ייצור פח: מבוא ומדריך למושגים בסיסיים

ניקוב מתכת
ג'ק שקר מומחה לעיבוד שבבי CNC

מתמחה ב כרסום CNC, מפנה CNC, הדפסת 3D, יציקת אורטאן, ו ייצור פח מתכת שירותים.


חשוב שתהיה הבנה מוצקה של יסודות הטכנולוגיה לפני שמחליטים אם להשתמש בשיטת ייצור חדשה או לא. כלומר, אתה צריך להכיר מה זה, איך זה פועל, ואת היתרונות השונים שהוא מציע. היסודות של ייצור מתכת גיליון יידונו ביצירה זו. נשפוך מעט אור על שיטה זו של ייצור מתכת, שיש לה יישומים רבים במגזרים שונים.

מהו ייצור מתכת?

ייצור חפצים ומבנים מיריעות מתכת שטוחות הוא מה שאנו מתכוונים כאשר אנו מדברים על ייצור פחים. יצירת רכיבים וחלקים שונים ממספר מתכות פח היא לרוב המטרה הסופית של התהליכים המשמשים לטיפול בפח. בשל כך, מועיל לחשוב על הליך יצירת מתכת זה לא כתהליך ייצור מיוחד אלא כאוסף של טכניקות שונות ליצירה.

תהליכים אלה משתפים פעולה לעתים קרובות כדי ליצור בהצלחה את הרכיב הדרוש. חיתוך, כיפוף, הטבעה, ניקוב, ריתוך וגימור הם התהליכים הבסיסיים המעורבים בהם ייצור מוצרי פח. עוד מעט, ניכנס לפרטים הספציפיים של כל אחת מהשיטות הללו.

ייצור באמצעות מתכת עשוי להיות מיושם על סוגים שונים של מתכת. רכיבים המורכבים מ אֲלוּמִינְיוּם, פלדה & פלדת אל - חלד, נחושת ו פליז הם רק חלק ממוצרי הפח המיוצרים במתקן שלנו. בגלל השכיחות של תהליך הייצור, זה די לא סביר שתעבור את היום שלך מבלי ליצור אינטראקציה עם מוצר המיוצר בפח. אתה יכול לאתר את הדברים האלה כמעט בכל מקום. הם יכולים ללבוש צורה של מכשירי חשמל ביתיים גדולים או רכיבים קטנים יותר כמו סוגריים או מארזים.

ייצור פח מתכת

מדריך שלב אחר שלב לתהליך העיצוב לפח

זה נפוץ שאנשים לא מבינים את ההליכים הבסיסיים הכרוכים בייצור גיליון מתכת. כאשר חסר מידע חיוני, זה עשוי להיות מאתגר לגבש צרכים וציפיות לפרויקט המבוסס על המציאות. שיטות לעיבוד פח מתכת כוללות לפעמים סדרה של שלבים, שכל אחד מהם דורש השתתפות של מערך אחר של מומחים וציוד מיוחד.

השלבים הבאים מהווים את כל תהליך העיצוב לייצור מתכת:

הרעיון

דגם תלת מימד של רכיב הפח

כל שלב באב הטיפוס המהיר מתחיל בקונספט, ועיצוב היריעות אינו שונה. זה מתחיל עם רעיונות בסיסיים לגבי מה אתה רוצה להשיג כמעצב. אתה יכול לרשום את הרעיונות האלה במתווה ראשוני כדי לקבוע קריטריונים מציאותיים לפרויקט שלך. זה עשוי לדרוש גם יצירת מודל תלת מימדי של רכיב הפח המבוקש. הדגם יכלול לעתים קרובות מפרטים כמו עובי דופן, עקומות עיקול, כיווני חורים, קצבאות כיפוף ועוד.

יצירת שרטוטים הנדסיים

לאחר סיום מודל תלת מימד, השלב הבא בתהליך הייצור הוא פיתוח השרטוטים הדרושים. יצירת שרטוטים חיונית עבור מהנדסים להשלמתו לפני שניתן להתחיל כל עבודה. באמצעות שרטוטים אלו, ייקבעו הדרישות של הפח שתידרשו להפקת השרטוטים הראשונים.

חנות המכונות תעבוד על פי השרטוטים שסופקו. השרטוטים מכילים בדרך כלל את כל הפרטים הדרושים לייצור, כמו בחירת החומרים וגימור פני השטח, בין היתר.

