Come progettare per la rigidità utilizzando le proprietà dei materiali

Che cos'è la rigidità?

Rigidità è quanto una cosa curve quando si preme su di esso. Se qualcosa è molto rigidonon si piegherà molto. Se non è rigido, si piegherà molto.

A Istar Machiningaiutiamo a realizzare pezzi che devono essere molto rigidi per molti usi. Sappiamo come scegliere i materiali giusti per rendere i vostri pezzi resistenti.

Perché la rigidità è importante

Parti rigide:

• Non piegarsi durante l'uso
• Mantengono la loro forma
• Funziona sempre bene
• Durata più lunga
• Non rompere

Parole chiave da conoscere

• Modulo di Young: Un numero che indica la rigidità di un materiale.
• Momento d'inerzia: Come la forma contribuisce a rendere rigido qualcosa
• Deviazione: Quanto si piega qualcosa
• Anisotropo: Materiale che è più rigido in un certo senso rispetto ad un altro

Materiali e loro rigidità

Vediamo quanto sono rigidi i diversi materiali:

A Lavorazione CNC dell'alluminio di Istar Machining negozio, utilizziamo il miglior alluminio per tutte le vostre esigenze.

Esempi del mondo reale

Ecco alcuni modi in cui le grandi aziende hanno utilizzato materiali rigidi:

1. Aereo Boeing 787: Usato fibra di carbonio per la scocca e ha ottenuto 20% più rigidità rispetto all'alluminio.
2. Auto Tesla: Le parti più grandi sono state ricavate da un unico pezzo di alluminio per renderle più rigide 30%
3. Parti di gambe e braccia per persone: Usato titanio con forme speciali per essere rigidi come le ossa (10-30 GPa)

Come la forma aiuta la rigidità

La forma del pezzo può renderlo più rigido anche se si utilizza la stessa quantità di materiale!

Questo è molto importante per Fresatura CNC a Istar Machining.

Matematica per la rigidità

Quanto si piega una parte = (Forza × Lunghezza³) ÷ (3 × Modulo di Young × Momento d'inerzia)

Questo significa che:

• Le parti più lunghe si piegano di più
• I materiali più rigidi si piegano meno
• Le forme migliori si piegano meno

Le forme migliori per la rigidità

Il nostro lavorazione CNC di precisione squadra a Istar Machining può creare queste forme per voi.

Suggerimenti per realizzare parti più rigide

1. Scegliere il materiale giusto

Per parti molto rigide e leggere:

• Fibra di carbonio
• Titanio

Per parti rigide e a basso costo:

• Acciaio
• Alluminio

Per le parti che non hanno bisogno di molta rigidità:

• Plastica
• Legno

2. Utilizzare le forme intelligenti

• Cava è migliore di quello solido
• Travi a I sono molto buoni
• Costole e tasselli aiutare molto
• Più altezza = maggiore rigidità

Il nostro Lavorazione a 5 assi può realizzare anche le forme rigide più complesse.

3. Attenzione ai punti deboli

• Gli angoli affilati rendono le parti 40-60% più deboli
• Utilizzo angoli arrotondati
• Fare cambiamenti fluidi in spessore
• Aggiungi altro materiale dove le forze colpiscono

Verifica della progettazione rigida

È necessario assicurarsi che il design sia sufficientemente rigido:

1. Test al computer: Utilizzare i programmi per vedere se il pezzo si piega troppo.
2. Test reali: Realizzare il pezzo e spingerlo per vedere se si piega.
3. Standard: Seguire regole come la ISO 527 per eseguire un test corretto

A Istar MachiningPossiamo aiutarvi a testare i vostri pezzi per assicurarci che siano sufficientemente rigidi.

Nuovi modi per realizzare parti rigide

Stampa 3D con modelli all'interno

• Possono essere 70% rigidi come parti solide
• Pesa 50% in meno
• Risparmio di materiale e denaro

Materiali misti

• Utilizzare materiale rigido solo dove necessario
• Risparmio di peso e costi
• Ottenere il meglio di entrambi i materiali

Il nostro Lavorazione di prototipi CNC Il nostro team può aiutarvi a sperimentare queste nuove idee.

Esempi per settore

Auto

• Necessità di molle con rigidità di 139 N/mm
• Utilizzare molle elicoidali in acciaio (257 N/mm)
• Aggiungere le barre antirollio (17 Nm/deg)

Aerei

• Necessità di parti molto leggere e rigide
• Utilizzare la fibra di carbonio
• Risparmio di peso ma mantenimento della rigidità

Medico

• Necessità di parti rigide come ossa
• Utilizzare il titanio con forme speciali
• Non deve rompersi all'interno delle persone

Come progettare la parte rigida

1. Pensate alle forze: Dove sarà spinto? Con quale intensità?
2. Scegliete il materiale: Utilizzate la tabella qui sopra per aiutarvi
3. Scegliere una buona forma: La cavità è meglio del solido
4. Controllare i punti deboli: Arrotondare tutti gli angoli
5. Testate il vostro progetto: Usare il computer prima di farlo
6. Realizzare un pezzo di prova: Vedere se funziona come si desidera
7. Realizzare la parte finale: Ora potete farne tanti

Perché scegliere Istar Machining per le parti rigide

A Istar MachiningSappiamo come realizzare componenti che siano:

• Molto rigido
• Il peso giusto
• Il giusto costo
• Fatto in fretta
• Fatto bene

Il nostro lavorazione CNC del titanio e lavorazione CNC dell'acciaio I nostri team sono pronti ad aiutarvi con la vostra prossima parte rigida.

Conclusione

Realizzare parti rigide significa:

1. Scegliete materiali con un elevato modulo di Young
2. Utilizzare forme intelligenti come i tubi cavi
3. Attenzione ai punti deboli
4. Testate il vostro progetto

Con l'aiuto di Istar Machining, i vostri pezzi saranno rigidi come devono essere!