手板是為在早期階段驗(yàn)證新設(shè)計(jì)、概念或流程而制作的物理模型或樣品。它廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天、醫(yī)療設(shè)備、電子和建筑等眾多行業(yè)。

什么是金屬手板？

金屬手板是一種用作新產(chǎn)品的樣品或模型的物體。手板允許制造商和設(shè)計(jì)師將一個(gè)想法或概念轉(zhuǎn)化為一個(gè)實(shí)物。然后該物品可以作為產(chǎn)品開發(fā)過程的一部分，用于測試、演示或進(jìn)一步的工作。

金屬手板可以用各種方法制作，包括3D打印、數(shù)控加工、鑄造、鈑金制造等。雖然這些手板可以由許多不同的材料制成，鋁、碳鋼、不銹鋼、銅等是最廣泛使用的材料。

為什么選擇制作金屬手板？

在決定制作快速手板后，另一個(gè)問題會(huì)突然出現(xiàn)：我應(yīng)該制作金屬手板還是塑料手板？與塑料相比，金屬快速手板制作顯示出一些競爭優(yōu)勢。要了解優(yōu)勢，讓我們看看以下內(nèi)容：

1. 優(yōu)秀的實(shí)力

不銹鋼、鋁、鈦和鎂合金都有一些突出的特性，其中之一就是它們的強(qiáng)度和耐久性。

如果設(shè)計(jì)的部件要暴露在極端條件下，如酷熱、大風(fēng)和必須承受重物，這是一個(gè)完美的解決方案，因?yàn)榇蠖鄶?shù)塑料部件都沒有那么堅(jiān)固和耐用。

2. 難以置信的成本效益

直觀地說，我們可能認(rèn)為塑料比金屬更便宜，在某種程度上這是正確的。然而，塑料部件更容易磨損，應(yīng)該更早更換。

使用金屬而不是塑料制作的部件更具成本效益的另一個(gè)原因是其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)。因此，在某些情況下，金屬手板比塑料更有潛力和競爭力。

3. 金屬表面

如果您正在尋找光滑和明亮的表面光潔度，那金屬材料絕對是您的最佳選擇。此外，金屬手板可以進(jìn)行陽極氧化以實(shí)現(xiàn)耐腐蝕飾面，而塑料手板只能涂漆。

4. 多樣化的應(yīng)用

金屬材料本身允許更多的設(shè)計(jì)自由，可用于各種領(lǐng)域。在手板和生產(chǎn)階段，無論從功能上還是從審美上，金屬都是首選。

制作金屬手板的 4 種方法

制作金屬手板有不同的方法，不同的方法顯示出不同的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，就像每枚硬幣都有兩個(gè)面一樣。在金屬快速成型中，這些技術(shù)包括CNC加工、金屬3D打印、鈑金制造、金屬鑄造方法等工藝?，F(xiàn)在讓我們來看看每一種加工工藝。

1. CNC加工金屬手板

CNC加工是指利用預(yù)編程軟件的常用技術(shù)來控制生產(chǎn)設(shè)備的整個(gè)運(yùn)動(dòng)的計(jì)算機(jī)化制造過程。

適用于CNC金屬加工的材料包括鋁合金、銅、鋼（尤其是不銹鋼）、鈦合金、鋅合金和鎂合金。雖然它是一種流行的制造方法，但一些人仍然不知道它的優(yōu)缺點(diǎn)。

一些 CNC 機(jī)器只在 X 和 Y 平面上工作，而另一些在三個(gè)維度（X、Y、Z 平面）上工作。通常，您可以在具有最佳解決方案的CNC 加工車間中看到 3、4、3+2 和 5 軸機(jī)床。

主要優(yōu)點(diǎn)：

無最小起訂量– 由于 CNC 加工不需要模具，因此沒有最小起訂量。因此，10件和30件的單價(jià)非常接近。如果您希望小批量生產(chǎn)金屬部件，CNC 加工將是您的完美選擇。

更多材料選擇——如上所述，有多種金屬塊可供選擇。然而，鋁、鋼和銅是最常用的，因?yàn)樗鼈兙哂谐錾臋C(jī)械和熱特性。

高精度——醫(yī)療、航空航天和機(jī)器人行業(yè)通常涉及高科技，并且這些領(lǐng)域使用的組件必須是高精度的。數(shù)控加工的特點(diǎn)就是可以加工復(fù)雜形狀的零件，且表面粗糙度和精度較高。

