金屬工藝品生產製作流程

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一般坊間是如果製作金屬工藝品?

製作金屬工藝品最常見的方法是通過鑄造。古老的金屬鑄造藝術已經有大約7000年的歷史,製作出各種各樣的精美藝術品。在鑄造過程中,熔化的金屬從坩堝轉移到模具中。模具冷卻之後,就型成一個完美復制的金屬工藝品。

雖然鑄造是製作金屬工藝品的一種成本相對較低的生產方法,但金屬表面會比較粗糙,而且需要進一步拋光打磨,才可以有如鏡面的金屬表面效果。如果金屬工件的形狀較簡單而平坦,拋光會比較容易。

但如果金屬工藝品有很多細節,這樣拋光就相對困難了。這就需要用非常小的研磨工具來拋光突出細節部分及特徵,同時確保工件無出現砂孔或變形情況。在此同時,而最重要的是能夠加工出完美表面效果。

但這需要靠大量熟練磨光師傅,但由於是依靠人手操作,磨光標準較難統一而且會存在差異化。所以較難保證在合理的生產成本下質量保持一致。

鈑金工藝冷沖壓加工先驅

Crystocraft是工藝禮品行業中首家公司,採用冷沖壓/成型/加工技術來製作各種金屬工藝品及擺件。Crystocraft 一直在使用這種自家研發的生產過程來製造我們金屬部件,從而保持精細的輪廓,鏡面一樣的表面處理,以及品質的一致性。 這冷沖壓金屬工藝應用上,需要比鑄造更堅硬和精確的模具,才可以令鋼板金片變形。舉個例子,在玻璃加工技術上,需要用鑽石來切割玻璃,因為鑽石的硬度比玻璃要高。 所以我們需要大量的時間、精力及投資來準備一系列硬度強於鋼鐵的精密模具,才能讓創造出 Crystocraft 別樹一幟的金屬工藝品。這就是為什麼這種應用於金屬藝術的冷沖壓加工技術,在金屬禮品市場上並不常見。而你在市場上能找到的大多數金屬工藝品都是利用較低成本的金屬鑄造,或合金注射成型。 自上世紀80年代以來,Crystocraft一直是金屬工藝品冷沖壓加工應用的業界先驅。我們致力於在行業中保留這種核心工藝,打造獨一無二的完美精品。

一切原始於設計

我們的金屬工藝品創作之旅從產品設計開始。首先我們的設計師和Crystocraft 團隊會對市場、主題和項目範圍進行了廣泛的研究,徹底了解我們想要實現的目標。我們致力創造市場獨有的設計,目標讓產品成為永恆的傑作,希望為客戶帶來不一樣的驚喜。

我們的設計師會先手繪出不同的概念。每個概念都將有自己的風格和獨特的特點,希望吸引的目標市場。而同一時間工程及生產團隊會根據設計師的美學特徵,確定在技術限制下的可行性。經過篩選不同的設計方案後,我們找到最能滿足市場、技術及市場的最後方案。

挑選出最後的設計方案後,我們的設計師會創建石膏模型來進一步於3D作更詳細的設計。對於比較需要生動的工藝品造型,我們的設計師更希望使用石膏來建模型。我們也會使用3D軟件如Rhinoceros來創建3D模型。建模後我們的3D打印機可以在幾小時內打印出與3D模型完全相似的原型。

金屬鈑金部件設計

冷沖壓加工與鑄造注射成型有很大區別,後者利用模具冷卻凝固熔化的金屬製造成品。而冷沖壓加工技術卻使用金屬鈑金片利用沖壓機,經過一步步生產工序製作出各種金屬零件。最後將零件焊接成為精美的工藝品擺件。