ניתוח היכולת לייצור

בנוסף לחישובים קשורים, השרטוטים יוצלבו כדי לוודא שהם עומדים בדרישות המוקדמות והקריטריונים. מעקב אחר גישת DFM עוזר להתרכז בחידוד העיצובים ובפוטנציאל להפחית את ספירת החלקים. ניתוח מסוג זה מייעץ לתקנן רכיבים לשימוש ביישומים שונים.

למהנדסים תהיה גם הבנה טובה יותר כיצד ליצור עיצובים פשוטים מספיק כדי להיבנות בקלות. לאחר השלמת מחקר הייצור, יהיה עיצוב סופי של חנות עם חישובים מעמיקים של מתח, רמות מתח ומגבלות עומס. הליך ייצור הפח יוחלט על סמך המידע הנגיש שם.

אסטרטגיית DfM עם תוכנת CAD/CAM

פיתוח אב טיפוס

לאחר יצירת מודל עיצוב מתכת, המהנדסים עוברים מספר פעולות כדי לשמר את השלמות הגיאומטרית של הרכיב. חיתוך, כיפוף, הטבעה, ניקוב וריתוך הם כולם דוגמאות לתהליכים אלה. יישום טיפולי משטח על אב הטיפוס החדש שיוצר עשוי גם להגדיל את הערך האסתטי. חיוני להשלים כל אחד מהשלבים הללו ברצף. נניח שאתה ממהר לעבור את שלבי התהליך או להשמיט כל אחד מהם. במקרה כזה, האיכות והעקביות של המוצר המוגמר עלולים להיפגע.

הערכה של אב טיפוס

לאחר פיתוח אב הטיפוס, הלקוחות יעריכו אותו כדי לאשר שהוא עונה על הצרכים שלהם. ייתכן שהבדיקה תכלול גם שימוש ברכיבים כאלה בהגדרות מציאותיות. בנוסף, קלט של משתמשים לגבי המוצרים עשוי להיכלל בתהליך הבדיקה.

הפקה בקנה מידה גדול

כדי שאב טיפוס ייכנס לייצור בקנה מידה מלא, עליו לעבור תחילה סדרה של בדיקות ולעמוד במפרטים מסוימים.

טכניקות לייצור פחים

חיוני להבין את טכניקות ייצור הפח השונות הזמינות כדי להבין באופן מלא את תהליך יצירת רכיבים מרובים תוך שימוש בפח. הליכי העיבוד של פח מתכת הופכים את יריעות מתכת דו מימדיות לחתיכות תלת מימדיות ופונקציונליות. הרשימה הבאה מכילה את הטכניקות הפופולריות ביותר לטיפול בפח.

גְזִירָה

חיתוך מבוצע לעתים קרובות כשלב ראשוני בייצור גיליון מתכת. חיתוך יריעת המתכת כלול בתהליך זה, כפי שעולה מכינוי הפעילות. במילים אחרות, תהליך הייצור מתחיל ביריעת מתכת מלבנית. לאחר מכן, החומר נחתך לגודל בהתאם לעיצוב הרכיבים שסופק על ידי הלקוח. חיתוך מתכת עשוי להתבצע במספר דרכים שונות.

לפי המחשה, גזירה היא כלי שימושי לחיתוך יריעות מתכת. הסיבה לכך היא שהוא מפעיל כוחות גזירה כדי לחתוך. גזירה, חבטות והסרה הן שלוש הגישות הנבדלות לביצוע חיתוך זה. מצד שני, המפיקים יכולים גם לחתוך מבלי להזדקק למספריים. כאשר מדובר בפרויקטים תעשייתיים שצריכים חיתוך מדויק וזמני אספקה קצרים יותר, זו השיטה המתאימה ביותר.

מכונת חיתוך פלזמה

הַטבָּעָה

הטבעה היא תהליך של צורה קרה, שבו חלקי מתכת שטוחים הופכים לצורות שונות באמצעות פעולת לחיצה. ההליך מחייב שימוש בכלי וקובייה, ששניהם, כאשר הם נתונים לפגיעה, משנים את צורת המתכת על ידי הפעלת לחץ גזירה.

הטבעה מתכת

בתחום ייצור הפח, הטבעה היא ביטוי כללי יותר. זה כולל כיפוף, ניקוב והטבעה כמו גם תהליכים אחרים. אוגן הוא גם חלק ממנו, הכולל החלקה של גיליון המתכת בצורה של יצירת אוגנים.

