[КЕЙС] Резка металла на Wazer для последующей штамповки: создание складной походной печки

Из этого обзора вы узнаете о примере применения настольного гидроабразивного станка Wazer Уинстоном Сяо, стажером отдела Wazer по разработке продуктов. Уинстон рассказывает о том, как вырезал на станке детали для складной походной печки.

Содержание

Листовой металл + штамповка = складная горелка Origami

Как заядлый турист, я всегда ищу новые крутые аксессуары, которые можно добавить в свой походный набор. Одна вещь, в которой я всегда нуждался — это портативная горелка для приготовления пищи на природе, достаточно компактная и легкая. Естественно, я искал такую в Интернете, но ничто из того, что я нашел, не удовлетворяло все мои потребности. Практически все варианты были слишком громоздкими и неповоротливыми. Мне нужно было что-то, что могло бы приготовить котлету для гамбургера или вскипятить небольшой чайник воды.

Изготовление деталей под выпрессовку

Следующим логическим шагом было спроектировать для себя горелку с нуля, с учетом всех моих требований. Снаряжение для кемпинга должно быть легким, но детали должны выдерживать экстремальные температуры, поэтому очевидным выбором стал тонкий лист из нержавеющей стали. Однако тонкий листовой металл в своем естественном состоянии слишком хрупок, чтобы выдержать несколько походов, поэтому пришлось найти другое решение.

Вместо того, чтобы изучать различные материалы, я решил использовать традиционный метод придания жесткости тонкому металлу: прессование. Вдохновленный успехом участников сообщества 3D-печатников в области создания сложных пресс-форм, я решил создать оснастку с помощью WAZER.

Напечатанные на 3D-принтере изделия могут обеспечить высокую точность, но их прочность ограничена прочностью пластика, которым они были напечатаны. Вырезанные на WAZER металлические детали не имеют таких ограничений, но таким путем можно получить только простые двухмерные формы.

Складной дизайн

Общий дизайн горелки был вдохновлен оригами — фигурой Креслинга. Это складная конструкция, совершенно плоская в сложенном виде, то есть занимает минимум места. Поскольку материал, который я планировал использовать, был очень тонким, его можно было без проблем сложить. Фигура Креслинга разворачивается в жесткую и устойчивую форму бипирамидальных песочных часов, которая отлично подходит для использования в качестве горелки.

Небольшие отверстия были добавлены около дна, для поддува. Петли использовались для складывания.

Преобразование плоского листового металла в трехмерную конструкцию

Хотя гидроабразивная резка обычно проходит лишь в двух измерениях, её возможности ограничены только вашим воображением. Существует бесчисленное множество способов создания трехмерных объектов с помощью WAZER, но последующее прессование было наиболее практичным способом достичь моей цели по укреплению тонких металлических листов.

Штамповка, как правило, представляет собой промышленный процесс, в котором задействовано тяжелое оборудование, которое формирует металл путем прессования заготовки под огромным давлением, поэтому использование этого метода производства для изготовления на заказ сложно, но вполне возможно с WAZER.

Чтобы штамповать металл, нужна оснастка, которая должна выдерживать огромные нагрузки, не деформируясь, но при этом быть не настолько жесткой, чтобы повредить прессуемый материал.

Резка и штамповка листового металла

Раскрой деталей не занял много времени: за три часа были вырезаны все восемь панелей. Панели были спроектированы так, чтобы иметь стратегически расположенные треугольные вырезы, которые служили бы направляющими отверстиями для штамповки и снижали вес изделия.

Эти треугольные вырезы были интегрированы в пирамидальную форму изделия и соответствовали геометрической теме дизайна. После штамповки панели приобрели жесткость.

Однако отштампованные детали теперь приобрели объем, который мешал складываемости конструкции. Чтобы компенсировать это, было добавлено больше вырезов, чтобы каждое проштампованное отверстие с выпуклыми краями укладывалось в другое.

Оснастка

Оснастка для выпрессовки контуров отверстий состояла из двух стальных опорных пластин и алюминиевой, толщиной 1 мм, и трех стальных направляющих установочных штифтов. Толстые стальные опорные пластины были вырезаны из прочной толстой заготовки, чтобы противостоять изгибу и деформации при огромном давлении пресса. Тонкий алюминий использовался в качестве прижимной поверхности, потому что глубины прессования в 1 мм было достаточно для получения ребер жесткости, а алюминий достаточно мягок, чтобы прижимать панели из нержавеющей стали, не повреждая поверхность и не пробивая панели полностью.

Стальные установочные штифты использовались в качестве направляющих стержней, удерживая две половины оснастки на одной линии во время штамповки. При промышленном прессовании направляющие стержни обычно располагаются вне области прессуемой заготовки, но резка прессового инструмента, достаточно большого, чтобы охватить деталь, была бы не практичной и не экономной, поэтому направляющие стержни были перемещены внутрь.