五金手板制作是一种用于验证产品设计、结构及功能可行性的工艺，通常用于机械零件、电子产品外壳、工具或精密零部件的小批量制作。相比3D打印（塑料/树脂），五金手板更注重材料性能（如强度、耐温、导电性）和加工工艺（如CNC、冲压、焊接等）。以下是五金手板制作的详细流程：

一、设计阶段

产品需求分析明确五金手板的用途（功能验证、外观确认、装配测试等）和材料要求（如不锈钢、铝合金、铜、钢等）。确定尺寸精度、表面处理要求（如电镀、喷涂、阳极氧化等）以及是否需要后续加工（如螺纹孔、凹槽等）。

3D建模与图纸设计使用CAD软件（如SolidWorks、UG NX、AutoCAD）设计三维模型，并生成二维工程图纸。标注关键尺寸、公差要求、表面粗糙度等参数。例如：尺寸公差：±0.05mm（精密零件）或±0.1mm（一般零件）；表面粗糙度：Ra 1.6~3.2（普通加工）或Ra 0.8（高光面）。

二、材料与工艺选择

材料选择铝合金（如6061、6063）：轻质、易加工，常用于外壳或结构件；不锈钢（如304、316）：耐腐蚀性强，适合精密零件或户外设备；铜/黄铜：导电性好，适合电子接插件或散热部件；碳钢/合金钢：高强度，适合承受载荷的机械零件。

加工工艺选择CNC加工：适合高精度、复杂形状的零件（如曲面、螺纹、凹槽）；冲压/钣金加工：适合薄壁金属零件（如外壳、支架）；3D打印（金属）：适合复杂结构或小批量功能性验证（如选择性激光烧结SLM）；焊接/组装：多部件组合时需焊接或螺纹连接（如铰链、卡扣结构）。

三、五金手板制作流程

1. CNC加工（典型流程）

编程与刀具路径规划根据3D模型生成数控程序（G代码），设置切削参数（如转速、进给率、切深）。选择刀具类型（如平底刀、球头刀、铣刀）和材料（硬质合金刀粒适用于钢材加工）。

装夹与对刀将金属坯料固定在CNC机床工作台上，使用百分表校正确保垂直度。对刀仪标定刀具起始位置，避免加工偏差。

粗加工与精加工粗加工：快速去除多余材料（如使用大直径刀具、高进给率），保留0.5~1mm余量；精加工：细化表面（如使用小直径刀具、低进给率），达到设计公差和表面粗糙度。

去毛刺与清洗用锉刀、砂纸或抛光机去除加工产生的毛刺；超声波清洗机去除油污和碎屑。

2. 冲压/钣金加工（适用于薄壁件）

模具设计与板材切割根据图纸设计落料模、折弯模或拉伸模；使用激光切割机或线切割机裁剪金属板材（如厚度1~3mm的不锈钢板）。

冲压成型通过冲床进行落料、折弯、拉伸等工序，形成零件基础形状；如需复杂曲面，可增加二次成型或热压工艺。

焊接与组装对多个冲压件进行焊接（如氩弧焊、激光焊）或铆接；打磨焊缝并检验密封性（如需防水/气密性）。

3. 表面处理

喷涂与电镀喷涂：喷砂处理→喷底漆→烘干→喷面漆→烘烤固化（如钢琴黑、哑光灰等效果）；电镀：化学除油→酸洗→镀镍/铬→抛光（适用于不锈钢、铜件）。

阳极氧化（铝合金）通过电解氧化生成致密氧化膜（颜色可选），提升耐磨性和耐腐蚀性。

丝印与镭雕丝印：在表面印刷文字、logo或标识（如使用环氧树脂油墨）；镭雕：激光刻蚀文字或图案（如序列号、二维码）。

四、质量检测与验收

尺寸检测使用三坐标测量仪（CMM）或千分尺检测关键尺寸，对比设计图纸的公差要求。

功能测试模拟实际使用场景，测试装配配合度、活动部件（如铰链、滑轨）的流畅性，以及承重能力等。

外观检查目视检查表面是否有划痕、凹陷或色差；使用光泽度仪检测表面处理效果（如高光、哑光）。

五、常见问题与解决方案

加工变形原因：金属切削时因余量不均或材料应力释放导致变形；解决方案：优化刀具路径，预留均匀余量，或采用热处理（如退火）预处理坯料。

表面粗糙度差原因：刀具磨损或切削参数不当；解决方案：定期更换刀具，调整转速和进给率。

焊接缺陷原因：焊缝气孔、未熔合或变形；解决方案：优化焊接参数（如电流、电压），使用夹具固定焊件。

六、优势与局限性

优势：材料性能接近量产标准（如强度、导电性）；适合高精度、复杂结构的手板制作；表面处理多样，可模拟真实产品外观。

局限性：成本较高（CNC加工或冲压模具费用）；周期较长（相比3D打印），尤其是复杂零件；小批量制作时单件成本显著高于量产。

应用场景

机械设备：齿轮、轴套、外壳等精密零件验证；

电子产品：铝合金散热器、不锈钢支架、接插件功能测试；

医疗器械：手术器械、设备外壳的人体工程学验证；

汽车配件：车灯罩、内饰件、轻量化结构件的装配测试。

通过五金手板制作，可以在量产前暴露设计缺陷，优化产品结构，降低后期开模风险和成本。