O que você pode aprender sobre artesanato em chapa metálica？

Chapas metálicas, usinagem CNC e impressão 3D são os três métodos de processamento mais comuns no mercado atual para revestimento de equipamentos e peças estruturais.

Cada um tem suas próprias vantagens e desvantagens, e o processamento de chapas metálicas é relativamente simples devido às características de conformação, alta eficiência e baixo custo, apresentando vantagens na produção de amostras, pequenos lotes e em massa.

As matérias-primas comuns para o processamento de chapas metálicas são ferro, alumínio, aço inoxidável e outras chapas metálicas, e as principais tecnologias de processamento são corte a laser, dobra, rebitagem, estampagem, soldagem, pulverização e outros processos principais.

As matérias-primas em chapa metálica são placas padrão, divididas principalmente em três categorias: ferro, alumínio e aço inoxidável . Para a mesma área, a chapa de ferro é a mais barata, seguida pela chapa de alumínio, sendo a de aço inoxidável a mais cara.

Propriedade do material

1. Ferrugem

A chapa de ferro enferruja, a chapa de aço 201 pode enferrujar, a chapa de aço 304 não enferruja e a chapa de alumínio não enferruja.

A chapa de ferro está definitivamente enferrujada, e a aparência geral das peças é resultado de processos de tratamento de superfície, como pulverização e pintura, para solucionar esses problemas. No entanto, esse tratamento de superfície aumenta os custos, que podem não ser elevados, mas são particularmente importantes na produção em massa.

Para resolver esse problema, existe também um tipo de chapa de ferro chamada chapa galvanizada ( a chapa galvanizada divide-se em dois tipos: com e sem ornamentos ) . Ela é feita com base na chapa original, revestida com zinco, e tem um preço quase igual, mas resolve o problema da ferrugem. No entanto, a camada galvanizada com saliências e arranhões também enferrujará.

Para reduzir custos, chapas galvanizadas são geralmente utilizadas na estrutura interna dos equipamentos. Claro que também podem ser usadas como parte externa.

(Em termos de características do material, o aço inoxidável 201 é relativamente muito mais duro que o 304, e a tenacidade do 304 será maior.)

2. Usinabilidade

Os dois principais processos de processamento de chapas metálicas são a dobra e a soldagem. Em termos de materiais, a ductilidade e a resistência à tração das chapas de ferro e do aço inoxidável são relativamente estáveis, permitindo a realização tanto da dobra quanto da soldagem.

Aqui, o foco está no alumínio, este material possui diferentes séries, sendo as mais comuns 5052, 6061 e 7075.

O alumínio da série 7, também chamado de alumínio aeronáutico, possui a maior resistência e dureza, mas uma dureza excessiva o torna inadequado para dobras, podendo quebrar.

O alumínio da série 6 possui resistência e dureza intermediárias, porém não é adequado para dobras, havendo risco de quebra.

O alumínio da série 5 apresenta ductilidade e resistência à tração estáveis, sendo adequado para curvatura.

A escolha do alumínio, além da sua capacidade de ser dobrado, também difere no processo comum de oxidação da superfície, e a cor de diferentes séries de alumínio após a oxidação pode apresentar pequenas variações.

Além disso, em comparação com o ferro e o aço inoxidável, a condutividade térmica do alumínio é alta, a soldagem é mais difícil em comparação com o ferro e o aço inoxidável, e a fábrica em geral não possui necessariamente a capacidade de soldar peças de alumínio, portanto, o custo da soldagem é alto, o que também é um fator importante que afeta o custo de produção.

Conclusão

1. A chapa de ferro é a mais barata, mas enferruja com facilidade. Geralmente, recebe um tratamento de superfície por aspersão, sendo adequada tanto para peças estruturais internas quanto para peças de acabamento. As chapas de ferro mais comuns são divididas em chapas laminadas a frio e chapas galvanizadas. A diferença entre elas reside na presença ou não de uma camada galvanizada, sendo o preço similar.

