Работая с металлом, вы можете формовать его и изменять его форму, создавая полезные вещи, детали, компоненты и даже большие здания. Металлообработка – это запатентованный термин, объединяющий множество различных методов, навыков и инструментов, используемых для изготовления предметов любых размеров. От огромных кораблей, зданий и мостов до крошечных деталей двигателей и ювелирных изделий – металлообработка может использоваться для создания всего.
Оглавление
Что такое металлообработка?
Металлообработка появилась гораздо раньше, чем зафиксировано в письменных источниках. Её применение охватывает культуры, цивилизации и тысячи лет истории. Сначала люди использовали простые ручные инструменты для создания мягких металлов, таких как золото. Затем они перешли к плавке руды и горячей ковке для получения более твёрдых металлов, таких как железо.
Наконец, он перешел к очень сложным современным методам, таким как обработка на станках с ЧПУ и сварка. Люди используют её как хобби, способ заработка, бизнес и творческое занятие. Это одновременно и наука, и ремесло.
Хотя сегодня существует множество различных специализированных методов металлообработки, все они делятся на три основные категории: формовка, резка и сборка. Механические цеха — это современные металлообрабатывающие мастерские, оснащенные разнообразным специализированным и универсальным оборудованием, позволяющим производить очень точные и полезные изделия.
В развитых странах некоторые простые методы обработки металла, такие как кузнечное дело, больше не используются в больших масштабах из-за их нерентабельности. Однако в развивающихся странах некоторые из этих методов всё ещё используются для небольших проектов, хобби или воссоздания исторических событий.
Готовы приступить к следующему проекту? Получите персональную смету на обработку ваших деталей.
История металлообработки
На протяжении всей истории производство металла претерпевало радикальные изменения. От первых дней простой обработки металла до современных высокоавтоматизированных процессов, оно показывает, как технологии изменили общество в целом. Понимание этой эволюции позволяет продемонстрировать достижения отрасли. Кроме того, оно может раскрыть новые идеи, которые двигали её вперёд.
Ранние процессы металлообработки
Древняя металлообработка
Металлообработка имеет очень долгую историю. В древности люди владели такими простыми навыками, как ковка и литьё. Первыми обрабатываемыми металлами были бронза и медь, из которых изготавливались инструменты, оружие и украшения. В древних обществах ремесленники использовали для обработки металлов нагрев и простые инструменты. Эти ранние методы заложили основу для более поздних достижений в более сложных методах.
Железный век
Начало железного века ознаменовалось значительным прогрессом в использовании металлов. Железо было прочнее и доступнее меди. Поэтому его обычно использовали для изготовления инструментов и оружия. Кузнецы играли важную роль в обществе, поскольку изготавливали всё: от мечей до сельскохозяйственных орудий. Умение плавить и ковать железо изменило общество. Это позволило строить более крупные и прочные здания. Кроме того, в этот период появились простые кузнечные инструменты. Это позволило кузнецам нагревать металлы до высоких температур, что облегчило их обработку.
Промышленная революция и ее влияние
Промышленная революция
Промышленная революция, начавшаяся в конце XVIII века, изменила способ производства металлов. В этот период производство перешло от ручного труда к использованию машин. Это произвело революцию в обработке и транспортировке металлов. Сила пара и изобретение машин сделали сварку более быстрой и эффективной.
Достижения в металлообработке
В период промышленной революции стали применяться новые технологии, такие как прокатка, выдавливание и штамповка. Методы выдавливания позволили создавать изделия со сложным поперечным сечением. Прокатка же, в свою очередь, позволила расплющивать металлы в тонкие листы. Кроме того, штамповка позволила производить металлические детали большими партиями, что экономило время и деньги.
Когда сталь заменила железо в качестве наиболее распространённого материала, ускорился рост таких отраслей, как обрабатывающая промышленность, строительство и транспорт. Железо и сталь прочны, долговечны и универсальны, что делает их идеальными для производства строительных конструкций, таких как мосты и железные дороги.
