Een uitgebreide gids voor het verminderen van dunnewandvervorming bij bewerking van omhulsels en oppervlaktebehandelingstechnieken

Kleine behuizingen (meestal < 1,5 mm dik) zijn van cruciaal belang in de lucht- en ruimtevaart-, elektronica- en automobielindustrie vanwege hun lichtgewicht.hun lage structurele stijfheid maakt ze zeer vatbaar voor vervorming tijdens het bewerken en vereist gespecialiseerde oppervlaktebehandelingen om functionaliteit en duurzaamheid te garanderenDeze gids integreert geavanceerde technieken om deze uitdagingen aan te pakken, ondersteund door praktijken in de industrie en onderzoeksinzichten.

1Inzicht in dunnewandvervorming: oorzaken en uitdagingen

In het kader van de ontwikkeling van de nieuwe technologieën moet de ontwikkeling van de nieuwe technologieën worden ondersteund door de ontwikkeling van nieuwe technologieën en de ontwikkeling van nieuwe technologieën.

Elastische vervorming:Radiële klemkrachten veroorzaken tijdelijke vervorming, wat leidt tot dimensiefouten.

Thermische effecten:Snijverheid veroorzaakt lokale uitbreiding en spanningsophoping.

Vibratie en gebabbel:Een lage stijfheid verergert de trillingen tijdens de bewerking, wat resulteert in oppervlaktefouten (bijv. klinkvlekken).

2. Strategieën voor het minimaliseren van bewerkingsvervorming

2.1 Geavanceerd ontwerp van armaturen

• Axial Clamping Systems: Vervang radialclamps door axiale drukmechanismen (bijv. einddrukmoeren en dubbeldrukplaten) om radialkrachten te elimineren.Een Morse-conic mandrel met axiale moeren vermindert de vervorming met 60% in elliptieke dunwandige buizen (1.5 mm wanddikte).
• Conforme steunstukken: gebruik legeringen met een laag smeltpunt of magnetische rheologische elastomeren (MRE) om de druk gelijkmatig te verdelen.modulaire armaturen met verstelbare steunstukken die zich aanpassen aan geometrische variaties.

2.2 Bewerkingsprocesoptimalisatie

• Toolpath strategieën:

Gebalanceerd snijden: gebruik tweerichtings snijpaden (bijvoorbeeld in Master CAM) om de spanningen symmetrisch te verdelen.

Verminderde stap-downs: beperkt de snijdiepte tot ≤ 0,5 mm en gebruik snelheidsgroepen (≥ 6 m/min) om krachten te minimaliseren.

• Gereedschapskeuze:

Scherpe hoeken met een hoge rake: gereedschappen met een rakehoek van ≥ 15° verminderen de snijweerstand.

Eénpuntsnijden: Bij het frezen minimaliseren eenkantgereedschappen de trillingen.

2.3 Stressverlichting en stabilisatie

• Thermische spanningsverlichting: aluminiumlegeringen bij 500-550 °C gedurende 2 uur aanbrengen om residuele spanningen te verminderen.
• Vibratie-stressverlichting: modale breedfrequente veroudering (0 ∼ 3000 Hz) annuleert dynamisch interne spanningen zonder thermische vervorming, ideaal voor post-semi-afwerkingstadia.

3. Oppervlaktebehandelingstechnieken voor dunwandige behuizingen

Oppervlaktebehandelingen verbeteren de corrosiebestendigheid, esthetiek en duurzaamheid.

3.1 Anodisatie (elektrochemische oxidatie)

Proces:

Voorbehandeling: slijpen/polijsten tot de gewenste ruwheid, schoonmaken met oplosmiddelen.

Anodisatie: onderdompelen in zwavelzuur-electrolyt (type II) of chromine/fosforzuur (type I), stroom toepassen om een poreuze Al2O3-laag te vormen.

Afdichting: door hydrothermische afdichting (90°C-100°C) worden de poriën gesloten om corrosiebestendigheid te garanderen.

Voordelen:

Hardheid tot HV500, uitstekende slijtvastheid.

Verfbaarheid voor kleuren (bijv. via elektrolytische kleurstoffen voor UV-stabiliteit).

Toepassingen: elektronische behuizingen, lucht- en ruimtevaartcomponenten.

3.2 Bespuitingscoating (elektrostatisch poeder/verf)

Proces:

Oppervlaktevoorbereiding: fosfateren of chromeren voor hechting.

Toepassing van de coating:

• Elektrostatisch sproeien: gelijkmatig afzetting van poeder (epoxy/polyester) of verf.
• Meerschaalcoating: Voorbeeld: "5-Coat-5-Bake" voor mobiele behuizingen: basiscoat → middencoat → PU-topcoat, elk gebakken bij 60°C.

Harden: thermisch bakken (150°C, 15°C, 30 minuten) van cross-link polymeren.

Voordelen:

Dikke barrières (60 ‰ 80 μm per laag) voor corrosiebescherming.

Veelzijdige texturen (matte/glans) en kleuren.

Toepassingen: schalen voor industriële apparatuur, consumentenelektronica.

4. Richtlijnen inzake ontwerp voor productie (DFM)

Eenvormige wanddikte:Behoud waar mogelijk ≥1,5 mm wanden; vermijd overgangen >0,3 mm om stressconcentratie te voorkomen.

Versterkingskenmerken:Voeg stijve ribben of flenzen toe om de stijfheid te verhogen zonder massa toe te voegen.

Vermijd scherpe hoeken:Gebruik een straal van ≥ 0,5 mm om het risico op breuken en stressfocussen te verminderen.

Symmetrische geometrie:Balance massaverdeling om ongelijke spanningen tijdens het bewerken te minimaliseren.

5- Toepassingen in de industrie en case studies

Luchtvaart:De staartsecties van raketten maken gebruik van spanningsvrije aluminiumlegeringen met Type III harde anodisering voor dimensionale stabiliteit onder thermische belastingen.

Elektronica:Telefoongehallen maken gebruik van 5-lagen spraysystemen voor krasbestandheid en esthetiek.

Optica:Kleine glascomponenten worden gepolijst door middel van magnetisch MRE-polijsten (0,32 T-veld) en bereiken een uniformiteit van 10,9%.