
1) 数控车铣复合
定义与原理:利用计算机数控设备进行车削与铣削的组合加工,通过主轴旋转与刀具切削实现材料去除,具备多轴(3–5轴)协同运动能力,能在一次夹紧中完成复杂轮廓与离轴特征的加工。常见设备包括多轴车铣中心和瑞士式机床等。
材料与工艺范围:适用于铝、钢、不锈钢、钛等金属,以及塑料、复合材料等。
应用与行业:广泛用于航空航天、汽车、电子、医疗、机器人等领域的高精度零件、小批量到中大批量生产均适用。
优缺点:精度高、重复性好、灵活性强,能实现复杂几何体;但编程与夹具成本较高,单位成本随产量变化。
2) 挤压
定义与原理:将加热的材料通过模具推挤成型,截面在不同方向保持恒定,常见如管材、型材等。
材料与形态:铝合金为主,塑料挤出也广泛应用;型材可为方、圆、六角等多种截面,亦可为空心结构HJC黄金城集团。
工作原理与类型:热挤、冷挤与摩擦挤等三种模式,热挤适合易软化的材料,冷挤能获得更高强度与更小公差。
应用与行业:模具成本低、表面光滑,适合大量生产的连续截面件,如窗框、建筑构件、装饰件、汽车与工业部件等。
优缺点:工艺简单、模具成本低,产能高;但对复杂三维表面和局部细节的实现有限。
3) 金属铸造
定义与原理:将液态金属浇注到模具中冷却成形,随后取出与必要的后处理流程(如清理、机加工等)。
模具与方法:砂型铸造成本低、灵活性强,熔模铸造(失蜡法)更适合复杂几何;铸件常在后续加工中达到高公差结构。
材料与工艺:铝、镁、铜合金、钢等广泛使用。
应用行业:几乎所有对成本敏感且需要大量产量的机械设备,洗衣机、汽车、管路等领域广泛使用铸件。
优缺点:适合大批量生产、成本通常低于高精度的 CNC 加工;但易存在气孔、缩孔等缺陷需要控制。
4) 压铸
定义与原理:用钢模对低熔点金属(如铝、锌、镁等)进行高压力注射成形,获得高表面质量和高产量的复杂零件。
材料与工艺:热室与冷室两种压铸形式,常用材料为铝合金、锌合金、镁合金等。
应用与行业:高产量、对表面质量与尺寸公差要求较高的部件,广泛用于汽车、家电、电子及机械部件中。
优缺点:单位成本低、生产速度快、表面光洁;但模具成本较高,适合大规模生产,且对极端高强度载荷的部件需谨慎评估。
5) 金属注射成型(MIM)
定义与原理:将金属粉末与粘结剂混合形成注射料,注入模具成型后经脱脂与烧结得到致密金属件。
材料与工艺:常用金属粉末包括钢、铜、镍基合金等,烧结过程通常在真空或惰性气氛中进行,体积收缩显著。
应用行业:具备小型化、复杂几何和高批量需求的部件,医疗、航空、汽车、国防等领域是主要应用对象。
优缺点:可实现复杂细小部件的高密度成形,批量生产成本优势明显;后处理与烧结密度影响最终力学性能,材料和几何复杂度越高成本越大。
6) 锻造
定义与原理:通过对金属进行加热后施加冲击或压力,使其塑性成形,晶粒沿特定方向定向排列,获得高强度部件。
材料与工艺:常见材料为不锈钢、铝、铜合金等,不需要全熔化即可成形,废品率相对较低。
应用行业:汽车、航空、工业装备、工具等领域的高强度部件,承受高载荷和冲击的场景尤为常见。
优缺点:成品强度高、耐疲劳性能好、废料较少;但形状复杂度和尺寸限制较多,模具成本及前期设备投入较大。
7) 钣金与冲压
定义与原理:对金属板材进行切割、成形与装配,利用冲床、折弯机等设备快速实现大批量生产的结构件。
材料与饰面:常用铝、钢、铜等板材,表面可进行阳极氧化、镀镍、喷涂、粉末涂层等处理。
应用行业:机壳、底盘、支架、外壳等大批量件在电子、汽车、机器人、家电等领域广泛出现。
优缺点:极高的产量与低单位成本是其最大优势,模具成本较高,适合大规模生产;对于复杂三维曲面,冲压的灵活性较有限,但通过折弯与成形组合可实现丰富结构。
8) 金属3D打印
定义与原理:基于增材制造原理,使用金属粉末在激光、电子束等热源作用下逐层烧结或熔化,逐步构建零件。
材料与工艺:覆盖不锈钢、钛、铝、镍基合金等,后续通常需要烧结、热处理和机加工等后处理步骤。
应用行业:医疗、航空航天、汽车、能源、工具等领域的高复杂度、小批量或定制化部件。
优缺点:能够实现复杂几何、定制化设计和同尺寸下的性能优化;但成本受尺寸、材料与后处理影响显著,产能与设备投资较高。
综合判断:每种工艺都有独特的材料兼容性、尺寸公差、表面质量与成本结构。实际选型应结合零件功能、产量目标、制造能力与预算,综合权衡工艺的强项与局限,选择最合适的制造路径。
