计算机辅助设计 (CAD) 是一项奇妙的技术，可以引导产品工程师和设计师认为一切皆有可能。毕竟，您可以在屏幕上完美绘制复杂的部分。CAD 程序没有告诉您的是五金冲压工艺有局限性，材料本身也是如此。仅仅因为您的梦想并不意味着可以用五金冲压出您满意的零件。这就是为什么五金冲压工程师希望在开发过程中尽早讨论您的零件设计。
认识到材料选择对金属冲压限制的影响
金属有不同的硬度和厚度。在精密金属冲压中，精确材料的特性会影响到成品零件，例如必须冲压的厚度、成型区域、金属的硬度和纹理方向以及冲压时材料的回弹。
五金冲压件的典型材料包括：
- 黑色金属和有色金属
- 不锈钢
- 铝包铜
- 铝
- 钛和贵金属
- 预镀
- 麦拉
- 金属丝
五金冲压工程师可以帮助制造商为正在开发的零件选择合适的材料。例如，工程师将评估您指定的材料在冲压时是否符合要求，或者是否可能在生产中出现开裂等问题。如果是这样，他们会提出替代方案。
交换材料和流程并不总是有效
另一个常见的误解是五金冲压件可以很容易地取代模制塑料零件或铸造金属零件。虽然有可能，但成型、铸造和冲压的过程完全不同，所使用的材料也完全不同。
一家制造商要求以与金属冲压件完全相同的形式复制用塑料模制的复杂零件。尽管金属冲压可以达到精度，但零件的复杂性使五金冲压过程变得更加困难和昂贵，涉及工具上的多个工位，而不是一个简单的形式。如果原始设备制造商愿意对零件设计进行小幅改动，那么零件的生产成本本可以降低而不影响其功能。
了解关键尺寸对您零件的影响
通常，制造商的工程部门会提交原始零件图，其中定义了某些关键尺寸，但是当成品零件进入 OEM 的质量部门进行产品零件批准流程时，关键尺寸列表会增加。金属压模需要预先了解所有关键尺寸，以便他们能够确保其生产过程能够满足这些要求。一旦设计和制造了用于冲压零件的定制工具，在不产生额外成本的情况下解决工具中的关键尺寸可能为时已晚。
确定正确的尺寸和公差
另一个问题是指定比实际需要或期望的更关键的尺寸和更严格的公差。根据零件及其装配，更大范围的公差可能就足够了。再次，CAD 可能是问题的一部分，因为软件可能默认为一定数量的小数点，这对于大批量生产来说可能太紧了。
根据精密金属成型协会的去毛刺设计指南，“常见的规范‘去除所有锋利的棱角’很少适用，值得特别提及。从字面上去除零件的所有锋利边缘和角落通常是一项过高的要求，因此不符合成本效益。知识渊博的设计师通过仅指示需要特定边缘条件以满足后续功能要求的零件区域来专门解决实际需求。”
在这里，如果零件的角被指定为太锋利，从而导致危险的边缘，也可以修改零件设计以提高性能。
五金冲压的可制造性设计
鉴于五金冲压的局限性，成功的关键是可制造性设计 (DFM)。
当制造商第一次提交印刷品进行估算时，五金冲压公司应让其质量、工程、模具和生产团队审查生产参数和印刷细节。
强大的 DFM 审查过程要求五金加工厂：
- 审查客户规格、零件的工业应用及其预期使用寿命
- 结合法律或法规要求以及特定的客户要求，例如医疗器械的清洁度
- 确定客户所需的运行率
- 计划二次操作
- 解决发现的任何异常风险
- 深入查看打印件并确定是否需要修改
- 评估材料及其特性
- 确保从一开始就建立正确的工具参数
- 定义控制计划
- 确定最终组装和包装要求
用原型证明可制造性
如果协作 DFM 过程引起了对零件可制造性的严重担忧，那么生产原型可能是明智之举。虽然需要更多的时间和费用，但原型设计可以确保零件设计和生产它所需的工具的长期可行性。金属压模应该有能力构建原型工具并使用模拟软件来评估材料和零件在工具中的功能。如果模拟发现弱点，则可以重新设计零件或工具以提高可制造性，从长远来看可以节省时间和费用。
当 OEM 工程师了解五金冲压的局限性并相应地设计零件时，他们就能更好地受益于五金冲压的优势，包括节省金钱、时间和材料的潜力。
