Hvad er bearbejdede bearbejdede dele og komponenter?

Hvad er bearbejdede dele?

Bearbejdede dele er komponenter, hvis former er udledt af materialer som metal eller plast ved hjælp af maskiner, herunder fræsere, drejebænke og overfræsere. Værktøjerne fjerner yderligere materiale for at forme det som ønsket.

Bearbejdningen kan ske manuelt eller digitalt ved hjælp af CNC-maskiner (Computer Numerically Controlled). Hurtige opgaver, der kræver menneskelig præcision, egner sig bedst til manuel bearbejdning, mens CNC-bearbejdning er velegnet til komplekse og repeterbare former.

Derfor har CNC-bearbejdning med teknikker som fræsning og drejning forbedret præcisionen i fremstillingen af bearbejdede komponenter og øget effektiviteten. Derfor er bearbejdede dele blevet uundværlige i sektorer som luft- og rumfart og bilindustrien, hvor nøjagtigheden af komponenternes pålidelighed er altafgørende.

Desuden bliver nogle tekniske komponenter først støbt eller formet og derefter bearbejdet for at færdiggøre dem. Disse dele omtales undertiden som delvist bearbejdede eller efterbearbejdede dele, hvilket indikerer bearbejdningens alsidighed og betydning i moderne fremstillingsprocesser.

Anvendelser af bearbejdede dele

Luft- og rumfartsindustrien:

• Anvendelser: Flymotorkomponenter, strukturelle elementer i flyskrog, landingsstel osv.
• Industriens kendetegn: Kræver ekstremt høj præcision og pålidelighed.
• Krav til dele: Skal kunne modstå ekstreme temperaturer og tryk og have høj korrosionsbestandighed og styrke.
• Fordele: Præcisionsbearbejdning sikrer, at komponenterne lever op til strenge sikkerhedsstandarder, hvilket forbedrer flysikkerheden og effektiviteten.

Bilindustrien:

• Anvendelser: Motorkomponenter, transmissionssystemer, dele til affjedringssystemer.
• Industriens karakteristika: Masseproduktion med høje omkostninger og krav til effektivitet.
• Krav til dele: Høj holdbarhed, god mekanisk styrke og slidstyrke.
• Fordele: Bearbejdede dele forbedrer køretøjets ydeevne, reducerer antallet af fejl og forlænger levetiden.

Medicinsk industri:

• Anvendelser: Kirurgiske værktøjer, implanterbare enheder, ledudskiftninger og tandimplantater.
• Industriens karakteristika: Ekstremt høje krav til produktets biokompatibilitet og præcision.
• Krav til dele: Ikke-toksiske, biokompatible materialer skal være meget præcise for at passe til komplekse menneskelige anatomier.
• Fordele: Præcisionsbearbejdning sikrer sikkerheden og funktionaliteten af medicinsk udstyr og forbedrer behandlingsresultaterne.

Elektronikindustrien:

• Anvendelser: Komponenter til computerhardware, mobile enheder og kommunikationsudstyr.
• Industriens karakteristika: Stræben efter miniaturisering og høj integration af teknologi.
• Krav til dele: Ekstrem høj præcision og komplekse miniaturiseringsdesigns.
• Fordele: Præcisionsbearbejdning gør elektroniske enheder mere kompakte, effektive og funktionelle.

Energiindustrien (f.eks. olie og gas):

• Anvendelser: Boreudstyr, komponenter i transmissionssystemer.
• Karakteristika for industrien: Barske miljøer med høje krav til udstyrets pålidelighed og holdbarhed.
• Krav til dele: Skal kunne modstå højt tryk, høje temperaturer og ætsende miljøer.
• Fordele: Bearbejdede dele forbedrer udstyrets ydeevne og sikkerhed og reducerer vedligeholdelsesomkostninger og nedetid.

Sådan designer du specialbearbejdede dele

For at sikre, at specialbearbejdede dele er funktionelle og langtidsholdbare, er det vigtigt at følge nogle designprincipper. Hvis de rigtige specifikationer anvendes, kan mekaniske uheld undgås, og komponenterne kan problemfrit passe ind i deres samlinger, hvilket reducerer behovet for dyre justeringer og reparationer. Det forbedrer også det endelige produkts kvalitet i henhold til standardernes retningslinjer, hvilket fører til tillid og generel tilfredshed blandt brugerne.

