Herstellung von Blechen
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Was ist Blechverarbeitung?
Die Blechverarbeitung ist eine Konstruktionstechnik, bei der kaltgeformter Stahl geschnitten, gebogen und montiert wird, um robuste Strukturen zu schaffen. Sie ermöglicht eine Präzisionsfertigung, die dauerhafte und flexible Baulösungen ermöglicht.
Zu den gängigen Verfahren gehören:
Laserschneiden: Genauigkeit von ±0,1 mm, geeignet für komplexe Konturbearbeitung
CNC Biegen: Mindestbiegeradius ≥ Materialdicke, um Rissbildung zu vermeiden
Schweißen/Nieten: AWS D1.1 Schweißnormen gewährleisten strukturelle Festigkeit
Material für die Herstellung von Blechen
| Stahltyp | Zugfestigkeit (MPa) | Streckgrenze (MPa) | Dehnung (%) | Typische Anwendungsszenarien |
|---|---|---|---|---|
| SPCC Kaltgewalzter Stahl | 320-400 | 180-250 | 28 | Elektrische Schaltschränke, Gerätegehäuse |
| Q235 | 375-500 | 235 | 26 | Strukturelle Gebäudeunterstützung |
| A36 | 400-550 | 250 | 20 | Stützpunkte für schwere Maschinen |
| Rostfreier Stahl | Test der Salzsprühnebelbeständigkeit | Härte (HV) | Schweißeignung | Typische Anwendungsszenarien |
| 304 | 5000 Stunden kein Rotrost | 150 | Ausgezeichnet | Rahmen für medizinische Geräte |
| 316 | 10000 Stunden kein Rotrost | 160 | Gut | Schiffsbauwerke |
| 430 | 3000 Stunden kein Rotrost | 180 | Mittel | Unterstützung für Küchengeräte |
| Aluminium-Legierung | Dichte (g/cm³) | Zugfestigkeit (MPa) | Oberflächenbehandlung | Typische Anwendungsszenarien |
| 6061-T6 | 2.7 | 310 | Eloxieren | Gehäuse für elektronische Geräte |
| 5052-H32 | 2.68 | 230 | Sprühen | Schiffsdeckgerüste |
| 3003-H14 | 2.73 | 150 | Elektrophorese | Dekorative Rahmenelemente |
Oberflächenveredelung für die Blechbearbeitung
Bearbeitete Oberfläche
Der von der Werkzeugmaschine bearbeitete Prototyp weist Spuren der Werkzeugbearbeitung auf.
Eloxieren
Das Eloxieren verbessert die Korrosions- und Verschleißfestigkeit von Metallen und ermöglicht die Färbung und Beschichtung von Metallen wie Aluminium, Magnesium und Titan.
Polnisch
Polieren verbessert die Oberflächengüte und die Ästhetik, geeignet für Materialien wie Metalle, Keramik, Kunststoffe und PMMA.
Sandstrahlen
Beim Sandstrahlen wird ein Strahlmittel mit hohem Druck oder mechanisch auf ein Werkstück geschleudert, um eine saubere, aufgeraute und matte Oberfläche zu erhalten.
Gebürstete Oberfläche
Die gebürstete Oberfläche erzeugt ein strukturiertes Muster auf Metalloberflächen, das die Ästhetik verbessert. Geeignet für Aluminium, Kupfer, Edelstahl und andere Materialien.
Pulverbeschichtung
Die Pulverbeschichtung wird durch elektrostatische Adhäsion auf die Werkstückoberfläche aufgetragen und härtet dann bei hohen Temperaturen zu einer dichten Schicht aus, die die Korrosionsbeständigkeit von Metall- und Kunststoffoberflächen erhöht.
Galvanische Beschichtung
Metallbeschichtungen werden durch elektrolytische Verfahren auf Materialoberflächen aufgebracht, um die Korrosions- und Verschleißbeständigkeit zu erhöhen. Diese Technik ist für Metalle und bestimmte Kunststoffe geeignet.