這有點類似汽車生產,利用巨大的液壓機將鋼鈑金片切割和成形,製作不同的車身部件。將不同的金屬部件用機械臂或手工焊接和組裝。

根據我們工藝師的豐富經驗,他們將工藝品設計分解成不同的金屬零件,配合我們的沖壓機生產流程。下圖展示了生產產品所需的不同金屬零件。

在確定金屬零件應該如何拆分後,我們的工程師將為所有金屬零件繪製精確尺寸的技術圖紙。然後這些圖紙將會交給下一階段的模具製造部門。

冷沖壓沖裁、成形與模具製造

模具工程圖紙

模具部門的工程師會根據零件圖尺寸開始模具設計。工程師需要製作詳細的工程圖紙,才可以讓模具師傅進行下一步工序。

沖壓沖裁生產流程

沖壓是用鋼捲或板料生產零件的第一道工序。沖裁出金屬部件的最初外邊形狀。然後毛坯將傳遞給其他部門作沖壓和成型工藝。

金屬沖裁模具製作

金屬沖裁模具的硬度要求非常高,因為需要足夠鋒利及堅硬才可以精準地剪裁鋼鈑金片。首先,模具師傅把模具鋼塊磨成所需的尺寸,然後再進行熱處理,從而進一步提高硬度。由於熱處理後的模具鋼塊硬度與銑刀相約,因此經過熱處理工藝後就無法用銑床加工。

在這個階段,只有電火花線切割才可以進一步加工模具鋼。電火花線切割是一個緩慢但非常精確的加工工藝。加工公差可以低於0.005毫米。冷沖裁模具需要的準確度非常高,才可以製作出漂亮毛坯邊緣。這也會影響到在之後的成型和拉伸生產過程,能夠確保最終工件的所有設計細節都能夠完美地呈現出來。

成型及拉伸工藝流程

毛坯裁剪後必須通過沖壓機進行 「成型 」或 「拉伸」,才能做出立體形狀。我們使用的鋼鈑金片具有一定的延展性,可稍微拉伸以形成所需的形狀。

但是成形的立體設計上,我們必須避免較尖銳的地方,這可能會在成型過程中讓板金片撕裂。另外鈑金片沖壓成形後也會稍微「回彈」。要需要團隊進行多次試驗,才能確定生產所需的合適參數。

拉伸模具製造

拉伸模具包括凹模和凸模。與沖裁模具一樣,對硬度的要求較高。首先,模具師傅將把模具鋼進行熱處理,增加堅硬度。

然後,模具師傅需要製作一對 「銅模」。與鋼相比,銅是一種更柔軟的材料。使用銑床和雕刻工具更容易製造出模型所需的形狀和尺寸。

最後,銅模安裝在電火花加工機,利用高壓電力「腐蝕」堅硬的鋼模具。經過12 – 24小時漫長加工,視乎所需的模具尺寸和精度。在大多數情況下,拉伸模具比沖裁模具製作上更複雜,需要更長的時間來製造。

打孔工藝流程

青蛙擺件的身體頂部成型後,打孔的下一個過程。

不是所有孔和圖案都能在一台沖壓機上完成。由於有些孔或圖案不在同一個平面上,有時我們需要分成幾個穿孔過程。

透過工匠精神製作出完美傑作

要從零開始創建像這青蛙的雕塑藝術品,需要大約3 – 6個月的模具開發,這涉及到不同領域的金屬製造專業知識和工藝。以下圖中就是我們其中的沖壓流程的大約10套模具。

除了大型沖壓機的模具外,許多小型手壓機也需要模具和模組來生產較小的金屬零件。這些小型手壓工具也需要類似的製造流程。

焊接工藝及夾具設計

下一階段我們將使用電脈衝焊機焊接不同的金屬部件。這需要夾具保持金屬零件在焊接過程的正確位置。焊接工藝師也會按不同的工件,調整電脈衝強度,以保證焊接的位置不會留下明顯的「疤痕」或對工件的損害。

電鍍工藝

焊接過程結束後,下一步就是對金屬進行最後的表面處理 – 電鍍工藝。金屬部件將首先會利用超聲波作清洗,去除油脂。第一層電鍍為20-30微米的銅鍍層,先讓金屬表面有基礎的光滑度,以達到鏡面效果。下一個電鍍層是3-5微米的鎳,加強電鍍層的保護,並增強鏡面反光效果。最後的電鍍層將會因客戶所要求的顏色,可為鉻/金/玫瑰金/槍黑。

鑲嵌水晶、包裝及運送交付

最後,電鍍完成的金屬部件在我們的倉庫經過質量檢查及登記。根據客戶訂單的要求,我們用鉗子把水晶鑲嵌在金屬零件上。最後一步就是包裝及品質檢測,準備寄往世界各地的客戶。

可以在我們網站看看其他類型題材的工藝擺件。

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