Die Herstellung von Metallteilen ist zu einem integralen Bestandteil des Herstellungsprozesses geworden. Von Büroklammern bis hin zu Flugzeugteilen wird es häufig bei der Herstellung von Teilen für verschiedene Branchen eingesetzt. Jedes Mal, wenn Sie in Ihr Auto steigen, Ihr Telefon in die Hand nehmen oder ein Werkzeug in die Hand nehmen, verwenden Sie ein Produkt, das das Ergebnis der Herstellung von Metallteilen ist. Unser System ist auf diese Metallteile angewiesen und ohne sie wären wir nicht in der Lage, unsere Häuser zu bauen, elektronische Geräte zu bauen oder unsere Fahrzeuge betriebsbereit zu halten.
Dieser Artikel enthält einen vollständigen Leitfaden zur Metallverarbeitung, in dem alles erklärt wird, was Sie wissen müssen. Von der Definition der Metallverarbeitung über die Typen und Anwendungen bis hin zu den Optionen für die Oberflächenveredelung. Darüber hinaus unterstützt Sie dieser Leitfaden bei allen Aspekten der Herstellung von Metallteilen. Am Ende werden Sie diesen entscheidenden Prozess besser verstehen und entsprechende Entscheidungen treffen können.
Was ist Metallverarbeitung?
Metallverarbeitung ist ein weit gefasster Begriff, der sich auf den Prozess zur Herstellung von Metallteilen wie Biegen, Schneiden, Zusammenbauen, Formen oder Formen von Metallen in die gewünschte Struktur beziehen kann. Man kann diesen Prozess auch als Wertschöpfungsprozess bezeichnen, bei dem aus Rohstoffen Teile, Maschinen und andere Strukturen entstehen.
Bei der Herstellung von Metallteilen bauen Sie nicht vorgefertigte Komponenten zusammen, um das Endprodukt zu erhalten, sondern stellen das Endprodukt aus dem Roh- oder Halbrohmaterial her. Bei dem Verfahren werden Bleche, Stangen, Knüppel und Stangen aus Rohmetall verwendet, um die neuen Metallteile herzustellen.
Arten von Metallmaterialien – ein Überblick
Jeden Tag stoßen wir in unserem Leben auf Dutzende verschiedener Metalle. Es gibt viele verschiedene Metallarten und es gibt zwei verschiedene Kategorien. Werfen wir einen Blick auf beide.
- Hartes Metall: Diese Art von Metall besteht aus einer Metallmatrix, die aus hartem Material zusammenhält, was sie im Vergleich zu Legierungen, reinen Metallen oder gehärtetem Stahl härter macht. Diese Metalle sind härter, aber auch zerbrechlich. Darüber hinaus werden Hartmetalle bei der Herstellung von Schneidstoffen wie Bohrern, Fräsern, Meißeln usw. verwendet. Darüber hinaus können Stanz- und Umformwerkzeuge Hartmetalle verwenden. Die Temperaturbeständigkeit der Hartmetalle ist deutlich höher als die anderer Metalle. Beispiele für Hartmetalle sind Wolfram, Stahl, Titan und Chrom.
- Weiches Metall: Dies ist die besondere Klasse von Metallmaterialien mit geringer Härte. Das weiche Material ist ein oberflächentechnisches Material und kann als Festschmierstoff für Roll- und Gleitanwendungen dienen. Dieses weiche Metall verringert die Reibung in mechanischen Komponenten und verbessert die Verschleißschutzwirkung. Darüber hinaus können sie die Lebensdauer der Geräte verbessern und verlängern. Beispiele für weiche Metalle sind Gold, Blei, Silber, Thorium, Magnesium, Zink, Zinn, Aluminium, Kupfer, Messing und Bronze.