Schwarz oxidieren
Eine schwarze Oxidschicht wird durch chemische Oxidation auf Metalloberflächen gebildet und bietet niedrige Kosten, ein einfaches Verfahren und reduzierte Lichtreflexion.
Elektropolieren
Entfernt mikroskopisch kleine Überstände von Metalloberflächen durch elektrochemische anodische Auflösung, wodurch eine glatte, dichte Oberfläche entsteht, die frei von Eigenspannungen und äußerst korrosionsbeständig ist. Geeignet für die Bearbeitung komplexer Metalle und leitfähiger Materialien.
Alodine
Bildet durch chemische Umwandlung eine Schutzschicht auf Oberflächen und verbessert die Korrosionsbeständigkeit und Haftung. Umweltfreundlich mit ausgezeichneter Leitfähigkeit, geeignet für Aluminium- und Magnesiumlegierungen.
Wärmebehandlung
Durch die Veränderung der inneren Mikrostruktur von metallischen Werkstoffen durch Erhitzung verbessert dieses Verfahren die Härte, Festigkeit, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit. Es eignet sich für Metalle wie Stahl, Aluminium- und Kupferlegierungen sowie Titanlegierungen.
Leitfaden für die Blechverarbeitung:
| Gemeinsame Probleme | Verursacht | Lösungen |
|---|---|---|
| Ungenaues Schneiden | Unzureichende Präzision der Schneidegeräte, instabile Fixierung der Platte, etc. | Überprüfen und Einstellen der Schneidausrüstung, Sicherstellen einer stabilen Fixierung der Platte. |
| Maßabweichung bei der Umformung | Verschlissene Formen von Biegemaschinen oder Stempeln, ungleichmäßige Blechdicke usw. | Verschlissene Formen austauschen, die Dicke der Platte prüfen und anpassen. |
| Schweißtechnische Mängel | Unsachgemäße Einstellung der Schweißparameter, schlechte Qualität des Schweißmaterials, usw. | Anpassung der Schweißparameter, Ersatz durch hochwertige Schweißmaterialien. |
| Schlechte Oberflächenbehandlung | Unsachgemäße Auswahl von Oberflächenbehandlungsverfahren, unsachgemäße Bedienung während der Behandlung usw. | Wählen Sie geeignete Oberflächenbehandlungsverfahren und arbeiten Sie streng nach den Prozessanforderungen. |
Fähigkeit zur Herstellung von Blechen:
| Kernparameter | Positioniergenauigkeit ±0,03mm, Schnittgeschwindigkeit bis zu 8m/min (für 1mm Edelstahl) |
|---|---|
| Maximale Biegelänge | 3100mm, Winkelgenauigkeit ±0,1° |
| Produktionskapazität | Monatliche Produktion von 80.000 Präzisions-Blechteilen, Fehlerquote bei Rahmen für medizinische Geräte < 1% |
| Kompatibilität der Materialien | Geeignet für spezielle Materialien wie Aluminium, Kupfer, Titanlegierungen usw. |
Vorteile der Blechbearbeitung
Hochpräzise Fertigung
Die Laserschnitt-Toleranzen liegen innerhalb von ±0,1 mm, und die Wiederholbarkeit des Biegewinkels erreicht ±0,5°, wodurch die Anforderungen der Luft- und Raumfahrt erfüllt werden (z. B. Toleranz der Befestigungslöcher für den Flugzeugsitzrahmen ≤0,2 mm).
Optimierte Materialausnutzung
Die verschachtelte Setztechnik erhöht die Materialausnutzung von 60% beim herkömmlichen Stanzen auf 92%. Diese Technologie hat dazu geführt, dass bei einem Projekt für ein neues Batteriefach 1,2 Millionen Yuan an jährlichen Materialkosten eingespart werden konnten.
Schnelle Iteration
Die Zykluszeit von der 3D-Konstruktion bis zur Lieferung des Musters beträgt weniger als 72 Stunden und ist damit 80% kürzer als die herkömmliche Formenentwicklung, was sie ideal für die schnelle Validierung von Automobilprototypen macht.