缺點(diǎn)：

更高的單位成本——雖然可以在數(shù)控機(jī)床上制造高精度，但對于復(fù)雜的項(xiàng)目來說可能很耗時(shí)。與鑄造或3D打印不同，當(dāng)數(shù)量龐大時(shí)成本很高。在這種情況下，如果對表面和精度沒有要求，不建議使用CNC加工。

材料浪費(fèi)——這是一種用于規(guī)模生產(chǎn)的減材制造方法，這意味著將從金屬塊中去除一些材料，因此材料浪費(fèi)是不可避免的。

2. 3D 打印金屬手板

金屬3D打印，也被稱為增材制造，是一種通過使用數(shù)字模型文件打印金屬粉末或塑料粉末等粘合材料層來構(gòu)建物理對象的技術(shù)。

3D打印作為制造業(yè)新星冉冉升起，作為附加或替代技術(shù)，近年來發(fā)展迅速。它通常適用于生命周期短的輕量級和復(fù)雜的一次性部件。

主要優(yōu)點(diǎn)：

設(shè)計(jì)自由度——底切和內(nèi)部結(jié)構(gòu)很難進(jìn)行 CNC 加工，因此 3D 打印是制作非常復(fù)雜特征的唯一方法。它允許設(shè)計(jì)師和工程師在沒有設(shè)計(jì)限制的情況下創(chuàng)建物理手板。

快速周轉(zhuǎn)時(shí)間——除了允許設(shè)計(jì)自由之外，3D 打印還有另一個(gè)好處：在短時(shí)間內(nèi)制造金屬手板。適用于生產(chǎn)時(shí)間要求短的情況，尤其是設(shè)計(jì)項(xiàng)目。

缺點(diǎn)：

粗糙的表面光潔度——與 CNC 加工零件相比，3D 打印金屬手板的強(qiáng)度較低，表面光潔度更粗糙。您可以感覺到粗糙的觸感并看到凹凸不平的表面。

成本效益低——盡管您可以看到如今 3D 打印的塑料產(chǎn)品相當(dāng)頻繁，但 3D 打印金屬并不常見，因?yàn)橛糜诖蛴〉慕饘俜勰﹥r(jià)格昂貴。這與利潤是最重要的商業(yè)模式背道而馳。

3. 金屬鑄造手板

它是一種形成剛性金屬鑄件的工藝。將熔融金屬倒入模具中，當(dāng)金屬和模具冷卻時(shí)，金屬部分將從模具中取出并進(jìn)入下一輪。

這個(gè)過程已經(jīng)使用了幾千年，而且還在不斷發(fā)展。熔模鑄造是一種廉價(jià)的制造大批量復(fù)雜形狀和設(shè)計(jì)的方法。

隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在人們可以3D打印或數(shù)控加工模具，這使得制作手板的成本更低，速度更快。

主要優(yōu)點(diǎn)：

生產(chǎn)質(zhì)量——有時(shí)我們的客戶可能會(huì)向我們提出制作金屬手板，但在進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)他們會(huì)要求金屬鑄件。因此，如果最終產(chǎn)品將采用鑄造的方式，手板就能提供生產(chǎn)質(zhì)量。你會(huì)得到實(shí)用且堅(jiān)固的產(chǎn)品，這使得它物有所值。

尺寸和重量——如果您想建造一個(gè) 20 英尺的金屬手板，鑄造將是您唯一的選擇。它太大了，所以不太可能通過 CNC 或 3D 打印來制作。鑄造對尺寸和重量沒有什么要求。

缺點(diǎn)：

昂貴的模具成本——雖然模具可以保留以備將來使用，但對于小批量金屬手板項(xiàng)目來說，模具的成本太高了。它更適合于大規(guī)模生產(chǎn)的技術(shù)。