Wie man Metallteile herstellt
Die Herstellung von Metallteilen variiert je nach Metallart erheblich. Jeder Herstellungstyp hat seine Stärken und Kompatibilitäten. Um Ihnen ein besseres Verständnis der verschiedenen Produktionsmethoden zu vermitteln und Ihnen dabei zu helfen, die beste Entscheidung zu treffen, haben wir im Folgenden einen Überblick über die Metallverarbeitungsprozesse gegeben.
CNC-Bearbeitung: Materialabtrag
Bei der CNC-Bearbeitung handelt es sich um einen computergesteuerten Herstellungsprozess, bei dem Rohmaterial durch Materialentfernung in die gewünschte Form geschnitten wird. Es gibt viele verschiedene Arten von Bearbeitungsvorgängen Präzisions-CNC-BearbeitungAbhängig von der Komplexität der benötigten Geometrie und Oberflächenstruktur können Sie jedes davon verwenden. Daher ist es die optimale Option zur Herstellung von Metallteilen für geringe bis mittlere Komplexität und Volumen.
Die CNC-Bearbeitung ist für viele Branchen das Verfahren der Wahl. Die beiden Hauptkategorien der Technik sind CNC-Drehen und Fräsen.
Die Fräsmaschine verfügt über ein Mehrschneidenschneidwerkzeug. Beim Fräsprozess wird dieser rotierende Fräser verwendet, um unerwünschtes Material aus dem Metallmaterial (Werkstück) zu entfernen und die gewünschte Form des Metallteils zu erhalten. Dies wird durch die mehrachsige Rotation des Schneidwerkzeugs erreicht. Darüber hinaus entfernt beim CNC-Drehen eine einzelne Schneidkante das überschüssige Metall vom rotierenden Werkstück, um eine zylindrische Struktur im Metallteil zu erzeugen. Das rotierende Werkstück wird dem bewegten Schneidwerkzeug langsam und parallel zur Drehachse des Metallteils zugeführt.
Anwendungen von CNC-bearbeiteten Metallteilen
Nahezu jede Industrie der heutigen Welt verwendet CNC-gedrehte und gefräste Metallteile. Diese Teile sind die Arbeitspferde moderner Industrien. Mit Hilfe des CNC-Drehens wird die AutomobilindustrieIn der Telekommunikations-, Elektro-, Maschinen- und Elektronikindustrie werden zahlreiche Komponenten hergestellt. Beispielsweise hilft das CNC-Drehen bei der Herstellung von Buchsen, Wellen, Stiften, Stangen, Getrieben und Köpfen.
CNC-Fräsen ist auch ein bekannter Bearbeitungsvorgang für die Metallverarbeitung. Luft- und Raumfahrt Strukturen, Automodelle, medizinische Komponenten und so ziemlich jedes Metallteil, das Sie sich vorstellen können, könnten durch CNC-Fräsen bearbeitet werden.
Extrusion: Metalle in eine Matrize drücken
Bei diesem Prozess wird erhitztes Metall in eine Matrize gedrückt. Die Matrize erzeugt die Form in eine Röhre oder L-Form. Mit dieser Technik kann Metall in komplexere Formen strukturiert werden. Durch Strangpressen hergestellte Metallteile erfordern eine Nachbearbeitung wie Bohren, Schneiden und maschinelle Bearbeitung. Dies ist ein idealer Prozess, der konstante Querschnitte erfordert. Durch Heißextrusion können größere Teile und eine extreme Komplexität hergestellt werden. Im Gegensatz dazu werden beim Kaltfließpressen kleinere Teile mit geringerer Komplexität hergestellt.
Bei diesem Verfahren wird ein zylindrisches Geschoss gezwungen, durch einen geschlossenen Hohlraum zu strömen, in dem sich eine Matrize mit dem gewünschten Querschnitt befindet. Diese Querschnitte profilieren die Metallteile und drücken sie mit einer hydraulischen oder mechanischen Presse heraus. Das Metallteil erhält die gewünschte Form.
