先临三维:金属3D打印支撑多品种小批量的柔性化钣金生产

国际金属加工网 2020年04月26日

先临三维3D打印机厂家今天要讲的钣金,是一个名词,即一种金属薄板零部,它广泛应用于电子电器、通信、汽车工业医疗器械等领域,例如在汽车车身、电脑、手机中,钣金就相当于是产品的骨架,起到了支撑、定型的作用。

随着钣金的应用越来越广泛,钣金件的设计和制造变成了许多新产品开发过程中重要一环,而且越来越趋向多品种、小批量。

传统大批量钣金的制造一般采用冲压模工艺,如较为复杂的汽车钣金件,必须通过冲孔模→落料模→成形模→切断模→压台模→折弯模等一系列冲压工艺手段才能完成零件的成形。不仅开模成本高,而且工艺流程长,不适合小批量钣金件的快速制造。

注:关于冲压模工艺的部分文字摘录自《金属加工:冷加工》中的《汽车座椅钣金件成形工艺性分析》一文。

(整体冲压过程)

(连续弯曲模)

注:以上gif动图引用自“5A模具教程网”,如果侵权请联系删除。

而在小批量钣金制造方面,也有许多钣金厂在引入激光切割、数控折弯的结合工艺,相对于传统的冲压模具成型,这种方式不需要开料模、冲压模等,具有成本低、工期短的优势,特别适合简单结构的钣金的快速生产。

(摆块式工件折弯)

注:以上gif动图引用自“5A模具教程网”,如果侵权请联系删除。

然而,激光切割只能定位外形尺寸和孔心、孔位尺寸,折弯只能用于平面结构,因此,这种钣金工艺在面对弧面、凹凸异形结构的钣金件时,就会束手无策。

汽车座椅钣金的小批量柔性制造

国内某汽车座椅公司,是一家专业从事汽车座椅研发、制造和销售的公司,已经成为长安、吉利、长安福特、众泰、长城等汽车主机厂一级配套商。他们的某款新品座椅在一周后就要做方案展示,却遇到了核心钣金件开模未完成、无零件可用的困难。

(汽车座椅钣金件设计图)

这套座椅钣金件,厚度1.5~2.5mm,整套共78件,大部分具有筋肋、凹槽结构,激光切割+数控折弯的方式无法成型;而数铣受限于刀具影响一些边角区域也无法完整还原零件设计,且数铣的加工效率无法满足交期要求。

重庆先临作为金属3D打印的专业服务中心,为该汽车座椅公司推荐了金属3D打印快速小批量制造钣金件的方案,经过数据分析后,采用316L不锈钢材料,三台EP-M250设备(易加三维公司研制的金属3D打印机)同时加工,以磁研磨的方式后处理,最终在7天内如期交付产品,且完整还原了座椅厂家的设计要求。

图片5.jpg

(金属3D打印完成的钣金件)

从以上案例可以看出,金属3D打印的柔性化钣金生产,与其他小批量钣金生产工艺之间的优势对比:

消声器复杂钣金件的快速制造

我们再来看另外一个案例,可以对金属3D打印柔性化钣金生产获得更加全面的认知。

某通机厂需要制造一套消声器,一共四个部件,外壳均匀厚度0.73mm,中间结构均匀厚度0.6mm。

(消声器钣金件设计图)

这四个消声器部件的钣金结构复杂,无法用切割+折弯的方式生产,而壁厚过薄又不能用数铣方式加工。如果一定要生产,有两个选择,一是开模冲压,二是金属3D打印制造。

• 开模冲压制造的精度及设计还原度高,但是需要开冲压模具才能生产,而模具十分昂贵且周期颇长。

• 金属3D打印利用其成型优势,从数据处理到产品交付可在3天内完成,而且同样可以做到设计细节完整还原。

最终,客户选择了重庆先临推荐的金属3D打印的加工方式。3D打印完成的钣金件,尺寸精度达到0.1mm级别,事实证明,在满足交付质量的条件下大幅降低了加工成本与交期。

(金属3D打印完成的钣金件)

行业展望

钣金制造业是世界上发展最快的行业之一。近几年,随着新设备、新工艺的引进,我国的钣金制造水平得到了很大提高。面对着产品多样性以及小批量的客户需求,钣金的柔性化生产已经是大势所趋。许多钣金制造企业正在享受增材制造技术投资带来的好处,并为他们的客户创造更多价值,例如减少装配步骤、实现极大的设计自由度、最小化时间和成本。

(先临三维)

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