若何制作定制金属零件？ 8种不合制造工艺任君选择

01

CNC铣削和CNC车削

CNC加工技能紧张有两种类型。
数控铣床是自动切割机，用旋转的主轴头切掉不须要的材料。
迁徙改变时，材料靠在固定工具上旋转以将质料切除成所需的形状。
此技能适用于多种材料，包括塑料、铝、不锈钢和钛等。

CNC加工和车削的事情事理

CNC车削涉及利用CNC车床或多轴CNC车削中央。
制造商利用 CNC车床来车削零件上的圆柱形和同心特色的材料。
动力车床将立铣刀和钻头二者结合，无需改换平台即可产生离轴特色。
通过利用专业的CNC车床（常用别称瑞士机床）在机床内组合多个工具和主轴来快速生产具有繁芜特色的小零件。

一个范例的车床会在中央轴上旋转零件，以通过接合刚性切削工具来去除特色。
车床实行的其他功能包括创建内螺纹和外螺纹、创建法兰圈特色、O形环槽和滚花纹理等。

CNC车床和CNC铣床具有不同的轴配置。
CNC车床常日是具有单主轴的3轴或4轴机床。
3轴CNC加工是在X、Y和Z轴上加人为料，沿这三个方向去除刨花，4轴刀具则结合了车床同心特色和铣床倾斜外的运动。
车床是打造圆形零件的空想选择，对付不规则形状和锋利边缘的操作更加密集，而铣床则恰好相反。

更当代的CNC技能支持多达5个轴。
这些工具为传统的X、Y和Z轴添加了倾斜和旋转功能从而可以对更详细的零件进行精确切割。
5轴加工也更加高效，可在一次操作中创建更多零件特色。
铣床有多种配置，常日采取的便是3轴、4轴和5轴。

CNC代表打算机数字掌握，操作员利用G代码（一种供应机器运动指令的编程措辞）来掌握CNC铣床和车床。
当代编程指令是通过打算机赞助制造 (CAM) 软件创建的。
此代码指示机器将刀头移动到固定位置，还能掌握其速率和供给，即旋转、切削深度和工件移动。
G代码的繁芜性取决于机器的轴数和其所利用的工具集。

CNC材料

CNC铣床和CNC车床适用于类似的材料，个中包括铝、黄铜、青铜、铜、钢、不锈钢、钛和锌合金等。
这些工具也能适用于塑料和复合股料，如乙缩醛、ABS、G-10以及PEEK或PTFE等高性能材料。

CNC用例及适用行业

CNC铣床是制造业的主力军，不仅精确且可复验，意味着其是快速原型制作和小批量到大批量生产的空想选择。
它在材料上的广泛通用性使其成为险些任何事情的空想选择。

CNC车床同样用场广泛。
利用车床进行生产仅需更少的免提操作设置，使其成为一系列用例的有效选择。
零件形状和规定界值常日决定了利用两种方法中的哪种——合营须要车床的同心零件还是须要铣削的角件。

02

挤压

挤压包括热推金属或塑料推模模具。
在实践中它类似于挤压一管牙膏。
模具创建净成形，如管状、L构造或更繁芜的特色。
金属零件挤压常日还须要后处理，如切割、钻孔或机加工等，非常适宜制造须要恒定横截面的大量零件。

这是由于挤压型材险些可以是具有连续横截面的任何形状。
一个很好的例子是窗户框架，利用多种功能来固定组件中的不同窗格。
它们乃至可以是空心的，例如方形、圆形或六角形管。
制造商在创建模具形状时就会确定其形状。

挤压的事情事理

挤压的三种类型包含热挤压、冷挤压和摩擦。
热挤压利用高温以防止事情材料硬化。
冷挤压利用近室温，这点比热挤压更优，可能使材料更坚固、氧化更少或界值更小。
末了，摩擦挤压则是使力将装料推向模具。

挤压材料

挤压材料可以是塑料或金属。
约80%的挤压金属部件都是铝合金。
同时，聚乙烯在塑料挤压中最常见。

用例及行业

与别的方法比较，挤压是一个大略的过程。
它的模具本钱比注塑和压铸低80%到90%。
挤压也为油漆和饰面供应更光滑的表面，使挤压成为精密零件和装饰零件的空想选择，个中地板、窗户和栏杆都是空想运用。
汽车和航空航天部件也是挤压的空想选择。

挤制铝材

03

金属铸造

金属铸造是一个由来已久的制造工艺。
它包含将液态金属倒入模具中，待液态金属硬化成所需形状，再将其冷却并从模具中取出。

当代金属铸造是精确、自动化的，并辅以前辈的工具，但其事理保持不变。
它的广泛利用证明了这种方法的成功。

运作办法

金属铸造过程从制模开始。
在倒入液态金属之前，图案会在模具中形成部分形的挖空部分。
当代制版方法利用精确的打算来实现所需的形状，可以包括缩放以考虑紧缩以及为后期CNC精加工准备多余的材料厚度。

