钣金产品在进行工业设计的时候,需要了解钣金的加工材料特性和表面处理工艺,利用有限的材料特性来设计钣金产品,与铸、锻件相比,钣金件所做成的产品有较高的强度、较轻的结构重量;加工简便,所用的设备简单;外形平整,加工余量少,可减轻重量,缩短生产周期,降低成本。比如人们常见的有机箱钣金设计、大型机械钣金设计加工,工业钣金外观设计等。
通常,钣金工艺要经历图纸分析&展开,下料,加工成型,表面处理等多个步骤。
设计&图纸展开
得到需求后,首行合理的图纸设计,并根据客户要求不断完善图纸。图纸完成后,对图纸进行展开,并以确定加工方案。需要注意的是,图纸设计及展开的质量直接影响到终成品是否符合要求,所以在设计&展开时要符合各项要求,同时尽量减少消耗与材料浪费。
下料
下料是将材料根据展开切割成所需要的形状。下料的方法很多,按机床类型和工作原理可分为剪切,冲切,激光切割。
加工成型
加工成形是钣金工艺中重要的一步,可分为手工成形和机器成形两种。
手工成形往往作为补充加工或修整工作,很少采用。但在加工些形状较为复杂或易发生变形的料件时,仍离不开手工成形。手工成形是利用一些简单的工装夹具来完成。主要采用以下方法:弯曲、放边、收边拱曲、卷边以及校形等。
表面处理
表面处理对产品表面所起的装饰及防护作用被许多行业所认可。在钣金工艺中,通常采用的表面处理方式有电镀、喷涂及其它的一些表处方式。
钣金件没有特定的结构要求,一般是根据产品需要进行设计,在满足产品功能的前提下,所设计的结构要做到易加工、成本低、美观。例如电气柜的门,可以采用外挂式,也可以采用内嵌式,这就要根据设计需要选择,不同的结构,门的设计就会不同,外挂式门的材料厚度一般会比内嵌式的要厚,并且需要焊加强筋强度。总之,钣金设备结构设计没有固定的框架可以套用,要根据产品而变化,这也是钣金设计的难点。
钣金具有如下特点:
①结构轻巧灵活;
②较高的强度和刚度(前提:合理的结构设计);
③导电(能够用于电磁屏蔽);
④成本相对较低;
⑤大规模量产性能好。
钣金件的用途:
①汽车行业的发动机盖;
②车门(钣金冲压成形后拼焊);
③设备的外壳、外罩;
④电脑机箱⑤建筑排风通道。
钣金产品设计
在钣金产品设计中,设计师需要对产品的材质及其所适用的处理工艺进行深入的了解,在设计的过程中就要考虑到产品后期的生产制造,在造型设计、色彩表达、材质选用、人机界面等方面进行综合考虑,并在实现设备结构功能的基础上,融入自己的创意灵活设计,使产品简洁美观,使用简便舒适。
钣金件结构设计主要起到三个作用,一是设备的承重件,需要承受主体的重力(包括其在运动过程中产生的力);二是设备的活动连接件,需要根据应用软件的要求进行协调性和一致性运行;三是主体外框架,需要体现柔性硬件的特点。因此,钣金设备需要结合材料学、力学、机械工程学、工业设计等多方面学科进行综合设计,方能满足其功能性和外观工艺要求。