Стандартизация и массовое производство
С развитием фабрик во время промышленной революции появилась возможность производить большое количество изделий одновременно, следуя определённым правилам. Широкий спектр металлических изделий, которые раньше изготавливались вручную и были уникальными, теперь можно было производить в больших количествах с сохранением качества. Это изменение не только снизило стоимость производства, но и сделало металлические изделия более доступными.
С другой стороны, строительная отрасль теперь может производить более быстрые, прочные и надёжные строительные конструкции. Это ускорило развитие городов и инфраструктуры. Стандартизация также позволила использовать детали на разных машинах, что изменило подходы к производству и ремонту.
Инновации и разнообразие в 20 веке
Изменения после Второй мировой войны
Металлообработка достигла значительных успехов в XX веке, особенно после Второй мировой войны. Технология соединения металлов путём плавления стала распространённой и известна как сварка. Дуговая сварка, сварка MIG (металлический электрод в среде инертного газа) и сварка TIG (вольфрамовый электрод в среде инертного газа) – вот лишь некоторые из новых методов, появившихся в результате этого. Каждый метод обладает своими уникальными преимуществами для различных областей применения. С появлением таких материалов, как алюминий и нержавеющая сталь, людям стало проще изготавливать изделия из металла. Это привело к появлению новых идей в таких областях, как аэрокосмическая промышленность и автомобилестроение.
Расцвет точного металлообрабатывающего производства
С развитием технологий растёт и точность обработки металла. Станки с числовым программным управлением (ЧПУ) изменили всю отрасль. Они позволили резать, сверлить и формовать металл с высокой точностью и многократностью. Станки с ЧПУ, управляемые компьютерными программами, позволяют создавать сложные детали практически без участия человека.
Кроме того, технологии лазерной, плазменной и гидроабразивной резки позволили добиться ещё большей точности. Это позволило создавать сложные конструкции, содержащие множество мелких деталей. Эти усовершенствования не только привели к повышению качества металлических изделий, но и повысили производительность.
Современные процессы изготовления металлов
Робототехника и автоматизация
С появлением автоматизации и робототехники отрасль металлообработки претерпела кардинальные изменения. Раньше такие процессы, как сварка, резка и сборка металлических деталей, выполнялись вручную. Теперь же эти задачи могут выполнять автоматизированные системы. Например, сварочные роботы обеспечивают стабильное качество и повышают скорость производства. Автоматизация позволяет снизить количество ошибок, связанных с человеческим фактором, и повысить безопасность. Кроме того, эти машины могут работать круглосуточно, что повышает производительность и снижает затраты.
Более современные материалы и процессы
Современная металлообработка также выигрывает от использования новых материалов и процессов. Такие отрасли, как аэрокосмическая промышленность и производство медицинских приборов, требуют высокой производительности и долговечности. Поэтому в этих отраслях широко используются такие материалы, как титан, жаропрочные сплавы и композиты.
С другой стороны, аддитивное производство (также известное как 3D-печать) открыло новые возможности для обработки металла. Этот метод позволяет создавать металлические детали послойно, придавая им сложные формы, которые невозможно получить другими методами. Кроме того, аддитивное производство сокращает количество отходов и ускоряет производственный процесс.
Устойчивое развитие и экологические соображения
В связи с растущей заботой об окружающей среде металлообрабатывающая промышленность становится всё более ответственной в этом вопросе. Переработка металлов стала обычным явлением, что снижает потребность в сырье и количество отходов. Цель новых методов — снижение энергопотребления и выбросов при производстве продукции. Например, многие металлообрабатывающие заводы теперь используют печи, потребляющие меньше энергии, и более экологичные системы охлаждения. Эти усовершенствования не только приносят пользу окружающей среде, но и снижают затраты на ведение бизнеса.
Современные методы металлообработки
Если вы хотите работать с металлом, независимо от того, делаете ли вы что-то большое, например мост, или что-то маленькое, например кольцо или серьгу, вы используете одни и те же навыки.
Например, гравированные пластины используются для печати. Такие техники, как аппликация и тиснение, применяются для печати на тканях и керамике.