在许多情形下模具会在铸造过程中被毁坏。
在砂型铸造中这是可预见的一步，个中由砂形成的铸件被分解以露出成品。
新的砂型铸造模具很随意马虎制作，并常常回收沙子来制造新的模具。

金属铸造还可能涉及在称为熔模铸造的过程中利用蜡。
制造商首先建立终极产品的蜡模型。
在蜡被加热和去除之前，蜡被陶瓷层覆盖，陶瓷塑造模具，其内部印有由蜡塑造的图案。

这两种技能中都各有好处。
例如，砂型铸造是一个更大略的过程，并且易于重复。
熔模铸造则须要更多的准备事情，但在制造繁芜零件时可能会表现得更好。
砂型铸造常日本钱更高；而熔模铸造须要更多的劳动力来改变既定的设计。
制造商必须根据其预算和劳动力限定以及他们想要的零件质量来确定哪种是最佳利用工艺。

金属铸造材料

金属铸造是一种通用工艺。
它支持任何可以实现液体形式的金属盘零件，这便是各行各业的工程师在金属铸造中利用各种材料的缘故原由。
铝、镁和铜合金是最常见的合金，但制造商也会利用锌、钢和其他金属。

铸造用例及行业

本日险些所有商业生产的机器设备都会利用某种形式的铸造。
在批量生产中，铸造在本钱和产量方面常日优于CNC加工。
金属铸造可以为各种用例做出高界值构造部件，如洗衣机、汽车、金属管道等都广泛利用金属铸件。

04

压铸

压铸是大批量繁芜金属零件的空想选择。
压铸利用钢模和低熔点金属作为材料，工程师将压铸用于精度、可靠性和产量至关主要的繁芜项目，压铸利用类似于注塑成型工艺的可重复利用的硬质工具，使零件的表面光洁度更光滑，同时坚持大批量低本钱。

运作办法

在压铸中，液态金属通过高液压或气动压力逼迫进入模具，这与浇注金属的传统金属铸造不同。
制造商在制造具有繁芜细节的零件时更喜好压铸，利用压力可更有效地创造繁芜风雅零件。

热室或“鹅颈管”压铸是最盛行的方法。
“鹅颈管”决定了将熔融金属运送到模具的金属进料系统的形状。
制造商利用冷室压铸来限定机器堕落。
这种方法是将熔融金属倒入注入系统中，以上方法的每种中此过程都类似于塑料注射成型，个中钢工具闭合并且零件材料以硬化零件的形式流入模具型腔。
一旦硬化工具就会打开，零件要么自动掉落，要么被手动移除。

压铸材料

压铸制造商常日专门研究个别材料，包括铝、锌和镁等，由于质料是与专用压铸机并列的熔融金属，大约80%的压铸件都由铝制成。
锌合金是另一种低熔点金属，也是压铸中常用的材料。

用例及行业

压铸零件用场广泛。
它们坚固且耐高温，还具有光滑或有纹理的表面。
压铸有利于高产量，常日可以赛过CNC和熔模铸造，广泛支持油漆、电镀和饰面等。
不仅如此，压铸还是与强度至关主要的高冲击、高应力设备一起利用的空想选择。

05

金属注塑成型

注塑成型最常用于制造塑料零件，但制造商也会为金属零件利用注塑做事。
纵然是高精度的大型项目也具有本钱效益。
虽然其非常适宜需用到小零件的项目，但金属注射成型或MIM实在适用于任何尺寸的零件。

运作办法

与压铸不同，金属注射成型利用聚合物-金属稠浊物的进料，个中熔化的塑料许可材料在加热时流动。
在此过程中，材料也被加压，机器将液体材料注入模具，材料冷却并采取模具的形式制造零件。

成型后，零件处于“素坯状”，意味其形状精确但非常薄弱。
后烧结过程完备烧蚀塑料，只留下熔融金属。
此烧制过程常日在真空炉中完成，零件的紧缩分量相称之大。

MIM材料

金属注射成型可与其他制造工艺常见的金属一起利用，然而该工艺须要将这些金属制成粉末并与注射用聚合物稠浊，这样零件可以快速成型并大批量生产。

用例及行业

金属注塑成型类似于用于制造零件的塑料注塑成型工艺，但注塑成型的高压特性增加了关键上风。
它对具有小而繁芜的细节的零件很有效，而对付大规模的标准 CNC 加工工艺来说则本钱太高。
这便是为什么金属注塑成型是医疗、航空航天、汽车和国防工业的空想选择。