粗糙的表面光潔度——金屬鑄件手板具有相對粗糙的表面光潔度，因此應(yīng)考慮更大的公差。這不適用于需要嚴(yán)格公差的裝配手板。

4. 鈑金手板

鈑金制造是制作手板的另一種方法。在鈑金手板制作過程中，將標(biāo)準(zhǔn)厚度（通常很?。┑拟k金件放置在桌面上，激光切割機(jī)在程序的幫助下進(jìn)行圖案制作。

接下來，將根據(jù)幾何要求進(jìn)行不同的成型工藝，包括旋壓、彎曲、沖壓和焊接。鈑金手板適用于外殼、外殼和結(jié)構(gòu)框架。

主要優(yōu)點(diǎn)：

具有成本效益——由于其快速的周轉(zhuǎn)時(shí)間，鈑金手板是一種提供優(yōu)質(zhì)零件的金屬加工方法。

可更換——鈑金的最大優(yōu)點(diǎn)之一是可以更換。當(dāng)使用多個(gè)組件進(jìn)行組裝時(shí)，可以將單個(gè)零件或多個(gè)零件卸下并用新零件替換。這將節(jié)省成本，尤其是需要進(jìn)行的新更改或調(diào)整。

生產(chǎn)質(zhì)量——由于手板制作是設(shè)計(jì)和最終產(chǎn)品之間的一個(gè)步驟，因此生產(chǎn)質(zhì)量對于測試產(chǎn)品很重要，而鈑金手板通常是最終產(chǎn)品的質(zhì)量。

缺點(diǎn)：

有限的設(shè)計(jì)自由度——與 CNC 或 3D 打印不同，鈑金手板制作并沒有太多的設(shè)計(jì)自由度。

更高的尺寸公差- 與其他金屬加工方法相比，鈑金手板無法達(dá)到嚴(yán)格的尺寸公差。

簡而言之，如果你需要快速的周轉(zhuǎn)時(shí)間和低成本，3D打印是最好的選擇。然而，如果你需要高度的準(zhǔn)確性或復(fù)雜的幾何形狀，數(shù)控加工是一個(gè)更好的選擇。金屬鑄造和鈑金手板制作是大規(guī)模生產(chǎn)不錯(cuò)的選擇。無論你選擇哪種方法，確保與合格的手板制造商合作以獲得最佳效果。

金屬快速成型的 6 個(gè)關(guān)鍵考慮因素

1. 材料特性：使用金屬進(jìn)行手板制作時(shí)，重要的是要考慮材料的機(jī)械和物理特性。不同的金屬具有不同的強(qiáng)度和密度。

金屬快速成型材料可以通過使用CNC機(jī)器、直接金屬激光燒結(jié)、激光切割或打印零件來完美制作。

2. 可加工性：金屬的可加工性是指其使用機(jī)床進(jìn)行切割或成型的能力。有些金屬比其他金屬更易于加工，這意味著它們可以更容易地成型為所需的形狀。

3. 工具：為了生產(chǎn)金屬手板，您需要使用特殊工具。這種工具可能很昂貴，而且可能不是現(xiàn)成的。在選擇用于手板制作的金屬之前，重要的是要考慮工具的成本和可用性。

4. 表面光潔度：金屬零件的表面光潔度在手板制作時(shí)一個(gè)重要的考慮因素。一些金屬的表面光潔度比其他金屬更粗糙，這會(huì)影響手板的外觀和功能。

5. 成本：手板的形狀和減法或加法工藝性質(zhì)決定了它的交貨時(shí)間，復(fù)雜的設(shè)計(jì)需要更多時(shí)間。使用金屬制作手板的成本可能很高，尤其是在需要特殊工具的情況下。在選擇用于快速手板制作的金屬之前，考慮材料和制造成本非常重要。

6. 數(shù)量和預(yù)算：批量生產(chǎn)的數(shù)量可以根據(jù)您的預(yù)算和上述合適的方法進(jìn)行調(diào)整。

結(jié)論

總之，金屬手板是產(chǎn)品開發(fā)過程中的重要一步。它們允許您在開始制造之前測試您的設(shè)計(jì)并進(jìn)行任何必要的更改。

此外，他們可以通過及早發(fā)現(xiàn)潛在問題來幫助您節(jié)省金錢和時(shí)間。通過了解金屬手板的好處，您可以確保您的產(chǎn)品開發(fā)過程盡可能高效。

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