Bei der Herstellung von Lebensmittelutensilien sind seit langem Metalle aufgetaucht, die langlebig sind und eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweisen.
Man kann sagen, dass sich Metallprodukte mit guten Umformeigenschaften ständig ändern, angefangen von einem Löffel bis hin zu einem großen Eisendampfofen, der unser tägliches Leben bereichert. Wie wählt man den geeigneten Prozess für die Entwicklung neuer Produkte?
Der Ursprung verschiedener Umformprozesse: Gießen und Schmieden
Obwohl es heutzutage viele fortschrittliche Technologien gibt, ersetzen die meisten nur die Arbeitskräfte durch den Betrieb verschiedener Maschinen und implementieren die beiden unveränderlichen Methoden der Metallumformung wie Gießen oder Schmieden.
Casting
Aufgrund der Eigenschaften des Metallschmelzens war das Gießen durch Gießen von flüssigem Metall in eine Form zum Kondensieren und Verfestigen immer eine der Hauptverarbeitungsmethoden. Übliche Ausführungsmethoden umfassen Sanddrehen, Entparaffinieren, Schwerkraft, Zentrifugal- oder Druckgießen usw., abhängig von den Umformanforderungen.
Der Vorteil des Gusses, der schwer zu ersetzen ist, besteht darin, dass Form, Art des Rohmaterials und Größe nahezu unbegrenzt sind, insbesondere bei Objekten mit komplexen Formen des inneren Hohlraums. Die Investitionen in Geräte sind relativ gering, und das Recycling von Abfallstoffen ist ebenfalls einfach.
Gussteile können eine hohe Härte aufweisen, aber im Allgemeinen sind die Oberflächenfeinheit und die mechanischen Eigenschaften schlecht, und die Ausschussrate ist ebenfalls hoch.
Schmieden
Unter Verwendung der Duktilität von Metall wird der Rohstoffblock oder das Rohmaterial direkt geschlagen oder gewalzt, bis es geformt ist. Neben dem Gießen und Bearbeiten sind verschiedene Umformverfahren fast alle Erweiterungen der Schmiedetechnologie.
Schmiedeteile haben im Allgemeinen gute mechanische Eigenschaften, und das maschinenbasierte Hochleistungsverfahren hat auch die Vorteile, Rohstoffe einzusparen und schnell zu produzieren. Das manuelle freie Schmieden hat eine extrem hohe Flexibilität und eignet sich für die Entwicklung oder kleine Produktion von Kunstprodukten mit hohem Stückpreis.
Relativ gesehen erfordert die Herstellung von Schmiedeteilen eine große Menge an Verarbeitungsausrüstung, wenn es sich nicht um einen kleinen Gegenstand handelt, der von Menschen hergestellt wird, und die Form der Nutzungsrate ist nicht so frei wie beim Gießen.
Der Schmiedevorgang kann die Kristallstruktur des Metalls verdichten und das Objekt dünn und fest machen. Beim manuellen Hammerschmieden verbessert diese Funktion die Weicheigenschaften einiger chemisch stabiler oder hochwertiger Metalle wie Gold, Silber, Kupfer oder Zinn.
Das manuelle Schmieden eignet sich für Edelmetalle mit guter Duktilität und kann je nach Designform angepasst werden.
Der Beginn des Industriezeitalters: Bearbeitungstechnik
Die subtraktive Verarbeitung wie das Schneiden von Metall mit Kraftmaschinen hat die Genauigkeit und Produktivität erheblich verbessert und das Konzept der "maschinellen Maschinenproduktion" verwirklicht. Es ist eine wichtige Technologie, die das Industriezeitalter eröffnet hat.
Darunter befinden sich die bekannten Drehmaschinen, Fräsmaschinen und Bohrmaschinen. CNC- oder Mehrachsenbearbeitungsmaschinen, die in Kombination mit digitaler Technologie entwickelt wurden, waren schon immer der Mainstream der aktuellen Präzisionsindustrie.
Durch geeignete Werkzeuge und Verfahren können bearbeitete Objekte auf einfache Weise eine extrem hohe Präzision und Oberflächenqualität erzielen und die Ergebnisse leicht reproduzieren. In Bezug auf die Produktion hochpräziser Produkte oder Teile in kleinen Stückzahlen und die Reduzierung der Kosten für die Oberflächenbehandlung.
Obwohl die Bearbeitungsgenauigkeit extrem hoch ist, ist es schwierig, die Produktionseffizienz mit dem Gießen oder Stanzen zu vergleichen. Es eignet sich zum Formen fester Objekte mit hohen Toleranzanforderungen, wie z. B. Geräteteile, Formen oder Metallprodukte mit einfachem Erscheinungsbild, aber feiner Positionierung.
