手板是為在早期階段驗證新設(shè)計、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)計師將一個想法或概念轉(zhuǎn)化為一個實物。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，另一個問題會突然出現(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度和耐久性。

如果設(shè)計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，這是一個完美的解決方案，因為大多數(shù)塑料部件都沒有那么堅固和耐用。

2. 難以置信的成本效益

直觀地說，我們可能認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原因是其獨特的結(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，金屬手板可以進行陽極氧化以實現(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)點和缺點，就像每枚硬幣都有兩個面一樣。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)備的整個運動的計算機化制造過程。

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。

一些 CNC 機器只在 X 和 Y 平面上工作，而另一些在三個維度（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 軸機床。

主要優(yōu)點：

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，因為它們具有出色的機械和熱特性。

高精度——醫(yī)療、航空航天和機器人行業(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：

更高的單位成本——雖然可以在數(shù)控機床上制造高精度，但對于復(fù)雜的項目來說可能很耗時。與鑄造或3D打印不同，當(dāng)數(shù)量龐大時成本很高。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——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：

設(shè)計自由度——底切和內(nèi)部結(jié)構(gòu)很難進行 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)計師和工程師在沒有設(shè)計限制的情況下創(chuàng)建物理手板。

快速周轉(zhuǎn)時間——除了允許設(shè)計自由之外，3D 打印還有另一個好處：在短時間內(nèi)制造金屬手板。適用于生產(chǎn)時間要求短的情況，尤其是設(shè)計項目。

缺點：

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，因為用于打印的金屬粉末價格昂貴。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，金屬部分將從模具中取出并進入下一輪。

這個過程已經(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的制造大批量復(fù)雜形狀和設(shè)計的方法。

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：

生產(chǎn)質(zhì)量——有時我們的客戶可能會向我們提出制作金屬手板，但在進行大規(guī)模生產(chǎn)時他們會要求金屬鑄件。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。你會得到實用且堅固的產(chǎn)品，這使得它物有所值。

尺寸和重量——如果您想建造一個 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：

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，將標準厚度（通常很?。┑拟k金件放置在桌面上，激光切割機在程序的幫助下進行圖案制作。

接下來，將根據(jù)幾何要求進行不同的成型工藝，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：

具有成本效益——由于其快速的周轉(zhuǎn)時間，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)點之一是可以更換。當(dāng)使用多個組件進行組裝時，可以將單個零件或多個零件卸下并用新零件替換。這將節(jié)省成本，尤其是需要進行的新更改或調(diào)整。

生產(chǎn)質(zhì)量——由于手板制作是設(shè)計和最終產(chǎn)品之間的一個步驟，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：

有限的設(shè)計自由度——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，鈑金手板無法達到嚴格的尺寸公差。

簡而言之，如果你需要快速的周轉(zhuǎn)時間和低成本，3D打印是最好的選擇。然而，如果你需要高度的準確性或復(fù)雜的幾何形狀，數(shù)控加工是一個更好的選擇。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 個關(guān)鍵考慮因素

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

金屬快速成型材料可以通過使用CNC機器、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床進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一個重要的考慮因素。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)決定了它的交貨時間，復(fù)雜的設(shè)計需要更多時間。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)計并進行任何必要的更改。

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。

韋克快速成型擁有先進的設(shè)備和訓(xùn)練有素的專業(yè)團隊，專注于塑料和金屬快速成型。我們擅處理具有嚴格公差數(shù)控加工項目，從簡單到具有復(fù)雜幾何形狀的機加工零件，都能以高標準交付。

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