הִתעַקְמוּת

כיפוף פח הוא שלב חשוב נוסף בתהליך הייצור. כיפוף יריעות המתכת הוא מה שעוסק בתהליך זה, כפי שהשם מרמז. גיליון מתכת מכופף על ידי יצרני מתכת תוך שימוש במגוון של מכונות וכלים, כולל בלמים, ציוד גלגול ומכונות אחרות. צורות סטנדרטיות כמו U-bends וכפיפות V נוצרות על ידי מערכות הציוד המשמשות.

כיפוף הוא הליך קצת קשה הדורש יצרן בעל רמה גבוהה של מומחיות, למרות שלעין חסרת ניסיון זה עשוי להיראות קל למדי. התופעה המכונה "קפיץ לאחור", המתרחשת כאשר חפץ מתכת שכופף מנסה לחזור לצורתו השטוחה המקורית, אשמה בעיקר בתופעה זו. כדי שמפעילים יפתרו את הקושי הזה עם ייצור פח, עליהם לכופף יתר על המידה את הרכיב כך שזווית הקפיצה שלו תתאים לזווית שהם רוצים.

כיפוף מתכת

חבטות

ניקוב היא שיטה המשמשת לייצור חורים ביריעת מתכת. גישה זו משתמשת בשילוב של אגרוף-ו-die (עשוי ממתכת קשה). החומרים משתמשים בכוח גזירה כדי לנקב חורים לתוך יריעת המתכת. לאחר מכן, חומר הגרוטאות שנוצר על ידי החור נאסף על ידי התבנית. יצירת חריטה בגיליון המתכת עשויה להתבצע גם על ידי ניקוב.

ניקוב מתכת

הַלחָמָה

אחד השלבים האחרונים בייצור פח הוא תהליך הריתוך. התפקיד הבסיסי של איחוי חלקי מתכת רבים ליחידה אחת הוא "ריתוך פח". ריתוך מקל, ריתוך TIG וריתוך MIG הם חלק מסוגי הריתוך הרבים שניתן לבצע.

למרות שהשיטות שלהם שונות זו מזו, שלושתן נועדו לחבר פיסות מתכת יחד על ידי חימום קצה הרכיב ואז הוספת חומר מילוי. הוא יוצר חיבור מתכתי בין האלמנטים, אשר מתיך אותם בצורה מאובטחת יותר. ריתוך נדרש רק כאשר מוצר מורכב לא מאחד אלא משני חלקים בודדים או יותר.

מבחר חומרי ייצור מתכת

הנדסת פחים עושה שימוש במבחר מגוון של סוגים שונים של חומרים. חיוני לבחור את ההחלטה המתאימה ביותר עבור המוצר שלך כדי להבטיח את האיכות הגבוהה ביותר האפשרית.

חומרים המתאימים לייצור פחים

ההחלטה שלך צריכה להתבסס על התוצאה שאתה רוצה והציפיות הכלליות שלך לגביה בכללותה. להלן דוגמאות לחומרי גיליון מתכת המשמשים בייצור:

  • פלדת אל - חלד: יש לך כמה אפשרויות שונות לגבי סוג הנירוסטה הזמינה. הם יכולים להיות נירוסטה אוסטניטית. אלו יהיו מתכות לא מגנטיות הכוללות כמויות משמעותיות של ניקל וכרום. כתוצאה מיכולתם לעמוד בפני קורוזיה וגמישות, הם מוצאים שימוש נרחב. מצד שני, לנירוסטה פריטית יש תכונה מגנטית. הם עובדים היטב במצבים שאינם זקוקים לתמיכה מבנית או שהם אסתטיים.
  • פלדה מגולגלת חמה: פלדה שנוצרה באמצעות מספר פעולות גלגול בטמפרטורות של יותר מ-1700 מעלות פרנהייט מכונה פלדה מגולגלת חמה. בגלל יכולת הגיבוש שלהן, פלדות מסוג זה עשויות להיות מעוצבות בקלות לגושים משמעותיים.
  • פלדה מגולגלת קרה: פלדה שעברה גלגול קר הייתה פלדה מגולגלת חמה שעברה עיבוד נוסף. יש להם סובלנות גבוהה יותר ומספקים חוויה חלקה יותר בסך הכל.
  • פלדה מצופה מראש: חומרים מהסוג הזה ידועים גם בתור מתכת מגולוונת ונקראים בשם זה. הם מוגנים מפני חלודה על ידי ציפוי המיושם במהלך הייצור. בגלל הגמישות המשופרת שלהם, הם גם מקלים על טכנולוגיות עיבוד שדורשות פחות עבודה עבור גיליונות מתכת.
  • אֲלוּמִינְיוּם: זהו חומר נוסף המשמש לעתים קרובות בהגדרות ייצור. יש לו יחס חוזק למשקל נהדר עבור משהו בגודל שלו. בנוסף, יש לו מגוון רחב של מאפיינים המאפשרים לו למלא את התנאים המוקדמים של יישומים שונים.
  • נחושת ו פליז: מכיוון שפליז מכיל פחות אבץ, העבודה עם פליז פשוטה יותר. למתכות נחושת יש באופן טבעי שכבות תחמוצת המשמשות מחסום הגנה מפני קורוזיה. בגלל המראה הנעים מבחינה ויזואלית, שני החומרים מתאימים לשימוש בפריטים אדריכליים.

