“产品设计,实际上是将原料的初始形态
通过某些加工工艺改变为更有价值的形态的过程。
对于产品设计来说,
产品使用者直接所见、所触及的唯有材料,
因此材料是产品功能与形态的物质载体。
产品设计通过材料得以实现,
而材料通过产品设计提高了其自身价值。
材料以其自身的特性影响着产品设计,
材料通过自身的物理、化学、力学、光学等性能,
保证了产品功能与形态的可实现性。"
——《产品设计材料与工艺》作者:李津, 编著
产品设计和材料、工艺密不可分,
现在分为四个部分给大家简单介绍15种加工工艺。
CONTENTS
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目录 | CONTENTS
Part.01
注塑、吹塑、挤塑、滚塑、嵌件注塑
Part.02
型材挤型、压铸、冲压、
CNC、粉末冶金
Part.03
打磨抛光、喷砂、
阳极氧化、电镀
Part.04
失蜡法
Part.01
Part.01
注塑 | 吹塑 | 挤塑 | 滚塑 | 嵌件注塑
挤塑
挤出成型,指物料通过挤出机料筒和螺杆间的作用,
边受热塑化 ,边被螺杆向前推送,
连续通过机头而制成各种截面制品或
半制品的一种加工方法。
应用:挤塑管材、建筑用挤塑板
挤塑管材
建筑用挤塑板
吹塑
主要细分为两种方式:挤出吹塑、注射吹塑
挤出吹塑:
由挤出机将树脂软化,挤出管状型胚,置于吹塑模具当中,经过压缩空气的吹胀,再经过冷却得到一个与模具相同的中空制品。
应用:大型中空制品,比如工业容器用的桶、水箱等。
注射吹塑:
由注塑机,将融入物料注入模具内,得到管状型胚,开模后将型胚放于芯模,趁热合模,并通入压缩空气,使型胚吹胀,通过模具内腔得到与模具相同的中空制品。
应用:适用于生产较小的,大批量的产品,比如矿泉水瓶等
挤出吹塑
注射吹塑
注射吹塑
注射吹塑
挤出吹塑
注塑
产品通常使用橡胶注塑和塑料注塑。
具有韧性较低流动性品级和
具有可加工性的较高流动性品级。
特性:有韧性、耐用、高抗环境应力开裂
应用:日用品和食品薄壁包装罐
注塑模具
塑料注塑
橡胶双料注塑
滚塑
采用这种加工法的材料一般被粉碎成粉末料,
使其在热循环中熔融并流动。
特性:形成其卓越的抗环境应力开裂性、韧性,
耐磨性和耐气候性。
应用:大型容器,各种化学品储罐、农用储物箱。
滚塑机器
大型滚塑制品
嵌件成型
是在模具打开的状态下
将嵌件(金属零件等嵌入部件)安装在型腔中,
然后合模进行注塑成型的成型方法。
应用:主要用于注塑成型带有黄铜螺钉和轴的外壳,
以及带有金属端子和触点的嵌件成型电子零部件等。
螺丝刀嵌件金属
Part.02
Part.02
型材挤型 | 压铸 | 冲压
| CNC | 粉末冶金
型材挤出
型材是指金属经过塑性加工成形、
具有一定断面形状和尺寸的实心直条。
型材的品种规格繁多,用途广泛,
在轧制生产中占有非常重要的地位。
按使用部门分类有:
铁路用型材(钢轨、鱼尾板、道岔用轨、车轮、轮箍)
汽车用型材(轮辋、轮胎挡圈和锁圈)
造船用型材(L型钢、球扁钢、Z字钢、船用窗框钢)
结构和建筑用型材(H型钢、工字钢、槽钢、门框用材等)
矿山用钢(U型钢、槽帮钢、矿用工字钢、刮板钢等)
机械制造用异型材等
铝型材
压铸
压铸适用材料:
铸铁,铸铜,铝合金,锌合金,镁合金
原理:
利用高压将液态金属压入模具内,
经过结晶、冷却后获得制品的方法。
压铸工作流程
压铸机器
压铸件
冲压
适用范围:
薄壁金属板材(钣金)成型。
原理:
利用冲床或油压机的压力,
配合模具将板料进行剪切、变形、
折弯等工艺来获得制品的方法。
冲压模具的种类丰富,根据冲压的工艺特点分为剪切模、折弯模、成型模、铆合模等等。一个冲压制品可能是由多副模具完成加工的,每副模具完成一个或几个独立的特征加工,每副需要一台冲压机床,这种模具教科书里叫级进模;可以将所有工序集中在一套模具内完成,这种模具叫连续模。连续模需要更大吨位的机台,模具造价也高,但是生产效率高。
罐头薄壁铁片冲压
冲压件
CNC
是多轴数控加工的简称,配合不同的刀具,
几乎可以加工任何形状。
原理:工具工件形状将道路编写成程序,
有程序控制机床主轴刀具对工件进行切削加工。
特性:加工范围广,精度高,但加工昂贵
工作流程
不同刀头
零件产品
粉末冶金
金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料,
经过成形和烧结,制造制品的工艺技术。
与金属铸造/压铸相比,粉末冶金更适合于难熔金属
和小尺寸精密结构件。但是成形过程中,
粉末流动性不如液态金属,
因此结构形状有一定限制,制品强度也低于铸件。
粉末冶金压模成本高,一般只适用于大批生产。
应用:手机卡托、金属表带、医用手术钳、Lightning插头
粉末冶金工作流程
粉末冶金烧结炉
手机卡托
粉末冶金零件制品
Part.03
Part.03
打磨抛光 | 喷砂 | 阳极氧化 | 电镀
打磨抛光
利用砂轮或布轮在制品表面打磨,
去除制品表面的原始加工痕迹或表面缺陷的加工方法。
通常压铸制品和挤型制品在做表面处理前
需要做打磨和抛光处理。
打磨机
砂纸
传统人工打磨
工业机器人打磨
金属戒指手工打磨抛光
喷砂
喷砂机是采用压缩空气为动力,
以形成高速喷射束将喷料高速
喷射到被需处理工件表面,
使工件表面的外表面的机械性能
发生变化的一种机器。
产品表面粗糙度,
由砂料目数和喷砂时间决定。
喷砂工艺品
阳极氧化
铝及其合金。
在电解液(通常为硫酸液)和特定的工艺条件下,将铝制品作为阳极,在外加电流的作用下
在铝制品上形成一层氧化膜的工艺。
工作流程(图源见水印)
阳极氧化色板(图源见水印)
电镀
对象:铁、锌、铜等及其合金。
原理:利用点解原理在某些金属上
镀上一层其他金属或合金的过程。
工件作为阴极放入电镀槽中,
电镀槽中的金属离子在电场的作用下
经电极反应还原成金属原子
在阴极工件上沉积形成电镀层。
着色:由电镀液的PH值和金属离子共同作用决定。
电镀设备
电镀色板
工作流程
厨卫水龙头、花洒
劳斯莱斯小金人
Part.04
Part.04
失蜡法
失蜡法是一种青铜等金属器物的精密铸造方法。
用蜂蜡做成铸件的模型,
再用别的耐火材料填充泥芯和敷成外范。
加热烘烤后,蜡模全部熔化流失,
使整个铸件模型变成空壳。
再往内浇灌熔液,便铸成器物。
失蜡法也称“熔模法”。
劳斯莱斯小金人也是通过这个方法制造的。
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