5 cosas que los diseñadores de productos deben saber sobre la creación de prototipos de chapa

La industria de fabricación de chapa es una de las industrias más grandes del mundo. De hecho, su tamaño de mercado global se valoró en USD 265 000 millones en 2018 y se prevé que tenga una CAGR del 5 % entre 2019 y 2025.

Como diseñador de productos, especialmente de productos de consumo, es muy probable que sepa lo valiosa que es la fabricación de prototipos de chapa metálica en el desarrollo de productos. Sin embargo, es posible que no esté seguro de cómo se fabrican las láminas de metal o de las mejores prácticas de diseño para las estructuras de láminas de metal.

Este artículo cubre todos estos y muchos más. Presentará cinco cosas que debe saber sobre la creación de prototipos de chapa antes de hacer negocios con un taller de fabricación de terceros.

Las láminas metálicas n.º 1 deben satisfacer un requisito de espesor

Al igual que muchos otros diseñadores de productos, ¿ha estado describiendo las láminas de metal como metales que existen en piezas planas?

No está del todo equivocado, pero hay más en la definición que "piezas planas". Las láminas de metal suelen tener un espesor que oscila entre 0,006 pulgadas y 0,25 pulgadas. Podría describir los metales con un grosor superior a 0,25 pulgadas como "placas de metal" y los que tienen un grosor inferior a 0,006 pulgadas como "láminas" o "hojas de metal".

#2 Existen muchos procesos diferentes de fabricación de láminas de metal

En la fabricación de chapa, el trabajador de chapa suele empezar con piezas planas de metal y las transforma en estructuras (o productos) utilizando diferentes procesos de fabricación, como:

• Corte
• Deformación
• Montaje

El proceso de corte

Como sugiere el nombre, el proceso de corte implica la manipulación de la chapa mediante la creación de cortes con piezas especiales de maquinaria, incluidas cortadoras láser CNC, cortadoras por chorro de agua y cortadoras de plasma. (Publicación relacionada:Aquí hay 5 tipos de máquinas CNC que debe conocer absolutamente)

El proceso de deformación

La deformación de chapa metálica describe el proceso de cambiar la forma de la chapa mediante doblado, estiramiento y estirado. El proceso implica el uso de herramientas especializadas como prensas plegadoras y prensas de estampado de metal.

Una prensa plegadora le permite doblar láminas de metal en diferentes ángulos y formas. Por el contrario, la prensa de estampado de metal (que cuenta con un punzón y un troquel) le permite realizar tareas específicas como estampado, dobladillo y dibujo.

Montaje

El ensamblaje describe el proceso de unir diferentes piezas de chapa mediante sujetadores o mediante soldadura. El proceso de soldadura es el más común de los dos y tiene una amplia gama de técnicas de soldadura para elegir, incluida la soldadura por arco, la soldadura por haz de electrones, entre otras.

Así que supongamos que está buscando fabricar y ensamblar dos soportes de ángulo recto. En primer lugar, deberá crear cortes y características críticas (como orificios) en las piezas planas de chapa con un cortador láser, un cortador por chorro de agua o un cortador por plasma.

A continuación, coloque estas láminas de metal entre el punzón y la matriz de la prensa plegadora y dóblelas hasta lograr 90°. Finalmente, suelde (o sujete) estas piezas para formar el prototipo de fabricación de metal personalizado deseado.

La fabricación de prototipos de chapa metálica n.º 3 tiene muchas ventajas

Una de las principales razones por las que la creación de prototipos de chapa ayuda a las empresas es que elimina las conjeturas en la fabricación. Estos prototipos actúan como muestras físicas (o maquetas) de sus conceptos de diseño, lo que le permite probar el rendimiento de su diseño y detectar fallas mucho antes de que comience la fabricación.

Es posible que vea el costo inicial de la fabricación de prototipos de chapa metálica como una desventaja. Pero es posible que te estés perdiendo el panorama general. Imagínese cuánto más tendría que gastar si, por ejemplo, se dedica a la fabricación y termina con un lote completo de unidades con errores.

#4 Materiales de ingeniería para la fabricación de prototipos de chapa

Prácticamente todos los materiales de ingeniería comunes se utilizan en forma de láminas. Algunos de los metales incluyen aluminio, acero inoxidable, cobre y magnesio, entre otros. La elección correcta generalmente depende de las propiedades de uso final que espera obtener y los requisitos de su producto.

Debe optar por el aluminio si su producto requiere un metal liviano con alta resistencia, resistencia térmica y a la corrosión. El acero inoxidable y el cobre son ideales si busca una combinación de resistencia, maquinabilidad y buenos acabados superficiales.

Las láminas de magnesio también ofrecen alta resistencia y durabilidad, y son livianas (aproximadamente dos tercios de la densidad del aluminio). Sin embargo, son altamente inflamables y representan un riesgo significativo para usted durante (y después) de la fabricación. Debe mantenerse alejado de las láminas de magnesio a menos que sea absolutamente necesario. (Publicación relacionada:Mecanizado CNC de magnesio:¿Cuáles son los problemas de seguridad?)

N.º 5 mejores prácticas de diseño para prototipos de chapa metálica

Las siguientes prácticas de diseño lo ayudarán a reducir los costos de fabricación y acortar los plazos de entrega al fabricar prototipos de chapa metálica.

1. Diseñe orificios con un diámetro al menos igual al espesor de la lámina de metal, ya que elimina la posibilidad de que una herramienta se rompa o se dañe.
2. Asigne tolerancias clave solo a las características críticas para la funcionalidad de su prototipo.
3. Diseñe las curvas para que tengan un radio mayor (o igual) que el espesor de la lámina de metal, ya que esto mantendrá su diseño simple y mucho más fácil de fabricar.
4. Mantenga todas las características al menos cuatro veces el grosor del material lejos de las líneas de doblez, ya que las características más cercanas crean dificultades durante la fabricación.
5. Subcontrate el proceso de fabricación a un taller de fabricación de primer nivel con un historial de servicios de alta calidad.

Gensun Precision Machining ha proporcionado servicios de creación rápida de prototipos de chapa metálica de alta calidad a una amplia variedad de industrias durante casi dos décadas. Nuestros talleres de fabricación pueden ayudarlo a crear prototipos de láminas de metal rentables a través de una variedad de procesos, que incluyen corte por láser, estampado de prototipos, doblado y soldadura.

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