בחירת גימור פני השטח המתאים לייצור פחים

גימור פני השטח הוא שלב מכריע נוסף בתהליך ייצור יריעות מתכת בהזמנה אישית. טיפולי השטח של המתכת מציעים יתרונות, הן מבחינה אסתטית והן מבחינה ריאלית.

לפח עשויות להיות מגוון של טיפולי פני שטח, לרבות הבאים:

  • התזת חול: טכניקה זו כוללת שימוש בקליעים במהירות גבוהה כדי לרסס חול או חומרים שוחקים אחרים על הפח כדי להחליק אותה. לכן, הוא מקנה מרקם מט לפח כדי להכין אותה לציפוי.
  • פוליש בוהק: טכניקה זו כוללת שימוש בגלגל בד כדי לשפשף את שכבת פני השטח, מה שבסופו של דבר מביא למתכת מראה מבריק.
  • ציפוי אבקה: זהו תהליך הכולל התזת צבע אבקת ישירות על פני השטח של רכיב המתכת. לאחר מכן נוצר ציפוי עמיד בפני שחיקה על האלמנט באפייה בתנור.
  • אנודיזציה: תהליך האנודיזה של רכיב מספק לו יכולות עמידות בפני חלודה מעולות. בנוסף, הוא מחזק הן את קשיות המשטח והן את עמידותו.
  • סרטים כימיים: אלו סוגי ציפויים הידועים במוליכותם הגבוהה ובעמידותם בפני קורוזיה. התוצאה של הליך ציפוי זה היא משטח בעל ברק זהוב, והוא עובד בצורה הטובה ביותר כבסיס לצבע.
גימור משטח לייצור פחים

השלכות העיצוב על ייצור פחים

בעת בניית מודל של רכיב מתכת, כמה ממאפייני העיצוב הקריטיים ביותר שיש לקחת בחשבון הם כדלקמן:

  • עובי קיר: שמירה על עובי אחיד על פני כל גיאומטריה היא בעלת חשיבות עליונה. יהיה צורך להשתמש במתכת מתכת בעובי משתנה לייצור גיאומטריות עם יותר מעובי דופן אחד. כתוצאה מכך, יישור וכיוון החלקים עשויים לספק תוצאות שגויות או להזדקק ליותר זמן.
  • לכופף רדיוסים: יש לשמור על רדיוס הכיפוף הפנימי של הפח על ערך מינימלי שווה ערך לעובי החומר. בשל כך, סביר להניח שיתרחשו עיוותים ואי-שוויון במרכיבים הסופיים. חסכוניות האלמנט והיישור המתאים מובטחים על ידי שמירה על רדיוסי העיקול באופן אחיד לאורך הקטע.
  • קצבת כיפוף וניכוי: קצבת כיפוף היא כמות החומר שיש להוסיף לאורכים האמיתיים של החלקים כדי לסייע בפיתוח עיצוב שטוח. הניכוי הוא הפוך מקצבת כיפוף. המונח "ניכוי עיקול" מתייחס לכמות החומר שיש להפחית מאורך האוגנים כדי להשיג עיצוב שטוח.
  • גורם K: היחס בין עובי החומר לציר הנייטרלי מכונה גורם K. גורם K משמש בתהליך הפח. מספר זה משתנה בהתאם לתכונות הפיזיקליות השונות של החומרים המשמשים ולעובי שלהם.
  • כיוון חורים וחריצים: שני האלמנטים הללו חיוניים למדי בפני עצמם. מומלץ שהקוטר של כל החורים או החריצים יהיה שווה לעובי המתכת. בנוסף, החורים צריכים להיות בשוליים מתאימים ביניהם. הם לא צריכים להיות ממוקמים בצורה כזו שמקרבת אותם מדי לקצה החומר.