Die Extrusion umfasst drei verschiedene Operationstypen: Heißfließpressen, Kaltfließpressen und Reibung. Beim Heißextrudieren wird eine hohe Temperatur erreicht, um ein Aushärten des Materials zu verhindern. Beim Kaltfließpressen erfolgt die Verarbeitung bei Raumtemperatur, da das Material möglicherweise weniger oxidiert, engere Toleranzen aufweist und fester ist. Schließlich erfordert der Reibungsprozess Kraft, um die Ladung gegen die Matrize zu drücken.
Anwendungen von extrudierten Metallteilen
Die Extrusion sorgt für eine glatte Oberfläche für die Farben und Lacke. Diese Eigenschaft macht es ideal für kosmetische und Präzisionsteile. Die Luft- und Raumfahrtindustrie sowie die Automobilindustrie nutzen dieses Verfahren für ihre Komponenten. Es eignet sich auch für Fenster, Geländer und Bodenbeläge.
Stanzen: Teile schneiden und biegen
Durch den Stanzvorgang können Formen, Bilder und Buchstaben auf Metallblechen geformt werden. Hydraulische und mechanische Pressen sind zwei Arten des Stanzens. Bei dieser Technik wird das Blech gebogen, gestanzt und geschnitten, um es in die gewünschte Form zu bringen. Durch dieses Verfahren können Platten mit einer Dicke von ¼ in bestimmte Größen und Formen geformt werden. Der Stanzvorgang umfasst Stanzen, Metallprägen und Vier-Slide-Formen. Dieser Prozess ist für hohe Volumina und Komplexität bei niedrigen Stückkosten hoch skalierbar.
Beim Stempeln sind mehrere Techniken erforderlich Blechbearbeitungsprozess einschließlich Stanzen, Biegen, Prägen, Prägen und Bördeln. Dabei kann es sich um einen einstufigen Vorgang handeln, bei dem Sie das Metall pressen, um die gewünschte Form auf dem Blech zu erzeugen, bis hin zu einem mehrstufigen Vorgang. Bei diesem Verfahren wird normalerweise ein kaltes Metallblech verwendet.
Anwendungen von gestanzten Metallteilen
Beim Stanzen werden jedes Jahr Millionen von Teilen in der Elektronik-, Haushaltsgeräte- und Automobilindustrie hergestellt. Dieses Verfahren eignet sich für die Herstellung großvolumiger Funktionsteile wie Gehäuse, Halterungen und Chassis. Es ist auch eine optimale Option für die Robotikindustrie.
Schmieden: Das Metall formen
Es handelt sich um einen Herstellungsprozess, bei dem lokale Druckkräfte zur Formung des Metalls eingesetzt werden. Vereinfacht ausgedrückt handelt es sich hierbei um den Prozess des Erhitzens und Formens von Metallen. Darüber hinaus handelt es sich um einen beliebten automatisierten Industrieprozess. Die schmiedbaren Teile wiegen zwischen Kilogramm und hundert Tonnen. Moderne Industrien nutzen Hochleistungsschmiedemaschinen, um Metalle in gewünschte Strukturen zu bringen. Beim Schmieden entstehen stärkere Metallkomponenten als beim Gießen und Bearbeiten. Dieses Verfahren ist wirtschaftlich und produziert weniger Abfall.
Es handelt sich um einen einfachen Prozess, der fünf Schritte umfasst: Erhitzen, Formen, Schmieden, Abkühlen und Endbearbeitung. Außerdem erfordert dieser Prozess keine Reduktion des Metalls in einer Flüssigkeit. Zum Schmieden reicht es aus, das Metall in einen formbaren Zustand zu erhitzen, wodurch das Metallteil fester wird.
Anwendungen von geschmiedeten Metallteilen
In weiten Branchen auf der ganzen Welt besteht Bedarf an geschmiedeten Metallkomponenten. Die Automobilindustrie verwendet diese Komponenten für Stoß- und Belastungsanwendungen wie Radachsen, Achsschenkelbolzen, Wellen, Torsionskugeln usw. Diese Teile finden Anwendung in chirurgischen Werkzeugen, elektrischer Übertragung, Haushaltsgeräten und allgemeiner Industrieausrüstung.