- РезкаРезка — это совокупность процессов. Она подразумевает использование различных инструментов для придания материалу заданной формы путём отрезания излишков.
- ФормированиеФормовка — это процесс изменения металла путём его деформации, при котором металл не удаляется. Механическое давление и нагрев могут облегчить формовку, особенно при формовке больших металлических деталей.
- Сращивание. Соединить два или более металлических куска можно несколькими способами, такими как сварка, пайка мягким припоем и пайка мягким припоем.
- Обогрев. Нагрев — это процесс обработки закаленного металла с целью возвращения ему мягкости.
- Аппликация. Процесс создания дизайна включает в себя соединение вырезанных кусков металла с другой металлической поверхностью посредством сварки или грануляции.
- Кастинг. При этом методе для придания формы жидкому металлу используется форма.
- Погоня. Врезание острого инструмента в металл — один из способов декорирования металлической поверхности.
- ЭмалированиеПроцесс соединения стекловидного материала с металлом. Для получения эмали смешивают оксиды металлов (для окрашивания) и флюсы. Известный метод нанесения эмали называется перегородчатой эмалью.
- Ковка. Удар по металлу молотом по форме или наковальне для придания ему формы, утончения или растяжения.
- Гранулирование. Это метод обработки поверхности изделия путем сплавления мелких металлических шариков или проволок с металлической основой или друг с другом.
- Пластичность. Он описывает степень, в которой металл может растягиваться или деформироваться, изменяя свою форму без образования трещин или поломок.
- Штамповка. Вырезание рисунка или линии на листе металла с помощью пилы.
- Получатель. Выдавливание металла из задней части чего-либо с помощью молотка и пробойника таким образом, чтобы образовался неглубокий рельефный рисунок на передней части.
- Ретикуляция. Это процесс плавления или соединения металла для придания ему фактуры.
Резка, формовка и литье являются важными частями современной технологии металлообработки, которые мы подробно сравниваем в нашем Статья о точной штамповке металла/литье металла на станках с ЧПУ.
Услуги по обработке металла
Услуги по обработке металла Обычно это завершающий этап процесса металлообработки. Эти услуги (например, покрытие(анодирование и порошковое покрытие) служат не только эстетическим целям. Они также защищают от коррозии, улучшают электрический контакт, продлевают срок службы и укрепляют поверхности.
Подготовка поверхности металлических деталей в заводы по изготовлению металлоконструкций может сделать их более полезными в течение более длительного периода времени. Этот этап жизненного цикла металлического изделия так же важен, как и первая отливка, резка или формовка.
Будущее металлообработки
За прошедшие годы производство металлоконструкций сильно изменилось. Изначально металлические детали формовались с помощью молотка, но технологии шагнули далеко вперёд.
Современные металлообрабатывающие заводы и производственные компании меньше полагаются на ручной труд и больше на науку и технологии. Новые идеи и усовершенствования всегда влияли на способы обработки металлов. Однако многие недавние идеи и усовершенствования вывели этот процесс на совершенно новый уровень. Это значительно превосходит то, чем они были десять лет назад.
Многие металлообрабатывающие заводы сейчас внедряют более совершенные инструменты и более эффективные методы обработки. Одновременно с этим они постоянно повышают безопасность на рабочих местах. Этого можно добиться различными способами.
Например, по мере совершенствования датчиков и автоматизированных машин некоторые из них могут обмениваться данными в режиме реального времени. Это позволяет людям знать, изношены или повреждены определённые детали. Это полезно, поскольку позволяет снизить количество повреждений машин и связанных с ними аварий.
В этом контексте, сравнение обработки с ЧПУ и ручной обработки Становится особенно важным. Обработка с ЧПУ играет важную роль в современном производстве благодаря своей высокой точности и автоматизации. Ручная обработка, с другой стороны, по-прежнему имеет незаменимое значение в некоторых конкретных областях применения. Понимая преимущества и недостатки этих двух видов обработки, вы сможете лучше выбрать подходящий метод.