Sumažinkite aliuminio profilinio presavimo išlaidas su 5 būtinais DFM patarimais

TRUMPAI

Norint efektyviai sumažinti aliuminio presavimo išlaidas, jau nuo pat pradžių taikykite gamybos patogumo projektavimo (DFM) principus. Svarbiausi strategijos apima detalės skersinio pjūvio supaprastinimą, sienelių vientisumą storį ir tinkamiausios aliuminio lydinio parinkimą konkrečiai panaudojimo sričiai. Standartinių tarpinių dydžių nustatymas ir sudėtingų, nefunkcinių elementų mažinimas dar labiau sumažins tiek įrankių gamybos, tiek gamybos išlaidas, leisdama pasiekti reikšmingų sutaupymų.

Pagrindas: pagrindiniai DFM principai ekonomiškam presavimui

Gamintojui pritaikytas projektavimas (DFM) yra proaktyvus inžinerijos požiūris, kurio tikslas – projektuoti produktus taip, kad būtų optimizuojami visi gamybos proceso aspektai. Taikant jį aliuminio presavimui, DFM užtikrina ryšį tarp projekto idėjos ir gamybos fizinės realybės. Pagrindinis tikslas – pašalinti galimas problemas, sumažinti sudėtingumą ir mažinti išlaidas dar prieš pradedant spausti metalą per formą. Atsižvelgiant į gamybos procesą jau projektavimo etape, galima išvengti brangių pataisų, sumažinti medžiagų švaistymą ir sutrumpinti pristatymo laiką.

Pagrindinis DFM principas presavimui – siekti paprastumo ir simetrijos. Sudėtingi, nesimetriški profiliai gali sukelti nevienodą medžiagos tekėjimą ir aušimą, dėl ko atsiranda iškrypimai, sukimasis ir matmenų netikslumai. Simetriški dizainai, priešingai, skatina subalansuotą slėgį ir nuoseklų tekėjimą, dėl ko procesas tampa stabilingesnis, o galutinis produktas – aukštesnės kokybės. Kaip paaiškinta vadove iš Jiga , supaprastinant skerspjūvį, ne tik sumažinamas presformos sudėtingumas ir kaina, bet taip pat padidinama viso gamybos ciklo veikimo patikimumas.

Kitas svarbus DFM principas – medžiagos naudojimo ir tekėjimo optimizavimas. Kadangi aliuminis dažnai kainuojamas pagal svorį, bet koks profilio skerspjūvio ploto sumažinimas tiesiogiai reiškia sąnaudų mažėjimą. DFM skatina projektuoti naudojant minimalią medžiagą, būtiną atitikti konstrukcinius reikalavimus. Tai apima ne tik sienelių storio mažinimą, bet ir tokių elementų naudojimą kaip apvalūs kampai vietoj aštrių. Apvalūs kampai palengvina sklandesnį metalo tekėjimą, sumažina įtempimo koncentraciją ir mažina presformos dėvėjimąsi, kas visuma prisideda prie efektyvesnio ir pigesnio gamybos proceso.

Strateginis profilio projektavimas: kaip forma ir sienelių storis lemia kainą

Profilio ekstruzijos geometrija yra svarbiausias veiksnys, turintis įtakos kainai. Visi sprendimai dėl formos, nuo bendros sudėtingumo iki sienelių storio, tiesiogiai veikia įrankių išlaidas, gamybos greitį ir medžiagų sunaudojimą. Pagrindinis tikslas turėtų būti sukurti paprasčiausią, efektyviausią profilį, kuris vis dar atitiktų visas funkcines reikalavimus. Tai reiškia, kad reikia pašalinti visas savybes, kurios neturi esminės paskirties.

Išlaikydami vienos formos sienos storis yra itin svarbu našiai ekstruzijai. Storumo reikšmių skirtumai sukuria neišbalansuotą matricą, dėl kurios aliuminis tekėja skirtingu greičiu per skirtingas profilio dalis. Tai gali sukelti daugybę problemų, įskaitant išlinkimą, sukimosi deformaciją ir negalėjimą išlaikyti siaurų tolerancijų. Siekiant išvengti šių problemų, kurios sulėtina gamybą ir padidina atliekų kiekį, projektuotojai turėtų siekti vienodų sienelių. Kai storio skirtumai neišvengiami, perėjimai turi būti palaipsniui ir sklandūs. Dažnas orientyras – išlaikyti sienelių storį didesnį nei 1 mm, kad būtų išvengta iškraipymo apdirbant ir rankiojant.