Das Merkmal der Stück-für-Stück-Verarbeitung eignet sich auch sehr gut für die frühzeitige Entwicklung von Proofs.
Exquisite Produktion in kleinen Chargen: Spinnformen
Das Spinnen ist ein Prozess, bei dem das Schneidrad und die Werkzeuge manuell oder von einer Maschine angetrieben werden und das Metallblech allmählich in die rotierende Form gedrückt wird, um sich zu formen, was die Effizienz der Herstellung von achsensymmetrischen kreisförmigen Objekten erheblich verbessern kann.
Obwohl es heute weitgehend durch ausgereifte Stanztechnologie ersetzt wurde, hat es dennoch seine eigenen einzigartigen Vorteile.
Spinnformende Objekte haben stärkere mechanische Eigenschaften, dehnen die Rohlinge stärker und neigen nicht zum Reißen.
Die Kosten der Form sind gering, und im Allgemeinen ist nur ein Paar Kernformen erforderlich, um herzustellen; Die Anforderungen an Materialien und Maschinen sind ebenfalls gering, und es ist üblich, anstelle einer Spinnmaschine eine Drehmaschine zu verwenden.
Das Spinnformen erfordert weniger Prozessausrüstung als das Stanzen, aber es wird häufig eine manuelle Produktion verwendet, und die Effizienz ist geringer. Es ist für die Herstellung vieler Artikel, aber kleiner Chargen geeignet.
In der industriellen Massenproduktion werden häufig automatische Maschinen zum Crimpen oder Einschnüren verwendet, um geprägte Gegenstände zu verarbeiten. Bei der Bildung dünner Produkte kann Facharbeiter jedoch ein schöneres Aussehen der Oberfläche erzielen als die Maschine.
Die Kerntechnologie der zeitgenössischen Massenproduktion: das Stanzen
Der größte Teil der Massenproduktion moderner Metallprodukte ist die Anwendung der Stanztechnologie, deren Verfahren in Stanzen, Formen, Nieten und Tiefziehen unterteilt werden kann.
Das Stanzen hat im Allgemeinen zwei Sätze von Formen, die obere und die untere Form werden in der Mitte platziert, um Druck auszuüben, die Verformung, das Schneiden oder das Verbinden kann abgeschlossen werden, und dann kann das Objekt abgeschlossen werden.
Es wird am häufigsten zum Biegen, Stanzen, Formschneiden oder Extrudieren von Blechbauteilen verwendet, um die strukturelle Festigkeit zu erhöhen. Es kann sogar dekorative Muster direkt ausstanzen; Dies sind jedoch fast alle flachen Materialien, die gebogen und geformt sind und nicht groß sein werden. Beeinflussen Sie die Dicke des Materials.
Das Tiefziehen ist ein spezielleres Projekt. Es kann ein flaches Blatt in einen massiven hohlen Rohling ziehen. Der Zeichenvorgang führt auch zu einer Änderung der Wandstärke. Es ist ein wichtiger Prozess für die Herstellung verschiedener Tassen und Utensilien. Es hat einen großen Umfang in der Massenproduktion. Ersetzen Sie die traditionelle Spinnform.
Gute Stanzteile sind leicht, haben aber eine hohe Steifigkeit, eine schnelle Massenproduktion und eine sehr gleichmäßige Qualität. Der Herstellungsprozess stellt strenge Anforderungen an Formen, insbesondere Verbundformen oder Endlosformen, die mehrere Prozesse kombinieren, und die Kosten sind sogar noch höher, was für die Produktion in großem Maßstab und in Einzeltypen geeignet ist.
Der zukünftige Trend der Schwerindustrie: Metall-3D-Druck
Die Kosten für Formen und Werkzeuge für die Metallverarbeitung sind sehr hoch, und der bestehende Herstellungsprozess weist auch viele Einschränkungen auf.
Der Metalldruck ist ein potenzielles Projekt in der 3D-Umformung, das die Entwicklungs- und Korrekturkosten erheblich senkt. Bei der Herstellung komplexer und organischer Formen besteht kein Problem einer schwachen Gießfestigkeit.
Der 3D-Metalldruck beschleunigt nicht nur die Entwicklung und fordert vielfältigere Erscheinungsbilder heraus, sondern ist auch in der Medizin- oder Luftfahrttechnik besonders effektiv, beispielsweise bei der Reparatur von Knochen oder Gelenken, die je nach Zustand oder Wundkontur des Patienten frei gedruckt werden können.
Die Form, kombiniert mit der Wabenstruktur zur Gewichtsreduzierung, ist mit herkömmlichen Verarbeitungsmethoden nicht leicht zu erreichen.
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