Guia Essencial: 5 Insights-Chave para Designers de Produto sobre Prototipagem de Chapas Metálicas

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

Como designer de produto, especialmente de produtos de consumo, há uma chance muito boa de você saber quão valiosa a fabricação de protótipos de chapas metálicas é no desenvolvimento de produto. Ainda, você pode estar inseguro sobre como chapas metálicas são fabricadas ou as melhores práticas de design para estruturas de chapas metálicas.

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

#1 Chapas Metálicas Devem Satisfazer um Requisito de Espessura

Como muitos outros designers de produto, você tem descrito chapas metálicas como metais que existem em peças planas?

Você não está inteiramente errado, mas há mais na definição do que "peças planas". Chapas metálicas tipicamente têm sua espessura variando entre 0,15 mm e 6,35 mm. Você poderia descrever metais mais espessos que 6,35 mm como "chapas grossas" (metal plates) e aqueles mais finos que 0,15 mm como "folhas" (foils) ou "metais folha" (leaf metals).

#2 Existem Muitos Processos Diferentes de Fabricação de Chapas Metálicas

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

• Corte
• Deformação
• Montagem

O Processo de Corte

Como o nome sugere, o processo de corte envolve manipular a chapa metálica criando cortes usando peças especiais de maquinário, incluindo cortadores a laser CNC, cortadores a jato d'água e cortadores a plasma. (Post Relacionado: Aqui Estão 5 Tipos de Máquinas CNC Que Você Deve Absolutamente Conhecer)

O Processo de Deformação

Deformação de chapas metálicas descreve o processo de mudar a forma da chapa metálica por dobra, estiramento e estampagem profunda. O processo envolve usar ferramentas especializadas como prensas dobradeiras e prensas de estampagem de metal.

Uma prensa dobradeira permite que você dobre chapas metálicas em diferentes ângulos e formas. Em contraste, a prensa de estampagem de metal (apresentando um punção e uma matriz) permite que você realize tarefas específicas como repujado, bordado e estampagem profunda.

Montagem

Montagem descreve o processo de unir diferentes peças de chapas metálicas juntas usando fixadores ou via 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 está procurando fabricar e montar dois suportes de ângulo reto. Primeiro, você terá que criar cortes e recursos críticos (como furos) nas peças planas de chapa metálica usando um cortador a laser, cortador a jato d'água ou cortador a plasma.

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

#3 Fabricação de Protótipos de Chapas Metálicas Vem com Muitas Vantagens

Uma das maiores razões pelas quais a prototipagem de chapas metálicas ajuda empresas é a especulação que ela elimina na manufatura. Estes protótipos atuam como amostras físicas (ou modelos de simulação) de seus conceitos de design, permitindo que você teste o desempenho do seu design e detecte falhas muito antes da manufatura começar.

Você pode ver o custo inicial da fabricação de protótipos de chapas metálicas como uma desvantagem. Mas você pode estar perdendo o panorama geral. Imagine quanto mais você teria que gastar se, digamos, você fosse all-in com a manufatura 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 chapas. Alguns dos metais incluem alumínio, aço inoxidável, cobre e magnésio, entre outros. A escolha certa tipicamente depende das propriedades de uso final que você espera obter e dos requisitos do seu produto.

Você deve optar por alumínio se seu produto requer um metal leve com alta resistência, resistência térmica e à corrosão. Aço inoxidável e cobre são ideais se você está procurando uma mistura de resistência, usinabilidade e bons acabamentos superficiais.

Chapas metálicas de magnésio também oferecem alta resistência e durabilidade, e são leves (aproximadamente dois terços da densidade do alumínio). No entanto, são altamente inflamáveis e representam um risco significativo para você durante (e após) a fabricação. Você deve evitar chapas metálicas de magnésio a menos que seja absolutamente necessário. (Post Relacionado: Usinagem CNC de Magnésio: Quais São as Preocupações de Segurança?)

#5 Melhores Práticas de Design para Protótipos de Chapas Metálicas

As seguintes práticas de design ajudarão você a reduzir custos de fabricação e encurtar prazos de entrega ao fabricar protótipos de chapas metálicas.

1. Projete furos com diâmetro pelo menos igual à espessura da chapa metálica, pois isso elimina a chance de uma ferramenta quebrar ou se danificar.
2. Atribua tolerâncias-chave apenas a recursos críticos para a funcionalidade do seu protótipo.
3. Projete dobras para ter um raio maior que (ou igual a) a espessura da chapa metálica, pois isso manterá seu design simples e muito mais fácil de fabricar.
4. Mantenha todos os recursos pelo menos quatro vezes a espessura do material afastados das linhas de dobra, já que recursos mais próximos criam dificuldades durante a fabricação.
5. Terceirize o processo de fabricação para uma oficina de fabricação de alto nível com histórico de serviços de alta qualidade.

A Gensun Precision Machining forneceu serviços de prototipagem rápida de chapas metálicas de alta qualidade para uma ampla variedade de indústrias por quase duas décadas. Nossas oficinas de fabricação podem ajudar você a criar protótipos de chapas metálicas custo-efetivos através de uma variedade de processos, incluindo corte a laser, estampagem de protótipo, dobra e soldagem.

Saiba mais sobre nossos serviços de fabricação de chapas metálicas.