粉末冶金在制造复杂但可靠的部件方面越来越受欢迎。但如果我们告诉你有个差点根据材料不同，规则完全不同你选择?
让我们撇开结构应用不谈，专注于需要软磁性能的粉末冶金(PM)项目。用于这些应用的粉末金属材料分为两类:软磁复合材料(SMCs)，适用于交流部件，烧结软磁材料，更适用于直流部件。
在米任何交流电磁应用(即定子)，smc可以最大限度地提高磁性能，同时最大限度地减少能源消耗。具体来说，他们可以优于电气钢层压频率低至60赫兹——如果你有技术诀窍和合适的制造商。
本指南将具体介绍粉末冶金设计注意事项用于需要smc的应用程序。
如果您的项目不属于这一类，请访问我们针对其他PM应用程序的DFM文章:
SMC绩效特征审计
简要介绍粉末金属零件的smc
虽然本指南中概述的一些设计原则可能适用于其他粉末金属部件，甚至冲压覆膜，但您不能轻易地原型或机器软磁复合材料．当涉及到PM时，结构部件的可能性对于SMC部件来说可能是不合逻辑的。
经验丰富的制造商可以帮助您利用粉末冶金的优势，并在其复杂性中工作。但是通过了解每个生产阶段如何影响粉末冶金制造的零件的磁性和机械性能，你就可以帮助你的制造商帮助你。
让我们开始吧!
为什么要设计粉末金属零件的可制造性?
为可制造性而设计，或为制造而设计(DFM)，是一种关键的工程哲学，从设计过程的一开始就强调实际的局限性。不为制造而设计会导致主要中断在后期生产中。
例如，在进入生产后，OEM可能会了解到其组件的生产效率低，因为不必要的复杂设计或极其严格的公差规格，导致生产成本激增。更糟糕的是，没有考虑到制造的复杂性可能意味着致命的设计缺陷直到生产开始才被发现。
这在粉末冶金中是正确的，就像在其他制造工艺中一样。在传统粉末金属中，我们专注于:
- 强度
- 硬度
- 伸长
- 乏力
但是当你开发一个SMC部件时，你需要明白:
- 频率
- 材料的选择
- 核心的损失
- 磁导率
- 装配的需要
- 公差
- 在绕线位置避免锋利的边缘
如果您完全理解粉末冶金和smc的功能(或与这样做的供应商合作)，您的设计可以发挥其全部潜力。
仅仅因为你有一个粉末金属零件供应商并不意味着你有一个合格的设计和制造SMC零件。与“传统”粉末金属相比，有非常独特的要求:
软磁复合材料零件的关键设计考虑因素
将DFM原理应用于SMC零件的开发，揭示了该方法的可行性四个主要设计注意事项用于粉末冶金。这些包括部件的尺寸和形状，以及部件几何形状的任何独特特征。
部分尺寸
零件尺寸是设计过程中最基本的考虑因素之一。
平面面积(组件横截面的表面积)是这里最重要的测量。就目前的情况而言，零件需要一个平面超过16平方英尺。在。通常被分割成多个组件，而较小的部件可以整体制造。
关键词是，“就目前情况而言。”
PM还带有其他尺寸要求，尽管这些要求在很大程度上取决于单个部件。一般情况下，SMC零件应有一个最小长度0.06英寸，或1.725毫米，按下方向。而且，用a来形成零件也很困难长度超过2"按方向。
尽管有这些一般准则，但重要的是要记住粉末冶金设计的规则是用来打破的。最有能力的粉末冶金公司愿意考虑零件到零件的最小和最大尺寸，因为零件的其余几何形状对可制造性有如此重大的影响。如果有疑问，请咨询您的供应商，了解与您的性能和尺寸要求相关的可能性。
零件形状和复杂性
零件的形状与尺寸密切相关，但它也有自己的限制——或者，我们应该说，可能性?
不可否认，SMC零件不能很好地进行二次加工，因为切割，甚至只是固定零件都可能损坏或损坏它。由于这种限制，工程师应该仔细考虑PM是否可以用最小的精加工过程来适应零件的几何形状。
一般来说，粉末冶金的“添加剂”性质可以很容易地适应多层复杂设计。
特别是smc，使用a三维通量路径这消除了冲压层压板带来的方向限制。然而，在充分利用PM的灵活性和过度设计之间存在一个微妙的平衡，过度设计会使生产复杂化。
我们可以帮助您确定一个部件是否在PM的能力范围内，或者是否将其拆分为多个组件会更好。幸运的是，粉末冶金部件可以很容易地与适当的环氧树脂连接，因此分段通常是一个可行的选择。一个熟练的制造商甚至可以结合不同的材料，甚至不同的工艺(比如SMC +分层混合组件）.
壁厚
除了尺寸、形状和特定于应用的要求(如频率)外，壁厚是SMC部件的另一个核心考虑因素。粉末冶金工艺通常包括0.06”最小厚度的内径和外径。
然而，根据零件的几何形状，一些墙壁可以逐渐变细成更小的横截面。例如，定子齿的尖端通常是0.06英寸厚，但如果应用需要，可以进一步减小。
在考虑较薄的截面时，工程师应考虑到厚度的减小增加脆弱。同样，如果你使用的是低频材料，0.06英寸可能是不现实的。
由于粉末冶金的规则根据产品要求而变化，如果您有特殊的尺寸或形状需求，请咨询专家。
特殊功能
最后，如果有部分需要特殊功能，咨询有经验的供应商，以确定PM是否可以适应他们。例子包括:
- 井间
- 削弱了
- 法兰
- 凹槽
虽然大多数这些特征都是在使用传统粉末金属时加工的，但SMC材料的当前状态不允许交叉孔和下切。然而，材料和压制技术的不断进步可能使它们成为可能。
你的粉末冶金公司应该与你合作，开发一个定制的解决方案，这可能涉及借鉴几个最好的选择。请记住，粉末冶金不仅具有灵活的成型能力，还可以连接不同的金属或工艺，例如smc -层压混合设计。
在粉末金属零件上与外部工程师合作
可制造性设计并不容易，无论你如何制造你的零件。在粉末冶金中，DFM要求您对自己的需求和PM的能力都有坚定的理解和沟通。
为了防止延迟，工程师应该在设计过程早期和经常与供应商密切合作，在生产开始之前就对零件进行优化。幸运的是，如果处理得当，DFM生产的软磁部件性能优于任何类似制造方法的部件，因此这种努力是值得的。
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