Tykkelse af væggen

Når man arbejder med bearbejdede dele, er det nødvendigt at nævne, at metaller skal have en vægtykkelse på mindst 0,8 mm og plast – 1,5 mm. Dette giver mulighed for konstruktion under fremstilling og brug af komponenten uden brud eller deformation i fremtiden. For eksempel kan aluminiumsdele med tykkelser under dette råd vibrere og bøjes.

Underskæringer

Uden specialværktøj er det ikke meningen, at underskæringer skal være dybere end ca. 0,5 mm. Alternativt tillader standardudstyr underskæringer med en dybde på tre millimeter. Men når man designer designs, der kræver dybere underskæringer, er det nødvendigt at huske på en ekstra omkostning og sandsynlige kompromiser med hensyn til strukturel integritet.

Hulrum, huller og gevind

For at lette effektiv værktøjsbearbejdning og give materialestyrke foreslår designstandarder for hulrum, at disse funktioner ikke skal være mindre end 4 mm dybe og ikke dybere end 10 mm. Gevindhuller skal også designes med dette i tankerne; derfor skal gevindet have en dybde svarende til den anbefalede M6-diameter – 9 mm – i tilfælde af, at der opstår en bærende situation.

Trapper

Omfanget af bearbejdning af komponenter bestemmer de dimensionelle toleranceniveauer, som designerne af sådanne komponenter tolererer, indtil de er uacceptable. Tolerancen for små komponenter (under 50 mm) er normalt ±0,05 mm, mens større komponenter (over 100 mm) kan lempes op til ±0,1 mm på grund af materialets opførsel under bearbejdningsprocesser.

Fremspring

Det er ikke meningen, at bearbejdede fremspring som f.eks. flige eller bosser skal strække sig mere end tre gange deres basistykkelse opad fra de overflader, de oprindeligt var beregnet til at blive fastgjort til eller placeret oven på. Omvendt skal man sørge for, at et fremspring med en basistykkelse på 2 mm ikke bliver mere end 6 mm højt, hvis man ikke vil have, at strukturen svækkes og forårsager knæk eller brud.

Indvendige hjørneradier

De indvendige hjørneradier er afgørende for at reducere de bearbejdede deles spændingskoncentration. For de fleste materialer er den anbefalede radius mindst 1 mm, men for hårdere materialer, som f.eks. rustfrit stål, kan den være fra 2 mm og opefter for at forhindre revnedannelse på grund af brugen af dem.

Lommer

I de fleste tilfælde har lommer i bearbejdede dele en maksimal dybde på tre gange værktøjets diameter. En lomme bør ikke overstige dette tal, hvis den er lavet med et værktøj med en diameter på 4 mm for at sikre effektiv spånfjernelse og stabilitet af værktøjet.

Dybde før boring af gevind

For at sikre korrekt gevinddannelse skal forboringsdybden være mindst halvanden gang større end gevindskærerens diameter. Hvis vi tager et M8-standardgevind med en diameter på 6,8 mm, skal forboringen være ca. 10,2 mm for at tillade fuld indgreb uden at påvirke styrken.

Tappede huller

Gevindhuller på bearbejdede overflader skal have en vis mindste indvendig diameter for at kunne udføre deres funktion korrekt. Med andre ord skal et M4 gevindhul bores mindst 3,3 mm, før det skrues i, og enhver skrue, der sættes i, skal have en længde på mindst 8 mm.

Tekst og bogstaver

Af hensyn til læsbarheden efter maling eller andre efterbehandlingsprocesser skal der være tekst og bogstaver på bearbejdede dele, der er mindst fem millimeter høje; deres dybde må dog ikke falde til under millimetermærket. Maskinens kontrolpaneler har normalt indgraverede etiketter, som skal være lette at se, selv under barske industrielle forhold, hvor de bruges5.

Overfladefinish

Bearbejdede deles overfladefinish varierer afhængigt af applikationens krav. Mens de fleste industrielle anvendelser måske kun kræver en ruhedsværdi (Ra) på 1,6 µm, kan finere finish, f.eks. på hydrauliske ventiler, falde inden for det område, der er specificeret i ASME B46.1, som er 0,4 µm.

Materiale til bearbejdede dele

Valget af materialer i mekanisk design og produktion er meget vigtigt for produkternes funktion, pålidelighed og økonomi. De rigtige materialer er nødvendige for at opretholde strukturens styrke, forbedre produktiviteten, reducere miljøpåvirkningen og reducere omkostningerne, hvilket er afgørende for at få succes på markedet.

• Metaller: De omfatter hovedsageligt forarbejdede materialer som stål (f.eks. kulstofstål eller legeret stål), aluminium, kobber og rustfrit stål. Disse materialer har gode mekaniske egenskaber og kan nemt forarbejdes.
• Plastmaterialer: Samtidig kan ikke-belastende komponenter udvikles af visse specifikke tekniske plastmaterialer som nylon, polykarbonat og PTFE (teflon), hvor der ikke er behov for høj styrke.
• Keramik: På den anden side er keramik som siliciumcarbid og aluminiumoxid dyre at bearbejde, men de kan modstå udfordrende forhold som høje temperaturer eller meget slibende situationer.
• Kompositter: Kulfiberkompositter og glasfiberforstærkede plastkompositter bruges i specialiserede applikationer på grund af deres fremragende styrke-til-vægt-forhold.

Fordele ved bearbejdede dele

Ingen MOQ

En af de store fordele ved bearbejdede dele i produktion og design er, at de ikke har nogen minimumsordremængde. Denne egenskab giver organisationer fleksibilitet, så de kan styre deres omkostninger og lagerbeholdning effektivt.

Gode prototyper

Bearbejdede dele giver også mulighed for at lave prototyper, hvilket er en vigtig faktor i bearbejdning. Ingeniører kan bygge og teste prototyper hurtigt, hvilket giver mulighed for hurtig iteration og udvikling. Denne proces reducerer derfor den tid, det tager for et nyt produkt at nå ud på markedet.

Frihed til at designe

Bearbejdede dele har en fremragende designfrihed. Det skyldes, at producenterne kan generere komplekse former og indviklede detaljer, som ikke er mulige med andre fremstillingsmetoder. I sidste ende forbedrer denne egenskab både funktionaliteten og æstetikken i de endelige produkter.

Kvalitet

Med hensyn til kvalitet er bearbejdede dele foran deres alternativer. De produceres med præcision, og derfor kan der opnås snævrere tolerancer end de støbte eller smedede modstykker. Disse aspekter giver komponenter af højere kvalitet, som resulterer i bedre ydeevne og produkter med længere holdbarhed for slutbrugeren.

Ledetider

Generelt er leveringstiden for bearbejdede dele kortere end for andre produktionsprocesser. Den direkte bearbejdning sikrer hurtigere gennemløbstider, da der ikke er behov for forme eller opstillinger. Sådanne hurtige reaktionsevner hjælper virksomheder med at reagere hurtigt for at imødekomme markedets krav.

Ændringer

Under produktionen gør bearbejdningen det nemt at foretage ændringer på komponenterne. Hvis det bliver nødvendigt med ændringer på en del, kan de udføres hurtigt uden at forårsage længere nedetid eller være for dyre. Derfor bidrager en sådan fleksibilitet i høj grad til at forfine produktdesigns.

Styrke

Styrken i de bearbejdede dele er en anden fordel, som ikke kan gå ubemærket hen. Valget af materialer, herunder metaller og højstyrkeplast, sikrer holdbarhed og modstandsdygtighed over for barske forhold og høje stressniveauer, hvilket gør dem ideelle til kritiske anvendelser.

Overfladefinish

Endelig giver bearbejdede dele ofte en overlegen overfladefinish sammenlignet med andre produktionsprocesser, der er involveret i fremstillingen af dem, og det er der gode grunde til. Da de værktøjer, der bruges til bearbejdning, er præcise, er de resulterende overflader enten klar til brug eller kræver minimal efterbehandling. Denne egenskab er vigtig for dele med høje æstetiske standarder eller specifikke krav til ydeevne.

Teknikker og processer til bearbejdning af dele

De mange forskellige fremstillingsprocesser og -metoder gør det muligt for udviklere og producenter at vælge den mest hensigtsmæssige teknik til produkternes specifikke egenskaber og materialernes egenskaber. Derfor sikrer denne tilpasningsevne, at bearbejdningen effektivt kan ændre sig i form fra enkle til komplekse former samt materialer fra blød plast til hårde metaller. Derfor er der behov for værktøjsmaskiner med fleksibel kapacitet og høj præcision til masseproduktion eller individuelle ordrer, fordi de er klar til at opfylde strenge krav og varierende behov.

• Fræsning: Ved fræsning fremstiller CNC-fræseren fræsede dele af grundmaterialet. Den fremstiller dele med flade eller konturerede overflader ved hjælp af forskellige maskiner og skæreværktøjer som f.eks. planfræsning, endefræsning og CNC-fræsning.
• Drejning: Ved drejning produceres drejede dele, når et arbejdsemne roterer, mens en fræser fjerner materiale for at producere cylindriske former. CNC-drejning gør det lettere at lave gevind på bearbejdede genstande som aksler og udvendige detaljer.
• Boring: Bor drejer rundt, mens de borer huller i deres mål under denne proces. På den måde skaber de huller i forskellige størrelser og dybder på bearbejdede dele i forskellige brancher.
• Rømning: Det er her, rømning kommer ind i billedet, når det drejer sig om de særlige skæreværktøjer, der bruges til præcist at fremstille kiler, splines og indvendige komplicerede former med en forbedret finish sammenlignet med andre processer som slibning eller fræsning.
• Slibning: Slibning udføres ved hjælp af slibeskiver, som fjerner materiale, hvilket resulterer i en glat finish med høj præcision på bearbejdede dele.
• Elektrisk udladningsbearbejdning (EDM): Denne teknik bruger elektriske udladninger til at fjerne materiale fra komplekse eller svært bearbejdelige former.
• Laserskæring: En kraftig laserstråle anvendes i denne teknik til nøjagtigt at smelte, fordampe eller sprænge målmaterialer væk, herunder plast- eller metalstykker, der skæres.
• Ultralydsbearbejdning: For skrøbelige, sprøde materialer, der kræver bearbejdning af indviklede funktioner, mikroskopisk, skal de ingredienser, der skal bruges, være gyllebaserede, der involverer slibende gylle, så ultralydsbølger kan vibrere dem.

Overfladebehandling af bearbejdede dele

Overfladebehandling bruges til at forbedre både udseendet og arbejdsevnen af bearbejdede komponenter. De forhindrer korrosion gennem deres belægning, forbedrer slidstyrken og øger overfladehårdheden. I den forstand tjener lakker ikke kun til at beskytte delene, men også til at forbedre deres udseende til synlig brug.

• Som bearbejdet: Overfladefinishen på et emne efter bearbejdning er imprægneret med værktøjsmærker. Derfor er denne type finish billig til anvendelser, hvor der ikke tages hensyn til det rent visuelle aspekt. Det giver en glideevne for nogle mekaniske dele.
• Perleblæst: Disse overflader bruger glasperler til at blæse jævnt ved høj hastighed og producere en mat eller satinagtig overflade. Det vil sige, at markeringen af overfladens refleksionsevne ophæver udseendet af bearbejdningsmærker, hvilket gøres af både visuelle og sikkerhedsmæssige årsager.
• Anodiseret: Anodisering er en proces, hvor man lægger et tyndt keramisk lag, som er hårdt og ikke-ledende, oven på aluminiumsdele. Denne metode minimerer grubetæring, slid og korrosion, og derefter kan stykket indfarves i en hvilken som helst farve til design.
• Pulverlakeret: Et frit bevægeligt, tørt pulver påføres i pulverlakeringsprocesser. Dette pulver hærdes generelt i varme for at danne en hud. Denne finish giver en meget bedre tykkelse og slidstyrke. På den måde er det en perfekt overflade til udendørs brug eller områder med meget trafik.
• Plettering: Pletteringsprocessen består af dannelsen af et fint lag af et andet metal på overfladen. Legeringsprocessen kan øge korrosionsbestandigheden, stenhårdheden, den visuelle appel eller andre ønskede egenskaber afhængigt af det anvendte metal.
• Polering: Denne proces indebærer, at man enten fjerner det allerøverste lag fysisk eller kemisk fra materialet. Denne finish er ideel til dekorative anvendelser og dele med lav friktion.

