Прототипы деталей из металла

Процесс производства компонентов в различных отраслях промышленности не начинается сразу. Он требует сначала изготовления прототипов.
Прототипы являются важнейшей частью этапа разработки, когда дело доходит до изготовления металлических прототипов. Некоторые аспекты, которые следует учитывать, представлены в руководстве ниже.
Металлическое прототипирование заключается в создании эскиза металлического изделия, которое выполняется перед началом производства. Конструкторы тестируют эти модели и, при необходимости, обновляют их. Изготовление металлических прототипов является важнейшим процессом в большинстве отраслей промышленности и имеет ряд преимуществ.

Когда следует выбирать металл для прототипирования

Металлические прототипы создаются для проверки их функциональности и производительности. Важно согласовать их с процессом производства. Изготовление металлических прототипов обеспечивает экономическую эффективность и плавность разработки, помогая преобразовывать металлические прототипы в реальные детали. Обычно для создания прототипов выбирают пластмассы, но перерабатывать пластмассы в металлы сложно, поэтому проще преобразовывать металлические модели в металлические детали.

Металлические прототипы имеют множество преимуществ, и вот некоторые из них:

Металлические прототипы обладают высокой прочностью. Такие металлы, как нержавеющая сталь, обладают высокой твёрдостью, что обеспечивает высокий предел текучести. Эти прототипы долговечны и выдерживают большие нагрузки чем пластик.
Металлы имеют высокую температуру плавления и не разрушаются с течением времени.
Металл дешевле пластика при использовании в различных областях.
Металлические детали эстетически привлекательны и совместимы с различными методами отделки.
Металлические прототипы универсальны: их можно подвергать широкому спектру процессов, и, следовательно, они совместимы с различными приложениями.

Распространенные металлы, используемые в быстром прототипировании

Быстрое прототипирование использует два наиболее распространенных металла: алюминий и сталь. Помимо этих металлов, также используются другие металлы, такие как медь, хром, магний и медь.
Титан — металл, который обеспечивает высокую прочность и плотность, а также высокую температуру плавления. Алюминий также лёгкий и обеспечивает высокую обрабатываемость. Он даже имеет множество преимуществ, включая масштабируемость, коррозионную стойкость и высокую электро- и теплопроводность.

Магниевые сплавы также используются для изготовления металлических прототипов и могут применяться там, где требуется низкая плотность и высокая теплопроводность.

Этапы изготовления металлических прототипов

Этапы изготовления металлических прототипов следующие:

• Первый этап – проектирование; эскиз модели создается либо на бумаге, либо в программном обеспечении. Программное обеспечение САПР используется для создания и визуализации прототипов.
• Выберите металлы, из которых вы хотите изготовить прототипы. Выбор зависит от области применения и необходимых вам свойств.
• Выберите производственный процесс с учетом сроков выполнения заказа, стоимости и метода прокатки.
• Изготовить прототип с использованием выбранного процесса производства.
• Теперь протестируйте и оцените, соответствует ли он требуемым спецификациям, и внесите соответствующие изменения.

Как сделать металлический прототип?

Существуют различные процессы изготовления металлических прототипов, и вот некоторые из этих процессов:

Обработка на станках с ЧПУ.
Обработка на станках с ЧПУ использует процесс изготовления металлических прототипов на станках с ЧПУ. Станки с ЧПУ используют субтрактивный процесс изготовления, удаления металла и последующего достижения требуемых форм компонента. Обработка на станках с ЧПУ совместима с такими металлами, как алюминий, цинк, сталь и магний.

3D-печать.
3D-печать — эффективный метод изготовления металлических прототипов. 3D-печать — это аддитивный процесс, включающий послойное изготовление компонентов. Он использует различные технологии, такие как DMLS и SLM. Используя лазерные лучи, они могут создавать слои деталей с использованием различных металлических порошков. CAD-входы для проектирования для достижения требуемых конструкций и помогает достигать сложных форм и подробных характеристик.

Изготовление из листового металла.
Прототипирование листового металла используется для изготовления деталей с использованием различных процессов. Процесс включает резку, деформацию и сборку деталей из листового металла. В этом процессе используются листовые металлические пластины на плоском станке для резки форм и получения требуемых деталей.
Процесс изготовления прототипа из листового металла включает лазерную резку, штамповку, гибку и сварку. Он может помочь создать прототипы, состоящие из кронштейнов, корпусов и других деталей.

Литье металла.
Процесс литья заключается в заливке расплавленного металла в формы, имеющие полости, и создании требуемых форм. После затвердевания жидкого металлического материала достигается желаемый прототип. Это эффективный метод производства компонентов различной формы.

Алюминиевая экструзия.
Алюминиевая экструзия позволяет создавать свойства с помощью штампов, которые могут производить детали более длинной формы. Эти детали режутся на требуемую длину после экструзии.
Алюминиевая экструзия в основном используется для крупносерийного производства, но также и для создания металлических прототипов. Также производятся такие детали, как кронштейны, соединения и металлические стержни.

При изготовлении металлических прототипов следует учитывать следующие соображения:

Качество.
Качество металлического прототипа сравнивается с конечным производством, поэтому важно убедиться, что свойства прототипа на должном уровне. Оно обеспечивает долговечность и желаемую отделку поверхности.

Цель.
Цель металлических прототипов основана на этапах разработки продукта; каждый этап имеет определенное функциональное требование и желаемые характеристики. Это определяет качество прототипа и также влияет на их функцию.

Сложность детали.
Особенности прототипа и сложность его конструкции влияют на выбор процесса. Каждый процесс предлагает разный тип сложности. 3D-печать предлагает подходящий процесс для сложных компонентов, а обработка на станках с ЧПУ — для деталей с жёсткими допусками.

Количество.
При выборе метода изготовления необходимо также учитывать требуемые вам детали прототипа. Некоторые процессы предназначены для меньшего объема, а иные — для большого объема.

Стоимость/Бюджет.
При выборе процесса прототипирования металлических деталей обязательно учитывайте время и деньги, затрачиваемые на производство. Выберите процесс прототипирования металлических деталей на основе имеющегося у вас бюджета.

Применение металлического прототипа

Металлические прототипы имеют различные области применения, вот некоторые из них:

• Функциональные испытания: металлические прототипы подходят для испытания прочности и механических свойств деталей путем их испытания в реальных условиях.
• Структурные испытания: металлические прототипы также оцениваются путем воздействия на них больших нагрузок для проверки их несущей способности.
• Инструментальная обработка: Также изготавливаются прототипы инструментов и форм для их испытания.

Заключение

Понимание всех аспектов создания металлических прототипов очень важно, чтобы вы могли изготавливать требуемые компоненты без дефектов, когда приступите к конечному производству.

Часто задаваемые вопросы

Каковы методы изготовления металлических прототипов?
Различные методы изготовления металлических прототипов включают обработку на станках с ЧПУ, 3D-печать, изготовление листового металла и экструзию алюминия.

Какова цель прототипирования металла?
Целью металлического прототипирования является создание моделей компонентов, которые будут использоваться в различных целях. Тестирование этих прототипов помогает вносить улучшения.

Какие материалы подходят для прототипирования металла?
Для прототипирования металлических деталей подходят следующие металлы: алюминий, титан, медь и нержавеющая сталь.