Be sienelių storio, bendra formos sudėtingumas taip pat vaidina svarbų vaidmenį. Tokios savybės kaip gilūs, siauri kanalai ar aštrūs vidiniai kampai yra sunkiai ekstruduojami ir gali žymiai padidinti įrankių kainą bei dėvėjimąsi. Štai keletas praktinių patarimų, kaip supaprastinti profilio projektavimą:

• DO visada, kai tik įmanoma, naudokite paprastas, apvalias ertmes vietoj sudėtingų, daugiaviečių formų.
• DO projektuokite su dideliais spinduliais visose vidinėse kampų dalyse, kad pagerintumėte metalo tekėjimą ir sumažintumėte įtampą.
• Nepadaroma nurodykite savybes, kurios reikalauja poformių, nes dažnai būtinos brangios antrinės apdirbimo operacijos.
• Nepadaroma kurkite profilius su aukštu ekstruzijos santykiu (apibrėžiamo apskritimo ploto ir profilio ploto santykis), nes jie yra sudėtingesni ir lėtesni gaminami.

Medžiaga ir įrankiai: išankstiniai pasirinkimai, duodantys naudos vėlesniais etapais

Jūsų priimti sprendimai dėl aliuminio lydinio ir ekstruzijos formos konstrukcijos yra pagrindiniai investicijų elementai, lemiantys didelę bendrų projekto sąnaudų dalį. Šie išankstiniai sprendimai turi didelę įtaką viskam – nuo gamybos greičio iki poreikio papildomoms apdailos operacijoms.

Pirma, tinkamo aliuminio lydinio pasirinkimas yra kompromisas tarp našumo, kainos ir gamybos galimybių. Nors aukštos stiprybės lydinys, toks kaip 7075, gali būti būtinas reiklioms aviacijos aplikacijoms, jis brangesnis ir sudėtingesnis presuoti nei dažniau naudojami lydiniai. Dvi plačiausiai naudojamos custom presavimo profiliams yra 6061 ir 6063. 6061 Aluminiumas žinomas dėl puikesnio stiprumo ir puikiai tinka konstrukcinėms aplikacijoms. Palyginti su juo, 6063 Aliuminis yra šiek tiek minkštesnis, todėl lengviau presuojamas į sudėtingas formas ir užtikrina geresnį paviršiaus apdorojimą, kas idealu detalėms, kurios bus anodizuotos arba naudojamos architektūrinėse aplikacijose. Funkciniams projekto reikalavimams atitinkančio ekonomiškiausio lydinio pasirinkimas yra svarbi DFM strategija.

Antra, pats presavimo štampas yra pagrindinis kaštų veiksnys. Jūsų profilio sudėtingumas tiesiogiai lemia įrankių gamybos kainą. Kaip išsamiai paaiškina ekspertai iš Profilio tikslumo ekstruzijos , paprastas kietasis kalnas gali kainuoti apie 1 250 USD, o sudėtingesnis tuščiaviduris kalnas gali kainuoti 1 950 USD arba daugiau. Tuščiaviduriams profiliams reikia žymiai sudėtingesnio ir patvaresnio dvidalinio kalno, dėl ko padidėja tiek pradinė kaina, tiek paruošimo laikas. Supaprastindami dizainą iš tuščiavidurio į kietą formą, galite pasiekti didelių sutaupymų. Specializuotoms aplikacijoms, ypač tokiuose sektoriuose kaip automobilių pramonė, kur tikslumas yra labai svarbus, labai naudinga bendradarbiauti su patyrusiu tiekėju. Pavyzdžiui, tokios kompanijos kaip Shaoyi Metal Technology teikia visapusiškas paslaugas – nuo prototipų kūrimo iki gamybos – pagal griežtas kokybės sistemas, padedančias priimti šiuos sudėtingus sprendimus.

Galutiniai priedai: tiksliųjų verčių ir paviršių optimizavimas galutinėms sąnaudoms mažinti

Projekto galutiniai detalių aspektai – konkretūs matmenų nuokrypiai ir paviršių apdorojimas – dažnai ignoruojami, tačiau gali žymiai padidinti galutinės detalės kainą. Taikant DFM principus šiems pabaigiamiesiems darbams, yra būtina, kad būtų išvengta nereikalingų išlaidų gamybos ciklo pabaigoje.

Nepagrįstai siaurų nuokrypių nustatymas yra vienas dažniausių būdų, kaip projektai viršija biudžetą. Nors didelis tikslumas yra būtinas kai kurioms savybėms, pvz., sujungiamiesiems paviršiams, taikyti jį visai daliai yra bergždžia. Siauresniems nuokrypiams reikia lėtesnių ekstruzijos greičių, griežtesnių kokybės kontrolės patikrinimų (dažnai naudojant brangią CMM įrangą) ir tai gali sukelti didesnį atmetimo lygį. Visa tai prideda laiko ir pinigų. Praktiškiausias požiūris yra nustatyti standartinius komercinius nuokrypius visiems nekritiniams matmenims ir taikyti siaurus nuokrypius tik tiems elementams, kuriems jie būtini funkcionalumui ar surinkimui.

