5 coisas que os designers de produtos devem saber sobre a prototipagem de chapas metálicas

A indústria de fabricação de chapas metálicas é uma das maiores indústrias do mundo. De fato, seu tamanho de mercado global foi avaliado em US$ 265 bilhões em 2018 e projetado para ter um CAGR de 5% de 2019 a 2025.

Como designer de produtos, especialmente de produtos de consumo, há uma boa chance de você saber o quão valiosa é a fabricação de protótipos de chapas metálicas no desenvolvimento de produtos. No entanto, você pode não ter certeza sobre como as chapas metálicas são fabricadas ou as melhores práticas de projeto para estruturas de chapas metálicas.

Este artigo cobre tudo isso e muito mais. Ele apresentará cinco coisas que você deve saber sobre prototipagem de chapas metálicas antes de fazer negócios com uma oficina de fabricação de terceiros.

As chapas metálicas nº 1 devem atender a um requisito de espessura

Como muitos outros designers de produtos, você descreve as chapas metálicas como metais que existem em peças planas?

Você não está totalmente errado, mas há mais na definição do que “peças planas”. As chapas metálicas normalmente têm sua espessura variando entre 0,006 polegadas e 0,25 polegadas. Você pode descrever metais com mais de 0,25 polegadas como “placas de metal” e aqueles mais finos que 0,006 polegadas como “folhas” ou “folhas de metais”.

#2 Existem muitos processos diferentes de fabricação de chapas metálicas

Na fabricação de chapas metálicas, o metalúrgico geralmente começa com peças planas de metais e as transforma em estruturas (ou produtos) usando diferentes processos de fabricação, como:

• Corte
• Deformação
• Montagem

O processo de corte

Como o nome sugere, o processo de corte envolve a manipulação da chapa de metal criando cortes usando peças especiais de máquinas, incluindo cortadores a laser CNC, cortadores a jato de água e cortadores de plasma. (Post relacionado:Aqui estão 5 tipos de máquinas CNC que você deve conhecer)

O Processo de Deformação

A deformação da chapa metálica descreve o processo de alteração da forma da chapa metálica por dobra, alongamento e desenho. O processo envolve o uso de ferramentas especializadas, como dobradeiras e prensas de estampagem de metal.

Uma prensa dobradeira permite dobrar chapas metálicas em diferentes ângulos e formas. Em contraste, a prensa de estampagem de metal (com punção e matriz) permite que você execute tarefas específicas como relevo, bainha e desenho.

Montagem

A montagem descreve o processo de unir diferentes peças de chapa metálica usando fixadores ou por meio de soldagem. O processo de soldagem é o mais comum dos dois, e você tem uma ampla gama de técnicas de soldagem para escolher, incluindo soldagem a arco, soldagem por feixe de elétrons, entre outras.

Então, digamos que você queira fabricar e montar dois suportes de ângulo reto. Primeiro, você terá que criar cortes e recursos críticos (como furos) nas peças de chapa plana usando um cortador a laser, cortador a jato de água ou cortador de plasma.

Em seguida, coloque essas chapas de metal entre o punção e a matriz da dobradeira e dobre até atingir 90°. Finalmente, solde (ou prenda) essas peças para formar o protótipo de fabricação de metal personalizado desejado.

A fabricação de protótipos de chapas metálicas nº 3 traz muitas vantagens

Uma das maiores razões pelas quais a prototipagem de chapas metálicas ajuda as empresas é a adivinhação que ela elimina na fabricação. Esses protótipos atuam como amostras físicas (ou modelos de maquete) de seus conceitos de projeto, permitindo que você teste o desempenho de seu projeto e detecte falhas muito antes do início da fabricação.

Você pode ver o custo inicial da fabricação de protótipos de chapas metálicas como uma desvantagem. Mas você pode estar perdendo a imagem maior. Imagine quanto mais você teria que gastar se, digamos, você se dedicasse à fabricação e acabasse com um lote inteiro de unidades com erros.

#4 Materiais de engenharia para fabricação de protótipos de chapas metálicas

Praticamente todos os materiais de engenharia comuns são usados ​​na forma de folhas. Alguns dos metais incluem alumínio, aço inoxidável, cobre e magnésio, entre outros. A escolha certa normalmente depende das propriedades de uso final que você espera obter e dos requisitos do seu produto.

Você deve optar pelo alumínio se o seu produto exigir um metal leve com alta resistência, resistência térmica e à corrosão. O aço inoxidável e o cobre são ideais se você procura uma mistura de resistência, usinabilidade e bons acabamentos de superfície.

As chapas de magnésio também oferecem alta resistência e durabilidade e são leves (aproximadamente dois terços da densidade do alumínio). No entanto, eles são altamente inflamáveis ​​e representam um risco significativo para você durante (e após) a fabricação. Você deve evitar chapas de magnésio, a menos que seja absolutamente necessário. (Post relacionado:Magnésio de usinagem CNC:Quais são as preocupações de segurança?)

5 melhores práticas de design para protótipos de chapas metálicas

As práticas de projeto a seguir ajudarão você a reduzir os custos de fabricação e os prazos de entrega ao fabricar protótipos de chapas metálicas.

1. Projete furos com um diâmetro pelo menos igual à espessura da chapa metálica, pois elimina a chance de uma ferramenta quebrar ou ser danificada.
2. Atribua tolerâncias de chave apenas a recursos essenciais para a funcionalidade do seu protótipo.
3. Projete as dobras para ter um raio maior (ou igual) à espessura da chapa metálica, pois isso manterá seu projeto simples e muito mais fácil de fabricar.
4. Mantenha todos os recursos pelo menos quatro vezes a espessura do material longe das linhas de dobra, pois recursos mais próximos criam dificuldades durante a fabricação.
5. Terceirize o processo de fabricação para uma fábrica de primeira linha com um histórico de serviços de alta qualidade.

A Gensun Precision Machining fornece serviços de prototipagem rápida de chapas metálicas de alta qualidade para uma ampla variedade de indústrias há quase duas décadas. Nossas oficinas de fabricação podem ajudá-lo a criar protótipos de chapas metálicas econômicos por meio de uma variedade de processos, incluindo corte a laser, estampagem de protótipos, dobra e soldagem.

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