金属材料成形工艺是产品设计中的关键环节，直接影响产品的功能、外观和成本。作为设计师，了解并合理选择成形工艺至关重要。本文系统整理了金属材料的常见成形工艺，涵盖从原料到成品的完整流程，帮助设计师在设计阶段做出明智决策。
一、铸造工艺
铸造是将熔融金属注入模具中，冷却后获得所需形状的工艺。适用于复杂结构和大型零件。
- 砂型铸造：成本低，灵活性高，适合小批量生产。
- 压铸：高精度、表面光滑，适合大规模生产锌、铝等低熔点合金。
- 熔模铸造：用于高精度、复杂几何形状零件，如航空航天部件。
二、塑性成形工艺
通过外力使金属产生塑性变形，获得目标形状。
- 锻造：通过锤击或压力机成形，提高材料强度和韧性，常用于齿轮、轴类零件。
- 冲压：利用模具对板材进行剪切、弯曲或拉伸，适用于薄壁零件，如汽车外壳。
- 轧制：通过辊轮连续压制金属，生产板材、型材，如钢结构用梁。
三、连接与加工工艺
将多个零件组合或对现有零件进行精加工。
- 焊接：通过熔化或压力连接金属，常见方法包括电弧焊、激光焊。
- 机械加工：如车削、铣削、钻孔，用于高精度零件和原型制作。
- 钣金加工：结合切割、折弯和焊接，适用于机箱、外壳等薄板结构。
四、先进成形工艺
随着技术发展，新兴工艺为设计提供更多可能。
- 3D打印（增材制造）：直接由数字模型构建零件，支持复杂内部结构和定制化生产。
- 超塑性成形：在高温下拉伸金属，实现高变形率，用于航空航天轻量化部件。
- 液压成形：利用液体压力成形薄壁管件或板材，减少焊接需求。
五、工艺选择的关键因素
设计师需综合考虑以下因素：
- 材料特性：如强度、延展性、熔点。
- 生产批量：小批量适合柔性工艺（如机加工），大批量优选高效工艺（如冲压）。
- 成本与时间：铸造初始模具成本高，但单件成本低；3D打印无需模具，但材料成本较高。
- 可持续性：优先选择废料少、能耗低的工艺，如精冲或增材制造。
金属成形工艺多样，设计师应结合产品需求、材料性能和经济效益，选择最佳工艺。收藏此大全，可在设计初期快速评估可行性，提升作品质量和生产效率。