מכפלות, חריצים, לשוניות, ספירלות, פילטים ושקעים הם חלק מההשפעות האחרות שיש לקחת בחשבון.

כמה טיפים ל-DFM לייצור פחים

כדי ליצור רכיבים בצורה יעילה ואפקטיבית יותר, חיוני להכיר כמה רעיונות עיצוב שימושיים לייצור פחים.

בעת תכנון עם גיליון מתכת, חיוני לתאר במדויק את גדלי החורים, היישור והמיקומים. אם גדלי החורים קטנים מעובי הגיליון, תהליך הליטוש עשוי להימשך זמן רב יותר, טעינת האגרוף עשויה להיות גבוהה יותר, והקום עשוי להיות מוגזם. בגלל זה, קטרים של החורים צריכים להיות גדולים יותר מעובי המתכת.

בנוסף, המרווח בין החורים צריך להיות לפחות פי שניים מעובי הפח. בנסיבות שבהן חור חייב להיות ממוקם קרוב לקצה, המרחק בין אותו חור לגבול חייב להיות שווה לעובי הסדין.

קוטרי חורים והמרחק בין חורים בייצור פחים

ניתן לחזק רכיבי גיליון מתכת באמצעות צווארונים ולהקלה בכיפוף סביב מקומות מנוקבים. כדי למנוע שברים בחלקים הכוללים לשוניות או זיזים, מבני גרגרים הם גורם נוסף שיש לקחת בחשבון. זיזים לא צריכים לרוץ בכיוון המקביל לגרגר. זה עלול לגרום למשטח להישבר כתוצאה מכך. במקום זאת, הם צריכים להתיישר בניצב לכיוון התבואה או קצת פחות מ-45 מעלות בכיוון זה.

צווארונים והקלה בכיפוף ליד אזורי ניקוב

יש לשמור על המרווחים בין האגרוף לקובייה רחבים יחסית כדי למנוע מהאגרוף להתבלות מהר מדי. בנוסף, הוספת חרוזים לכיפופים וגימורים לפינות הופכת את החומר לקשיח יותר. אתה עשוי להפחית את ההשפעה של אפקט הקפיצה בחזרה בדרך זו. בזמן טבעה על פני חורים מתרחבים, חפץ מתכת עשוי לשמור על השטיחות והחוזק שלו ללא עבודה נוספת.

ייצור פח מתכת

ייצור של משהו ממתכת משלב היבטים של מדע ושל אמנות כאחד. בגלל המגוון הרחב של הדקויות והשיטות הכרוכות בכך, עבודה עם יצרן מתכות מוסמך בכל עבודה היא חיונית. מכיוון שיש לך הבנה בסיסית בעיצוב פח, עליך לבצע מיקור חוץ של שאר העבודה למשרד מקצועי.

שירותי ייצור פחים בהתאמה אישית ברנסום

רנסום משתמשת בטכנולוגיית גיליונות מתכת לכיפוף, ניקוב וחיתוך מתכות סטנדרטיות הן עבור אבות טיפוס מהירים והן עבור ריצות ייצור בנפח נמוך עד גבוה. מה שמבדיל אותנו משאר חנויות הפחים הקונבנציונליות הוא היכולת והמיומנות המדהימים שלנו בתחום ייצור פחים של חלקי מתכת או רכיבים עמידים לשימוש קצה בשילוב עם מבחר חומרים רחבים וגימורים התואמים לצרכים שלך.

מאבות טיפוס למכלולים ועד אפשרויות גימור, רנסום תמיד שומר עליך מעקב עם ההזמנה שלך ומתרכז בכל פרט ועניין בעיצובי דגמים, חווית משתמש מקוונת ובכל שלב ייצור.

אם אתה רוצה לייעד יריעת מתכת מותאמת אישית עבור היישומים שלך, בבקשה צור קשר או פשוט ציין את זה אצלך הצעת מחיר מתכת.


מאמרים נוספים שאתה עשוי להתעניין בהם: