可制造性设计第1部分:粉末金属零件SMCS.

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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在电磁应用中(如定子),smc可以最大限度地提高磁性能,同时最小化能源使用。具体地说,他们可以优于电钢叠层频率低至60赫兹——如果你有专业知识和合适的制造商。

本指南将专门介绍粉末冶金设计注意事项对于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一些设计原则可能适用于其他粉末金属部件,甚至冲压层压,但你不能轻易地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。

让我们开始吧!

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主要中断以后在生产中。

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,导致生产成本膨胀。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时才被注意到。

这在粉末冶金中是真实的,就像在其他制造过程中一样。在传统粉末金属领域,我们专注于:

  • 强度
  • 硬度
  • 伸长
  • 乏力

但当你开发SMC部件时,你需要了解:

  • 频率
  • 材料的选择
  • 核心的损失
  • 磁导率
  • 装配需要
  • 公差
  • 绕线部位避免锋利边缘

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:

软磁复合材料零件的设计要点

将DFM原理应用于SMC零件的开发四大设计注意事项粉末冶金。这包括零件的尺寸和形状,以及零件的几何形状的任何独特特征。

零件大小

零件尺寸是基本的设计考虑因素之一,当你确定你的制造路径前进。

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在16平方。在。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“现在的情况”。

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“在紧迫的方向。

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,以来零件其余的几何形状对可制造性有很大的影响。当有疑问时,请咨询您的供应商,看看与您的性能和尺寸要求相关的可能方法。

零件形状和复杂性

零件的形状和尺寸是密切相关的,但它也带来了自己的限制——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可能会损坏或破坏它。由于这个限制,工程师应该仔细考虑PM是否能够适应他们的零件的几何形状和最小的精加工工艺。

一般来说,粉末冶金的“添加剂”特性可以很容易地适应具有多个层次的复杂设计。

smc尤其使用3D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,粉末冶金零件可以很容易地与适当的环氧树脂连接,所以分段往往是一个可行的选择。一个熟练的制造商甚至可以结合不同的材料或不同的工艺(像SMC +层压混合动力组件一样)。

壁厚

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,根据零件的几何形状,有些墙壁可以逐渐变细成更小的截面。例如,定子齿尖本身通常为0.06英寸厚,但如果应用需要,可以进一步减小。

在考虑较薄的横截面时,工程师应该记住减少厚度增加脆弱性。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是根据产品要求而变化的,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,如果零件呼吁特殊功能,咨询有经验的供应商,以确定PM是否可以容纳他们。例子包括:

  • 交叉孔
  • 削减
  • 法兰
  • 凹槽

当使用传统的粉末金属时,这些特性大多被加工,目前SMC材料的状态不允许交叉孔和切口。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该与您合作,开发定制的解决方案,这可能涉及从几个选项中最好的借用。请记住,粉末冶金不仅在其成型能力上灵活——它还允许您加入不同的金属或过程,这样的smc -层压混合设计。

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。

为了防止延迟,工程师应该在设计过程的早期和经常与他们的供应商密切合作,在生产开始之前就优化他们的部分。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,所以付出的努力是值得的。

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话题:粉末冶金材料设计流程


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