Moderne blechverarbeitende Fertigungsindustrie

Blechverarbeitung: moderne blechverarbeitende Fertigungsindustrie

Die Blechbearbeitung ist, wie der Name schon sagt, ein umfassender Kaltumformprozess für Bleche (in der Regel unter 6 Millimeter). Es formt flache Metallbleche durch eine Reihe von Prozessen wie Schneiden, Biegen, Stanzen und Schweißen in verschiedene komplexe dreidimensionale Strukturkomponenten. Von den Innenhalterungen von Smartphones bis zu den Vorhangfassaden von Wolkenkratzern, von den Gehäusen von Haushaltsgeräten bis zu den Präzisionskomponenten von Luft- und Raumfahrzeugen sind Blechteile allgegenwärtig und gehören zu den am weitesten verbreiteten und grundlegendsten Fertigungstechnologien in der modernen Industrie.

 

1, Kernprozessablauf: Der Weg von der Zeichnung bis zum fertigen Produkt

Der typische Ablauf der Blechbearbeitung ist eine Kette ineinandergreifender Technologien:

Design und Engineering (wichtiger Ausgangspunkt):

Zeichnungsumwandlung: Entfalten Sie das 3D-Modell in eine flache 2D-Erweiterung, berechnen Sie den Materialverbrauch und die Biegekompensation genau.

DFM-Analyse (Design for Manufacturability): Hervorragende Ingenieure berücksichtigen Bearbeitungsbeschränkungen wie Mindestbiegeradius, Lochkantenabstand, Werkzeuginterferenz usw. und optimieren das Design, um Kosten zu senken und die Ausbeute zu verbessern.

Schneiden (Kontur geben):

Laserschneiden: Die derzeit gängige Technologie verwendet hoch{0}energetische Laserstrahlen zum berührungslosen-Schneiden mit hoher Präzision und guter Flexibilität, geeignet für komplexe Grafiken und kleine bis mittlere Chargen.

CNC-Stanzmaschine: Verwendung von Formen zum Stanzen und Schneiden, geeignet für Teile mit einer großen Anzahl von Standardlöchern und Lamellen, mit hoher Produktionseffizienz für große Mengen.

Plasmaschneiden: geeignet für dickere Kohlenstoffstahlplatten, mit hoher Geschwindigkeit, aber relativ schlechter Wärmeeinflusszone und Genauigkeit im Vergleich zum Laserschneiden.

Wasserstrahlschneiden: Durch die Verwendung eines Wasserstrahls mit ultrahohem Druck (gemischtes Schleifmittel) zum Schneiden ohne thermische Verformung kann jedes Material geschnitten werden, allerdings mit geringerer Geschwindigkeit.

Formen (Form geben):

Biegen: der Kernprozess. Durch den Einsatz einer CNC-Biegemaschine mit unterschiedlichen Ober- und Unterformen kann das Blech durch präzise Steuerung von Hub und Druck in den gewünschten Winkel gebogen werden. Die Genauigkeit kann ± 0,1 Grad erreichen.

Stanzen/Strecken: Durch den Druck von Formen und Stanzmaschinen wird das Blech plastisch verformt, wodurch konkav-konvexe, erhabene, verstärkende Rippen oder tiefere Schalen (z. B. Edelstahlspülen) entstehen.

Verbindung und Montage (Funktionalität verleihen):

Schweißen: Zu den am häufigsten verwendeten dauerhaften Verbindungsmethoden gehören Argon-Lichtbogenschweißen (WIG/MIG, verwendet für Edelstahl und Aluminium), Widerstandspunktschweißen (verwendet für die Überlappung dünner Bleche) und Laserschweißen (hohe Präzision, geringe Verformung).

Verbindungselement: Die lösbare Verbindung wird durch Nieten, Zugnieten oder Gewindeverbindungen (z. B. Nieten von Muttern und Schrauben) erreicht.

