schreibt vor, dass alle Merkmale mindestens 4x Materialstärke von jeder Biegelinie entfernt sein sollten.

Fehler 3:Perfekt senkrechter interner Biegeradius

Es ist immer verlockend, in Ihrem CAD-Design senkrechte Linien zu verwenden. Die Realität sieht jedoch etwas anders aus. Beim Biegen von Blech entsteht meist eine abgerundete Spitze, die der Biegung einen Radius verleiht. Der Versuch, eine perfekt scharfe Ecke zu erreichen, kann zu Materialverformungen und Rissen führen, die die Integrität des Endprodukts beeinträchtigen können. Um dieses Problem zu vermeiden, wird empfohlen, einen Mindestbiegeradius anzugeben, der dem verwendeten Material und der verwendeten Dicke entspricht. Dies ermöglicht einen reibungslosen Übergang in der Biegung und verhindert Spannungskonzentrationen, die zum Versagen führen könnten.

Der Einfachheit halber können Sie den Biegeradius Ihrer Metallteile ganz einfach ermitteln, indem Sie die Länge des gebogenen Bereichs messen und das Ergebnis durch zwei teilen. Während Sie für jedes gebogene Teil problemlos unterschiedliche Radien verwenden können, ist es weitaus kostengünstiger, für alle Biegungen denselben Radius zu verwenden.           

Fehler 4:Hardwaredetails nicht in die CAD-Datei aufnehmen

Es ist immer am besten, so viele Details wie möglich in Ihre CAD-Datei aufzunehmen, einschließlich spezifischer Hardwarespezifikationen, Größen und Standorte. Dies gewährleistet einen reibungsloseren Herstellungsprozess und ein genaueres Endprodukt.                                   

Stellen Sie sich vor, Sie benötigen für den Zusammenbau eines Modells eine spezielle Einpressmutter wie die CLS-440-2, dieses Detail ist jedoch nicht in der CAD-Datei enthalten. Es bleibt Ihnen nichts anderes übrig, als darauf zu warten, dass andere Personen die benötigte Hardware besorgen. Offensichtlich erhöht diese Verzögerung die Montagezeit und die Kosten.

Fehler 5:Wählen Sie ein ungeeignetes Finish

Die Endbearbeitung ist in der Regel der letzte und wesentliche Schritt des Herstellungsprozesses. Die meisten Leute verwechseln die Endbearbeitung damit, dass sie nur eine Funktion hat, nämlich Ihr Teil besser aussehen zu lassen.

Tatsächlich kann auch die Art der Veredelung, die Sie wählen, eine wichtige Rolle beim Schutz von Metallbauteilen vor Rost oder Korrosion spielen. Während es Veredelungen gibt, die sich nur auf die Ästhetik des Metallteils konzentrieren, sind andere Arten der Veredelung darauf ausgelegt, die Lebensdauer Ihres Produkts durch ihre schützenden Eigenschaften zu verlängern.

Ästhetische Veredelungen wie Pulverbeschichtung bieten einen gewissen Schutz. Einige Veredelungen wie Siebdruck sind jedoch nur sinnvoll, um den Metallteilen Text oder Bilder hinzuzufügen. Chemische Umwandlungslacke haben die gegenteilige Funktion.

Diese Veredelungen verändern die äußerste Schicht Ihres Produkts und wirken als Schutzschicht. Darüber hinaus verfügen Sie über die Chromatkonversionsveredelung, die Metallteilen elektrische Verbindungen verleiht. Es bietet auch eine Grundierungsschicht zum Lackieren.

Es ist wichtig zu verstehen, welche Endbearbeitung Sie verwenden und welche Sie vermeiden sollten. Das richtige Finish hängt ganz von der Anwendung des Metallteils ab, das Sie entwerfen.

Fehler 6:Wählen Sie das falsche Blech

Sie müssen die Anwendung des Teils, das Sie entwerfen, von Anfang bis Ende berücksichtigen. Beispielsweise können Sie unbehandelten Stahl nicht in einer Meeres- und Salzumgebung verwenden. Dadurch werden Ihre Metallteile anfällig für Rost und Korrosion.

Wählen Sie stattdessen das richtige Blech aus, indem Sie sich auf die fließenden Faktoren konzentrieren. Fragen wie die folgenden sind äußerst wichtig.  

• Wie hoch ist die voraussichtliche tägliche Abnutzung?
• Wird Ihr Metallteil in einer Umgebung verwendet, die anfällig für Korrosion und Rost ist?
• Wie einfach lässt sich Blech herstellen?
• Wie wichtig ist das kosmetische Erscheinungsbild Ihres Metallteils?
• Benötigt Ihr Teil Leitfähigkeit?
• Welche mechanischen Eigenschaften müssen Ihre Metallteile haben?

Durch die Beantwortung dieser Fragen können Sie Ihre technischen Anforderungen besser verstehen und ein fundiertes Design erstellen.

Fehler 7:Materialstärke für U-Profile nicht berücksichtigen

U-Profile sind ein wichtiger Bestandteil jedes Produktdesigns und ihre Festigkeit hängt hauptsächlich von der Gesamtfestigkeit des Materials ab. Wenn die Materialstärke nicht berücksichtigt wird, kann dies dazu führen, dass die U-Profile zu schwach sind und sich unter Belastung verbiegen oder brechen. Um diesen Fehler zu vermeiden, ist es wichtig, das richtige Material und die richtige Dicke für den U-Kanal auszuwählen. Based on the expected load and to factor in any additional stresses, such as vibrations or impacts, that the channel may experience in use.

Mistake 8:Designing Unachievable Welding Requirements

No matter how simple a design is, there are high chances that it would require some welding or other mechanical joints. Some designers make the common mistake of overestimating the welding capabilities of the unit, which in turn increases the complexity and costs.

The best way forward to avoid such issues is to implement strict design for manufacturing (DFM) practices. This ensures that all features are according to the prevalent standards.

The term sheet metal is used quite widely in the industry. However, the metal used is generally one of the following.

• Stainless Steel: This is perhaps the most common and famous option because of its versatility and durability. Stainless steel is the first choice for applications where a cost-effective, durable, and strong option is needed.
• Cold Rolled Steel: An excellent option for application where material strength is the primary concern for the designers.
• Pre-Plated Steel: Similar to regular steel, but comes with a special coating to prevent corrosion.  
• Aluminum: A lightweight and practically inert option that delivers an excellent strength-to-weight ratio.
• Copper: Copper is an expensive, yet effective material. It doesn’t react under normal conditions and delivers long-lasting performance without any chemical or biological degradation.
• Brass: An alloy of copper and Zinc that is both corrosion-resistant and hard enough to absorb multiple impacts.

While sheet metal generally works well without any processing, some applications take exception to this rule. The following processes are some of the most common post-processing steps for sheet metal products.

• Anodizing
• Brushing
• Polishing
• Bead Blasting
• Powder Coating
• Plating
• Passivation
• Chrome Coating
• Custom Finishes Upon Request

The sheet metal fabrication design guide is made to introduce all the basic concepts of the process to anyone. Manufacturing partners need to fulfill the varying requirements of the industry and comply with the ever-changing industrial standards.

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