Tolerancer i bearbejdede dele

Det er nødvendigt at opretholde tolerancer for bearbejdede dele for at få dem til at passe ordentligt. De fastlægger de grænser, inden for hvilke en dels dimensioner kan variere. Det bliver endnu værre i så præcise situationer som rumfart og medicinsk udstyr.

Et eksempel kunne være jetmotorer, der kræver dele med minimale tolerancer for at sikre effektiv drift og sikkerhed. Hvis der opstår en afvigelse, kan det føre til motorstop. Det viser, hvor vigtige nøjagtige tolerancer er for pålidelighed og effektivitet.

På den anden side kan haveredskaber have større tolerancer, da de ikke er kritiske anvendelser. Det vil reducere produktionsomkostningerne, men stadig holde dem funktionelle. Valget af tolerancer bør afhænge af den rolle, hver komponent spiller, og konsekvenserne af dimensionsafvigelser.

Hvordan outsourcer du bearbejdede dele?

I din søgen efter en leverandør til dine bearbejdningsbehov er det vigtigt at tage højde for flere faktorer, der garanterer kvaliteten af dine dele. Markedet er fuldt af bearbejdningsfabrikker, men når du skal vælge en, skal du se på deres erfaring, teknologi og resultater med fremstilling af komponenter af høj kvalitet. Hvis du træffer en informeret beslutning, vil du kunne opnå de forventede resultater af dit projekt.

• Certificeringer: Selv om ISO-certificeringer er gode indikatorer for en bearbejdningsvirksomhed, er de ikke hele historien om, hvad en virksomhed kan gøre. Sådanne certificeringer vil hjælpe med at vælge effektive bearbejdningspartnere.
• Mund til mund: At tale med andre hardwarevirksomheder, der bruger producenter af bearbejdede dele, kan give værdifuld indsigt i, hvordan man skal gribe outsourcing an.
• Efterspørg information: Producenterne skal stilles mange spørgsmål, og hvis deres svar ikke tilfredsstiller dig, skal du tænke dig om en ekstra gang, før du forpligter dig.
• Anmodning om tilbud (RfQ’er): Ved at sammenligne tilbud fra forskellige bearbejdningsvirksomheder kan du finde frem til den mest omkostningseffektive af dem til dit projekt.
• Besøg fabrikker: Når du besøger producenternes fabrikker, kan du se tingene, som de sker, og det udstyr, de bruger. I nogle tilfælde kan det være nyttigt at hyre en agent til at organisere disse besøg.

Når du arrangerer fremstillingen af outsourcede bearbejdede dele, skal du overveje et par vigtige tips.

• Overhold retningslinjerne for DfM: Sørg for, at digitale designs kan fremstilles ved at følge retningslinjerne for design til fremstilling nøje, så der ikke er ekstremt dybe huller eller tynde vægge, der kan skabe problemer i fremstillingsprocessen.
• Brug universelle standarder: Giv fulde tekniske tegninger med digitale filer for at undgå at forvirre folk. Brug i stedet universelle standarder, som kan føre til fejlkommunikation.
• NDA: Når man underskriver en hemmeligholdelsesaftale, forbliver alle designs fortrolige og deles ikke med andre.
• Tag højde for leveringstider: Især hvis du arbejder under stramme deadlines, skal du overveje længere leveringstider for outsourcede dele.
• Forbered dig på betaling: Ved førstegangsordrer kan producenterne kræve forudbetaling, mens der kan gives kreditvilkår på senere projekter.