与压铸和其他金属制造方法比较注塑模具的利用韶光更长，从而能在改换或掩护之前制造更多数量的零件。
在批量生产或须要更风雅的零件细节的情形下，MIM常日赛过压铸件，这不仅使实在用于大规模的重复过程，在强度和其独特的特性方面也为制造商供应了更大的灵巧性。

06

铸造

与金属铸造一样，铸造已被运用了几个世纪。
它是通过逼迫加热和成型金属零件的过程。
谈及铸造，脑海中会浮现熟习的铁匠和铁砧形象，直至本日，铸造已能广泛用于自动化工业过程。

运作办法

当代铸造利用高冲击力机器将金属塑造成空想样式。
与其他方法比较，铸造产生的废物更少，使其在实际运用中更具本钱效益。

铸造零件常日比其他方法制造的零件更为坚固。
由于铸造利用了其材料的天然纹理，在铸造中成型时材料无需还原为液体，只需加热到可延展状态即可。

铸造材料

不锈钢是最常见的铸造材料之一。
铝和青铜也是常见的铸造材料。

用例及行业

铸造是许多行业的空想选择，它的优点和局限性使其成为与其他制造材料共用的空想工艺。
用此方法制造的终生利用部件的常赐教例是铸造工具，如锤子或扳手等，制造商应确定运用方案，以发挥铸造在业务及产出上的上风。

07

钣金及冲压

钣金制造是从金属板上切割零件，通过制动器和模压机对冲裁板进行加工，以形成有角度的波折和形状，从而构建三维构造。
钣金做事以冲压为特色以快速生产这些零件。
事实上，冲压比任何其他金属加工工艺都要快。

运作办法

冲压机从金属板上切割并波折零件。
工人为冲压机供应切割或金属板卷，机器则在将金属送入压力机时将其拉直。
力的计策运用使制造商能够调度零件的形状，波折以一定角度施加力，如在零件中制造所需的角度。
制造商在此过程中会利用折弯机，有不同的尺寸和长度可供选择以知足制造商需求。
钣金零件可以焊接或铆接以创建构造元件。
PEM嵌件等压配嵌件可以直接添加诸如凸台、螺纹等合营特色，无需进行定制加工。

钣金材料

钣金常日由铝、铜或钢制成。
钣金也有各种各样的饰面，包括阳极氧化、电镀、粉末涂层和喷漆等。

用例及行业

冲压让钣金制造在任何行业都具有高度可扩展性，是大批量低单位本钱的空想选择，外壳、机箱和支架等大容量功能部件常日都采取钣金件。

但冲压的模具本钱常日高于其他工艺。
只管如此，制造商每年仍会在电器、电子和汽车行业制造数亿个零件。
钣金和冲压还是机器人技能的最优选择。

08

金属3D打印

金属 3D 打印做事利用精确激光来制造金属零件，是实验和小批量、高代价零件的空想选择，但不同于列出的许多其它金属工艺那样可扩展，因此它常用于原型以及小批量铸造的替代品。

运作办法

3D 打印，也称为增材制造，通过能源在受控环境中领悟金属。
利用直接金属激光烧结 (DMLS)办法，金属粉末在惰性环境中用激光逐层熔化。
金属粘合剂在两阶段工艺中喷射3D打印金属部件，在二次熔炉工艺固化金属前用喷墨将金属粘合在一起形成素坯态。
根据须要，粘合剂喷射可以制造金属复合股料，例如青铜和钢或单一合金等。
金属3D打印的独特之处在于可利用标准工具生产具有不可靠近区域的一体化组件和几何形状。
传统工艺在不可靠近区域特色的一个例子是在零件上构建格状构造。
这对付传统的铸造成型技能是不可能的。
即便如此，现今技能亦将须要更多韶光及繁芜性光降盆单个单元。

金属3D打印材料

金属3D打印的范例质料是雾化粉末，有时也可为片材或线材。
打印机遵照利用零件的3D CAD文件创建的数据路径。
常见的金属材料包括不锈钢、钛、铬镍铁合金、铜或铝材料中的粉末。

金属3D打印机中利用的材料常日来自粉末冶金。
为金属3D打印机采取新材料需进行大量研究，以建立一种可靠且可重复的制造零件的方法确保不会涌现故障或毛病。
这意味着与机器加工、金属铸造和其他制造方法比较，目前可用于金属3D打印的材料选择范围很窄。

用例及行业

只管有其局限性，但金属3D打印具有近乎普遍的运用。
由于直接数字化制造，3D打印部件常日可以小批量快速生产无需工具用度，工程师可试验3D打印来开始生产险些任何零件以及设计特定于轻质机器航空部件等运用的零件。

通过激光烧结和粘合剂喷射的金属 3D 打印部件

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