Leichte Struktur
Der Rahmen aus einer Aluminiumlegierung, der mit einer topologischen Optimierung entworfen wurde, ist 40% leichter als eine Stahlstruktur, während er durch die Rippenkonstruktion eine vergleichbare Steifigkeit beibehält (z. B. eine Erhöhung der Tragfähigkeit eines Drohnenrahmens um 25%).
Umweltverträglich
Das Pulverbeschichtungsverfahren reduziert die VOC-Emissionen um 90% im Vergleich zu lösungsmittelbasierten Beschichtungen, und die Rückgewinnungsrate von Metallschrott übersteigt 95%, was den EU CEP-Umweltstandards entspricht.
Anwendung der Blechverarbeitung
Automobilindustrie: Der Karosserierahmen des Tesla Model 3 besteht aus einer 5-Serien-Aluminiumlegierung mit lasergeschweißten Schweißnähten, die bis zu 150 Meter lang sind und das Gewicht des Fahrzeugs um 180 kg reduzieren.
Architektonische Vorhangfassaden: Der Stützrahmen der Vorhangfassade des Gebäudes besteht aus einer 6061-T6-Aluminiumlegierung mit einer Einzellänge von 12 Metern und einem Geradheitsfehler von ≤ 2 mm.
Elektronische Ausrüstung: Für die Schränke der Signalbasisstationen wird verzinkter Stahl (SGCC) mit einer Pulverbeschichtung verwendet, der eine Schutzart von IP65 und einen stabilen Betrieb in einem Temperaturbereich von -40°C bis 70°C gewährleistet.
Medizinische Ausrüstung: Der 316L-Edelstahlrahmen hat eine Oberflächenrauhigkeit von Ra ≤ 0,8 μm, ist bei 134°C sterilisierbar und erfüllt die ISO 10993 Biokompatibilitätsnormen.
FAQ zur Blechverarbeitung
Verwenden Sie das gepulste Laserschweißen mit einer Breite der Wärmeeinflusszone von weniger als 0,1 mm.
Schweißen Sie von der Mitte aus nach außen und verwenden Sie dabei Vorrichtungen zur Sicherung.
Nach dem Schweißen ist ein Spannungsarmglühen bei niedriger Temperatur (300°C für 1 Stunde) durchzuführen.
Das Material befindet sich im T6-Alterungszustand, was zu einer unzureichenden Plastizität führt.
Der Biegeradius ist kleiner als die Materialstärke (z. B. erfordert ein 1 mm dicker 6061 T6 einen Biegeradius von ≥1,5 mm).
Vorbeugende Maßnahmen:
Verwenden Sie O- oder H32-geglühtes Material.
Führen Sie vor dem Biegen ein lokales Glühen durch (Temperatur 410°C ± 10°C).
Sandstrahlen: Aluminiumoxid-Sand mit 80 Maschen, Druck 0,3 MPa
Phosphatierung: Zinkphosphatschichtdicke 5-8 μm, Korrosionsbeständigkeit ≥ 500 Stunden
Sprühen: Pulverbeschichtungsdicke 60-80 μm, Aushärtungstemperatur 180°C x 20 Minuten
Verwenden Sie einen C-Querschnitt aus Stahl + Bewehrung, um das Trägheitsmoment um 30% zu erhöhen.
Stützen in Abständen ≤ 1,5 m anbringen und Durchbiegung auf L/200 (L = Spannweite) kontrollieren
Verwendung von hochfestem Stahl Q355B, Streckgrenze ≥ 355 MPa
Standardisierung der Materialstärke (z. B. Verwendung von 1,2 mm und 2,0 mm Stärke im selben Produkt)
Modulare Bauweise zur Verringerung der Variation der Teilenummern durch 30%
Umstellung der Massenproduktion auf das Folgeverbundstanzverfahren, wodurch die Bearbeitungszeit für ein einzelnes Stück auf 15 Sekunden reduziert wird