Panašiai dekoratyvinės savybės ir paviršiaus apdaila turėtų būti vertinamos pagal funkciją, o ne tik pagal estetiką. Kiekvienas sudėtingas detalės elementas, toks kaip graviruota logotipas ar reljefinis raštas, padidina apdirbimo laiką ir sudėtingumą. Remiantis DFM gairėmis, dažnai ekonomiškiau pageidaujamą išvaizdą pasiekti antriniais apdailos procesais. Atsižvelkite į šiuos aspektus:

• Apriboti apdirbamas detales Vietoj sudėtingų frezavimo raštų apsvarstykite ekstruzijos po apdailos būdus, pvz., anodizavimą ar miltelinį dažymą, kad pridėtumėte spalvų ir pagerintumėte išvaizdą.
• Nurodykite apdailą tik tada, kai tai būtina Standartinis frezavimo paviršius yra ekonomiškiausias variantas. Dekoratyvinę apdailą, tokį kaip šveitimas ar poliravimas, nurodykite tik tais atvejais, kai išvaizda yra pirminė funkcionali reikalavimas.
• Projektuokite su apdailos tikslu Jei detalė bus anodizuojama, pasirinkus lydinį, tokią kaip 6063, bus pasiekiamas geresnis ir vientisesnis rezultatas, kas potencialiai sumažins apdailos sąnaudas ir pagerins kokybę.

Brėžinys ekonomiškai ekstruzijai

Aliuminio profilių gamybos kainos mažinimas nereiškia kokybės aukojimo; tai reiškia protingesnius ir informuotesnius sprendimus priėmimą visame projektavimo procese. Taikant projektavimą, orientuotą į gamybą (DFM), jūs pereinate nuo reaktyvaus prie proaktyvaus požiūrio, iš anksto spręsdami problemas, kurios galėtų paveikti jūsų biudžetą ar grafiką. Svarbiausia – projektavimo pradžioje mąstyti kaip gamintojas.

Pagrindiniai išvados aiškios ir praktiškai taikomos. Profilio geometrijoje teikite pirmenybę paprastumui ir simetrijai. Reikalaukite vienodo sienelių storio, kad užtikrintumėte stabilų ir efektyvų ekstruzijos procesą. Pasirinkite pigiausią aliuminio lydinį, atitinkantį visus našumo reikalavimus, ir suprojektuokite detalę taip, kad būtų naudojama paprasčiausia įmanoma įranga. Galiausiai, atsargiai taikykite tikslumą ir paviršiaus apdorojimus, nustatydami juos pagal funkcines būtinybes, o ne savavališkus standartus.

Integruodami šiuos DFM patarimus į savo darbo eigą, galite kurti detalis, kurios ne tik puikiai veikia ir patikimos, bet ir žymiai pigiau gaminamos. Šis strateginis požiūris paverčia projektavimo procesą ne tik kūrimo aktu, bet ir galingu įrankiu sąnaudų kontrolei ir gamybos puikumui.

Dažniausiai užduodami klausimai

1. Koks yra svarbiausias aliuminio presavimo formų sąnaudų veiksnys?

Svarbiausias veiksnys – profilio sudėtingumas. Konkrečiai, didžiausią poveikį turi skirtumas tarp vientiso ir kiauro profilio. Kiauriems profiliams reikia sudėtingesnės, daugiadalinės formos, kuri yra brangesnė gaminti ir turi ilgesnį pristatymo laiką. Kiti veiksniai, tokie kaip labai plonos sienelės, aštrūs kampai ir nesimetriškos savybės, taip pat padidina formos sudėtingumą ir kainą.

2. Kuris aliuminio lydinys yra pigiausias presuoti?

Apibendrinant, minkštesni lydiniai yra lengvesni ir greitesni ekstruduoti, todėl gamybos išlaidos gali būti žemesnės. 6063 aliuminio lydinys dažniausiai laikomas vienu iš labiausiai ekstruduojamų lydinių dėl savo žemesnės stiprios ir puikios formuojamumo. Nors žaliavų kainų skirtumas tarp tokių lydinių kaip 6063 ir stipresnio 6061 gali būti minimalus, 6063 apdorojimo paprastumas gali lemti žemesnes bendras išlaidas, ypač sudėtingiems profiliams.

3. Kaip sienelės storis veikia ekstruzijos kainą?

Sienelės storis veikia kainą dviem pagrindiniais būdais. Pirma, netaisyklingas sienelių storis sukelia nevienodą medžiagos tekėjimą, dėl ko gali sulėtėti ekstruzijos procesas ir atsirasti defektų, tokių kaip iškrypimai, dėl ko padidėja atliekų kiekis. Antra, itin plonos sienelės (paprastai storesnės nei 1 mm) yra trapios, linkusios iškrypti, ir jų sėkmingai gamybai reikia lėtesnių ekstruzijos greičių. Abi situacijos padidina gamybos laiką ir didina galutinės detalės kainą.