可制造性设计第1部分:粉末金属零件SMCS.

张贴了ob体育比分- 09年6月09,2021

粉末冶金已经越来越流行,用于制造复杂可靠的组件。但如果我们告诉你有几乎的话怎么办根据材料完全不同的规则书你选?

让我们留出结构应用,并专注于需要软磁特性的粉末冶金(PM)项目。这些应用的粉末金属材料有两类:软磁复合材料(SMC),适用于交流元件,烧结软磁材料,更适合直流零件。

在M.任何AC.电磁应用(即定子),SMC可以最大限度地提高磁性性能,同时最大限度地减少能源使用。具体来说,他们可以优于电钢叠层在低至60 Hz的频率下 - 如果您获得了知识和正确的制造商。

本指南专门涵盖粉末冶金设计考虑因素对于SMC贫困应用程序。(如果您的项目不属于该类别,请留意为未来的文章调整,用于解决其他PM申请。)

用于粉末金属部件的SMC简介

虽然本指南中概述的某些设计原则可能适用于其他粉末金属部件,甚至是盖印叠层,但您不能轻易原型或机器软磁复合材料。涉及到PM时,结构组件可能的可能是SMC部件的不合逻辑。

经验丰富的制造商可以帮助您利用粉末冶金的优势,并在其复杂性内工作。但通过了解每个生产阶段如何影响由粉末冶金制成的零件的磁性和机械性能,您可以帮助您的制造商帮助您。

让我们开始!

为什么设计粉末金属部件的可制造性?

制造性或制造业设计(DFM)的设计是一个关键的工程理念,从设计过程的开始强调实际限制。未能设计制造业可能导致重大中断后来生产。

例如,在进入生产后,OEM可能会知道其组件效率低下,因为不必要的复杂设计或极其紧凑的规格,导致气球生产成本。更糟糕的是,未能考虑制造的复杂性可能意味着致命的设计缺陷在生产开始之前没有被注意到。

这在粉末冶金中是如此,就像在其他制造过程中一样。在传统的粉末金属中,我们专注于:

  • 力量
  • 硬度
  • 伸长
  • 疲劳

但是当您开发SMC部分时,你需要了解:

  • 频率
  • 材料选择
  • 核心损失
  • 渗透率
  • 装配需要
  • 公差
  • 避免在线绕组位置中的锋利边缘

如果您完全了解粉末冶金和SMC的功能(或与供应商合作),您的设计可以达到其全部潜力。

仅仅因为您有粉末金属部件供应商并不意味着您有一个有资格设计和制造SMC零件。要求非常独特的要求与“常规”粉末金属:

软磁复合零件的关键设计考虑因素

将DFM原则应用于SMC零件的开发显示四大设计注意事项用于粉末冶金。这些包括零件的尺寸和形状,以及组件几何形状的任何独特功能。

零件大小

零件大小是您弄清楚前进的制造路径的基本设计考虑之一。

平面表面(组件的横截面的表面积)是这里最重要的测量。当它掌握时,需要平面表面的零件超过16平方英尺。通常被分段为多个部件,而较小的部件可以在一件上制造。

关键词是“现在就像它一样。”

PM还具有其他尺寸要求,尽管这些依赖于各个部分。一般来说,SMC部件应该有一个最小长度为0.06“,或1.725 mm,在按下方向。而且,它可能很难形成零件长度超过2“在按下方向。

尽管有这些一般指导方针,但重要的是要记住,粉末冶金设计规则被破坏。最有能力的粉末冶金公司愿意以零件为基础考虑最低和最大尺寸,以来其余部分的几何形状对可制造性具有如此重大影响。如有疑问,请咨询您的供应商,以了解相关性的性能和大小要求。

部分形状和复杂性

部件形状与尺寸相媲美,但它也带来了自己的约束 - 或者,我们应该说,可能性吗?

不可否认,SMC零件不适合二次加工,因为切割甚至只是固定零件可能会损坏或破坏它。由于这种限制,工程师应仔细考虑PM是否可以使用最小的整理过程容纳其部分的几何形状。

通常,粉末冶金的“添加剂”性质可以容易地容纳具有多个水平的复杂设计。

特别是smcs使用a3D助焊路径这消除了盖章层压的定向约束。然而,利用PM的全部灵活性和过度工程之间存在良好的平衡,这可以使生产复杂化。

我们可以帮助您确定一部分是否在PM的功能范围内,或者是否更好地分为多个组件。幸运的是,粉末冶​​金零件可以轻松加入适当的环氧树脂,因此分段通常是可行的选择。熟练的制造商甚至可以结合不同的材料甚至不同的过程(像SMC +层压混合动力组件一样)。

室壁厚度

随着尺寸,形状和特定于频率的特定要求,壁厚是SMC零件的另一个核心考虑因素。粉末冶金过程通常包括一个0.06“内径和外径的最小厚度。

然而,根据部件几何形状再次取决于部分壁可以逐渐变成较小的横截面。例如,定子齿的尖端通常为0.06“厚,但如果应用程序要求它可以进一步逐渐变细。

在考虑较薄的横截面时,工程师应该记住减少厚度增加脆弱性。再次,如果您使用较低频率的材料,0.06“可能是不现实的。

由于基于产品要求的粉末冶金变化规则,请咨询专家,如果您有特殊规模或形状。

特殊功能

最后,如果零件呼吁特殊功能,请咨询经验丰富的供应商以确定PM是否可以容纳它们。例子包括:

  • 交叉孔
  • 削减
  • 法兰
  • 凹槽

虽然当使用传统粉末金属时,大多数这些特征是加工的,但是SMC材料的当前状态不允许交叉孔和底切。然而,材料和压制技术的持续进步可能使它们成为可能。

您的粉末冶金公司应与您开发定制解决方案,这可能涉及从最佳选择中借用。请记住,粉末冶金在其整形能力中不仅仅灵活 - 它还可以让您加入不同的金属或流程,这种SMC层压混合动力设计。

在粉末金属部件上与外部工程合作

无论您如何使您的部件如何,无论如何,设计都不容易。在粉末冶金,DFM需要坚定的理解和沟通您自己的需求和PM的能力。

为防止延误,工程师应尽早与供应商密切合作,经常在设计过程中与其进行优化,以便在生产开始前很久。幸运的是,当完成就完成时,DFM产生软磁性零件,从任何可比较的制造方法锻造成分,因此努力非常值得。

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话题:粉末冶金材料设计流程


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