Kleber: Verwendung eines speziellen Metallklebers, geeignet für verschiedene Materialien oder Situationen, in denen Verformungen vermieden werden.

Oberflächenbehandlung (Optik und Schutz):

Vorbehandlung: Entfetten, Entrosten, Phosphatieren, Passivieren, Bereitstellung eines guten Untergrunds für nachfolgende Beschichtungen.

Beschichtung: Pulverbeschichtung (umweltfreundlich, verschleißfest, verschiedene Farben), Elektrophorese (gleichmäßige Beschichtung, gute Korrosionsbeständigkeit), Galvanisierung (verzinkt, verchromt, vernickelt, bietet Korrosionsschutz oder dekorative Effekte).

Konversionsfilm: Eloxieren (wird hauptsächlich für Aluminiummaterialien verwendet, um Härte, Korrosionsbeständigkeit und Färbefähigkeit zu verbessern).
 

2, Materialauswahl: Gleichgewicht zwischen Leistung und Kosten

Die Wahl der richtigen Materialien ist die halbe Miete für ein gelungenes Design:

Kaltgewalztes Stahlblech (SPCC): das am häufigsten verwendete, kostengünstige, stabile, leicht zu verarbeitende Blech, das mit verschiedenen Oberflächenbehandlungen behandelt werden kann.

Verzinktes Blech (SECC/SGCC): verfügt über eine Rostschutzschicht und wird häufig in Chassis und Schränken verwendet, die Schweißteile erfordern jedoch eine besondere Behandlung.

Edelstahl (SUS304/316): korrosionsbeständig, ästhetisch ansprechend, aber mit offensichtlicher Kaltverfestigung, was hohe Anforderungen an Schneidwerkzeuge und -prozesse erfordert.

Aluminium und Aluminiumlegierungen (z. B. 5052-H32, 6061-T6): leicht, gute elektrische und thermische Leitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit, leicht zu biegen, aber relativ weich, hohe Kosten.

Kupfer/Messing: Wird hauptsächlich zum Leiten von Strom, Wärme oder für dekorative Teile verwendet.

3, Trends und Herausforderungen der Branchenentwicklung

Intelligenz und Automatisierung:

„Black Lamp Factory“: Automatisierte Produktionslinien, Be- und Entladen und Schweißen durch Roboter, AGV-Logistik, um eine unterbrechungsfreie Produktion rund um die Uhr zu erreichen.

Software-Integration: Erreichen Sie von CAD/CAM bis zu MES/ERP-Systemen ein vollständiges digitales Prozessmanagement, verbessern Sie die Planungseffizienz und die Rückverfolgbarkeitsfunktionen.

Technologieintegration und Innovation:

Verbundwerkstoffverarbeitung: Laserschneid- und Stanzmaschinen für Verbundwerkstoffe in Kombination mit Biegezentren und Robotern reduzieren die Prozessumstellung und verbessern Genauigkeit und Effizienz.

Kombination aus additiver Fertigung (3D-Druck): Bei extrem komplexen Bauteilen oder Kleinserien werden mittels 3D-Druck Formen hergestellt oder direkt umgeformt und anschließend mit Blechteilen kombiniert.

Grüne Fertigung:

Verwendung umweltfreundlicher Beschichtungen (wasserbasierter Lack, Pulver mit hohem Feststoffgehalt), Optimierung der Probenahmesoftware zur Reduzierung von Materialverschwendung und Recycling von Abfallmaterialien und Schneidflüssigkeiten.

Herausforderungen für die Branche:

Kostendruck: Schwankungen der Rohstoffpreise und steigende Arbeitskosten.

Fachkräftemangel: Erfahrene Bieger, Schweißer und Verfahrenstechniker sind rar.

Fragmentierung der Bestellungen: Kleinserien, mehrere Varianten und schnelle Lieferungen sind zur Norm geworden und stellen höhere Anforderungen an die Produktionsflexibilität.