2. O custo do material da chapa de alumínio é bom, permite anodização, pode ser dobrada apenas nas séries 5, as séries 6 e 7 se dividem ao serem dobradas (existem outras séries 1 que não serão mencionadas), não enferruja facilmente, adequada para peças estruturais internas, os custos de soldagem são mais altos, o custo de fabricação de peças com formatos especiais também será maior.

3. O aço inoxidável não passa por tratamento de pulverização superficial, pode apresentar efeito de trefilação, podendo ser utilizado na fabricação de peças estruturais e peças moldadas. Sua única desvantagem é o preço elevado.

Antes de explicar o processo, vamos primeiro pensar em quais problemas são resolvidos principalmente por esses processos em diversas indústrias importantes, como CNC, usinagem de chapas metálicas, estampagem, moldagem por injeção e, agora, impressão 3D.

Além dos detalhes específicos do processamento, do ponto de vista geral, eles estão, na verdade, resolvendo o problema da moldagem 3D de diferentes matérias-primas.

Significa que, embora se trate de um processo de fabricação diferente, utilizando matérias-primas diferentes, o objetivo desses processos é o mesmo: produzir uma peça estrutural com comprimento, largura e altura, além de outras características.

Para apresentar o processo de conformação de chapas metálicas de forma mais clara e intuitiva, bem como sua eficiência e vantagens, analisaremos o processo central do processamento de chapas metálicas - a dobra de chapas metálicas - sob três perspectivas: princípio de conformação, princípio de dobra e cálculo de custos.

Na prática, uma peça estrutural 3D do tamanho da palma da mão pode ser formada em apenas dez segundos, e para peças um pouco maiores, além da coleta e posicionamento de pontos complexos, o tempo de moldagem é de apenas dezenas de segundos. Não é preciso abrir um molde para fabricar uma peça tão grande; será que a tecnologia de processamento permite a conformação em dezenas de segundos? Conformação rápida e baixo custo: essa é a principal vantagem da dobra de chapas metálicas !

Mais um detalhe: a matéria-prima é macia antes de ser dobrada, mas depois de dobrada, torna-se resistente! Esse detalhe é um conceito muito importante no projeto estrutural de chapas metálicas, pois a chapa metálica pode ser dobrada para aumentar sua resistência!

Por exemplo, para fabricar uma peça com uma área relativamente grande, a fim de evitar deformações, podemos usar essa estratégia para reforçar diretamente a chapa fina por meio de curvatura, o que pode reduzir tanto o peso quanto o custo das matérias-primas.

Resumo das vantagens

1. Baixo custo de matéria-prima: permite o uso de materiais muito finos para atingir um grande volume; o processo de curvatura também pode ser utilizado para aumentar a resistência da chapa e solucionar o risco de deformação. Além disso, a curvatura permite a rápida transformação da chapa em uma peça tridimensional (lembrando que a menção a um grande volume se refere às vantagens da chapa neste nível).

2. A velocidade de moldagem é rápida, o custo de moldagem é baixo, a velocidade de moldagem não depende do tamanho, não há necessidade de abrir o molde, sendo adequado para protótipos e produção em massa.

Princípios de processamento de chapas metálicas

O princípio de dobramento consiste na extrusão de moldes superior e inferior, permitindo a dobra de peças com diferentes ângulos. Os moldes são compostos principalmente por um molde inferior e um molde superior. Além do molde de moldagem, o molde inferior geralmente possui ranhuras em V, e diferentes moldes de dobramento são selecionados de acordo com a espessura do material a ser dobrado.

As matrizes de dobra mais comuns são divididas principalmente em dois tipos: com lâmina reta e com lâmina curva. A principal diferença entre elas reside na forma como evitam interferências durante a dobra.

Além de alguns formatos especiais, para garantir a precisão e melhorar a eficiência, alguns moldes de moldagem também serão preparados com antecedência, como persianas (que podem ser processadas por máquinas de dobra ou por máquinas de puncionamento) e moldes de arco comumente usados.

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