Guss: Bewährtes Herstellungsverfahren
Es handelt sich um eines der flexibelsten Verfahren zur Herstellung von Metallteilen. Das Gießen ist ideal für eine Vielzahl komplex geformter Metallstrukturen. Man kann sagen, dass es die wirtschaftliche Lösung für die Metallverarbeitungsprobleme ist, für deren Lösung sonst mehrere Methoden erforderlich wären. Bei diesem Verfahren wird das flüssige Material in eine Form gegossen, bei der es sich um einen vorgefertigten Hohlraum mit der gewünschten Struktur handelt. Anschließend kann das Material abgekühlt und fest aus der Form ausgeworfen werden, um das gegossene Metallteil zu erhalten.
Es gibt zwei bekannte Gießmethoden. Schauen wir uns beide an.
- Feinguss: Beim Feinguss wird das Wachsmodell des Endprodukts verwendet. Das Wachs wird mit Keramik beschichtet. Sobald die Keramik ausgehärtet ist, wird das Wachs erhitzt und abgelassen. Die ausgehärtete Keramikschale wird zur Form für das gewünschte Metallteil. Das geschmolzene Metall wird in die Form gegossen, dort abkühlen gelassen und von der Form getrennt. Dieser Prozess gewährleistet die Herstellung detaillierter und komplexer Teile. Feinguss kann kleine Produktionsanforderungen erfüllen.
- Druckguss: Bei diesem Prozess wird das flüssige Metall mit Hilfe von hydraulischem Druck in eine Form gedrückt. Die Stahlformen werden so hergestellt, dass komplizierte Formen entstehen, die Wiederholbarkeit und Genauigkeit mit Effektivität gewährleisten. Daher eignet sich Druckguss für große Produktionsserien von kleinen bis mittelgroßen Gussteilen mit höchster Komplexität.
Anwendungen von gegossenen Metallteilen
Mit diesem Verfahren können heutzutage nahezu alle kommerziell hergestellten mechanischen Geräte hergestellt werden. Auch in puncto Produktion schneidet der Guss hervorragend ab CNC-Bearbeitung zum Selbstkostenpreis und andere Aspekte. Mit dieser Methode der Metallverarbeitung werden regelmäßig Waschmaschinen, Metallrohre und Automobilkomponenten hergestellt.
Metallspritzguss: Großserienproduktionsprozess
Bei diesem Verfahren wird Metall fein pulverisiert und dann mit Bindemittel vermischt, um den Ausgangsstoff herzustellen. Anschließend wird das Ausgangsmaterial verfestigt und zum Endprodukt geformt. Diese Technik ist ideal für die Produktion großer Stückzahlen und außerdem kostengünstig, da die Herstellung mit anderen Methoden sonst recht teuer wäre.
Der Metallspritzguss unterscheidet sich vom Druckguss dadurch, dass eine Polymer-Metall-Mischung als Zufuhrmaterial verwendet wird. Im ersten Schritt entsteht die Mischung aus Metall und Polymer. Danach schmilzt der Prozess und spritzt dann den Pulverrohstoff in die Form. Anschließend kühlt er ab und verfestigt sich, um die Formform anzunehmen. Im letzten Schritt wird das Formteil aus der Form ausgeworfen und gereinigt.
Anwendungen von spritzgegossenen Metallteilen
Bei diesem Verfahren handelt es sich um eine innovative Technologie in der Metallteilefertigung, mit der komplexe Teile in großen Stückzahlen und konsistent hergestellt werden können. In der Automobilindustrie werden viele Teile mit dieser Technik hergestellt. Mit diesem Herstellungsprozess werden auch viele andere Produkte wie Flugzeuge, medizinische Geräte, Armaturen, Ornamente, Computer, Büroartikel und Haushaltsgerätekomponenten hergestellt.
Hinweis: Zur Herstellung MedizinprodukteAuch die Kunststoffspritzgusstechnik ist eine unglaublich effektive Möglichkeit.
Metall-3D-Druck: Komplexe Geometrien und Kleinserienteile
Der Metall-3D-Druck nutzt Lasertechnologie zur Herstellung von Metallteilen. Diese Methode wird häufig bei Prototypen und als Ersatz für den Kleinserienguss eingesetzt. Die Technik ist ideal, wenn es um hochkomplexe Kleinserienteile mit geringen Kosten und kürzerer Vorlaufzeit geht. Der Metall-3D-Druck ist auch für seine Fähigkeit bekannt, Komplettbaugruppen und Geometrien mit unzugänglichen Bereichen herzustellen, die mit Standardwerkzeugen nahezu unmöglich sind.
Bei diesem Prozess entstehen metallische Partikel 3D Druck Schritt für Schritt. Beim Metall-3D-Druck wird die Kammer, in der dieser Vorgang durchgeführt wird, mit Inertgas (z. B. Argon) gefüllt, um die Oxidation des Metallpulvers zu reduzieren, und dann erhitzt. Anschließend verteilen Sie eine dünne Schicht Metallpulver auf der Bauplattform und ein Laser scannt den Querschnitt der Komponenten und verschmilzt die Metallpartikel zu einer Schicht. Der gesamte Bereich des Modells wird gescannt und auf diese Weise das vollständig massive Teil erstellt. Jetzt ist das endgültige 3D-gedruckte Metallteil einsatzbereit.
Anwendungen von 3D-gedruckten Metallteilen
Der Metall-3D-Druck ermöglicht eine schnelle und kostengünstige Herstellung der verschiedenen Industrieteile. Es ist jedoch berühmt für die Massenproduktion von kundenspezifischen Werkzeugen und der Kleinserienproduktion von Spezialinstrumenten. Somit ist die Technik eine großartige Möglichkeit, voll funktionsfähige Prototypen, starre Gehäuse, Leitungen, Ersatzteile, Produktionswerkzeuge, chirurgische und zahnmedizinische Implantate, Schmuck und Dekorationsgegenstände sowie viele andere Komponenten für verschiedene moderne Industrien herzustellen.
Optionen für die Oberflächenbeschaffenheit von Metallteilen
Dies ist der letzte Prozess im Herstellungsvorgang. Oberflächenveredelung Bietet Umweltschutz und Ästhetik für aus Metall gefertigte Teile. Darüber hinaus verbessert dieser Prozess Eigenschaften wie Oberflächenrauheit und Korrosionsbeständigkeit, die über die Möglichkeiten maschineller Bearbeitung hinausgehen. Darüber hinaus können einige Behandlungen auch die mechanischen und elektrischen Eigenschaften der Metallteile verbessern.
Nachfolgend sind einige Möglichkeiten der Oberflächenveredelung von Metallteilen aufgeführt.
- Galvanotechnik
- Stromlose Beschichtung Platin
- Anodische Oxidation
- Chemische Behandlung
- Vakuumbeschichtung
- Heißes Eintauchen
- Lackierung
- Thermisches Spritzen
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CSchlussfolgerung
Es ist zwingend erforderlich, dass Metall ein äußerst wichtiges Material für viele Branchen und Haushaltsgegenstände ist, die uns so beeindruckende Geräte gegeben haben, die unser Leben einfacher und besser gemacht haben. In diesem Artikel haben wir die Herstellung von Metallteilen und ihre Fertigungsoptionen aufgrund ihrer sehr detaillierten und einzigartigen Eigenschaften besprochen. Dieser Leitfaden kann Ihnen dabei helfen, verschiedene Metallverarbeitungsmethoden zu verstehen.
