Odlewanie ciśnieniowe

Odlewanie ciśnieniowe: szczegółowe omówienie procesu, rodzajów i powodów, dla których go używamy

Odlewanie ciśnieniowe to jedno z tych terminów produkcyjnych, które stale słyszy się w branży. Zasadniczo jest to metoda wytwarzania części metalowych z naprawdę dużą precyzją, zwykle w oparciu o określone stopy odlewnicze. W tym poście przyjrzymy się dokładniej, na czym właściwie polega ten proces, przedstawimy różne sposoby, w jakie można go przeprowadzić, i dowiemy się, dlaczego tak wielu producentów woli ten proces od innych dostępnych opcji.

Czym dokładnie jest odlewanie ciśnieniowe?

Kiedy ludzie pytają „co to jest odlewanie ciśnieniowe”, najprostszą odpowiedzią jest to, że jest toodlew metalowytechnika polegająca na metalowych matrycach – które w zasadzie są po prostu formami wielokrotnego użytku – w celu nadania kształtu produktowi końcowemu. Podstawowa koncepcja jest dość prosta: bierzesz roztopiony metal, wlewasz go lub wstrzykujesz do stalowych matryc, a następnie pozostawiasz, aż stwardnieje. Gdy metal ponownie zamieni się w bryłę, wyjmij część z formy, wykonaj trochę prac porządkowych i gotowe.

Przeważnie, gdy mówimy o odlewaniu ciśnieniowym, mamy na myśli-metale nieżelazne. Przyglądamy się materiałom takim jak aluminium, cynk, magnez i różne stopy tych metali. To powiedziawszy, możliwe jest użycie innych metali, jeśli mają one podobne temperatury topnienia, ale te wymienione są najczęstsze.

Jeśli się nad tym zastanowić, odlewanie ciśnieniowe jest w rzeczywistości bardzo podobne do formowania wtryskowego. Główną różnicą jest tylko materiał. Formowanie wtryskowe zwykle dotyczy stopionego tworzywa sztucznego, podczas gdy odlewanie ciśnieniowe dotyczy stopionego metalu (lub czasami proszku metalowego ze spoiwami). Ponieważ mamy tu do czynienia z metalem, proces naturalnie wymaga znacznie wyższych temperatur i znacznie wyższych ciśnień. Dlatego formy (matryce) muszą być wykonane ze stali-o wysokiej wytrzymałości; muszą być wystarczająco silni, aby poradzić sobie z takim stresem. Formy plastikowe mogą być wykonane z tańszych materiałów, ale w przypadku metalu potrzebna jest-wytrzymała stal.

Gdzie używamy odlewania ciśnieniowego?

Wszędzie widzisz-części odlewane ciśnieniowo, w różnych gałęziach przemysłu. Jest to bardzo powszechne w przypadku takich rzeczy jak:

• Samochody i ciężarówki:Elementy takie jak bloki silnika, obudowy skrzyń biegów, a nawet felgi kół są często-odlewane ciśnieniowo.
• Elektronika:Jeśli spojrzysz na obudowę swojego laptopa, smartfona czy aparatu, jest duża szansa, że ​​właśnie w ten sposób została wykonana.
• Sprzęt AGD:Proste rzeczy, takie jak wsporniki, uchwyty na lodówkach lub radiatory.
• Maszyny latające:Przemysł lotniczy wykorzystuje go do produkcji różnych elementów wyposażenia i części samolotów.
• Sprzęt fabryczny:Pompy przemysłowe, korpusy zaworów i obudowy-do ciężkich zastosowań.

Przerwanie procesu odlewania ciśnieniowego

Rzeczywista mechanika procesu może się nieco zmienić w zależności od używanego metalu i tego, co ma zrobić końcowa część. Na przykład czasami metal jest po prostu wlewany grawitacyjnie, a innym razem jest tam wstrzeliwany pod szaleńczo wysokim ciśnieniem.

Ale ogólnie rzecz biorąc, jeśli spojrzymy na typowy cykl, zwykle obejmuje on sześć głównych kroków:

1. Tworzenie formy

Po pierwsze, potrzebujesz formy. W tej branży forma to metalowa matryca z pustą przestrzenią w środku, ukształtowaną dokładnie tak, jak część, którą chcesz wykonać. Obecnie inżynierowie używają wymyślnego oprogramowania, takiego jak CAD i CFD, do projektowania tych rzeczy. Przeprowadzają symulacje, aby sprawdzić natężenie przepływu, temperaturę i sposób rozpraszania ciepła, aby upewnić się, że wszystko będzie działać, zanim faktycznie to zbudują.

Gdy projekt jest już dobry, producenci narzędzi wycinają formę ze stali za pomocą maszyn CNC. To bardzo krytyczny krok. Jeśli poświęcisz czas na wykonanie formy-o naprawdę wysokiej jakości, oszczędzisz sobie późniejszych problemów związanych z kiepskimi powierzchniami lub częściami, które nie wypełniają się całkowicie.

2. Przygotowanie formy

Zanim zaczniesz odlewać, musisz przygotować formę. Zwykle obejmuje to dwie połowy: stronę stałą i stronę ruchomą. Trzeba oczyścić formę i podgrzać ją. Następnie spryskaj wnętrze smarem. Smar ten jest ważny, ponieważ pomaga kontrolować temperaturę, zapobiega przywieraniu metalu i ułatwia późniejsze wysunięcie części. Po nasmarowaniu maszyna bardzo mocno zaciska obie połówki.

3. Wstrzykiwanie metalu

Teraz następuje główne wydarzenie. Musisz wypełnić tę formę roztopionym metalem. Możesz to zrobić za pomocąOdlewanie grawitacyjne, gdzie po prostu wlewasz metal i pozwalasz, aby grawitacja wykonała pracę. Lub możesz użyćOdlewanie pod wysokim-ciśnieniem. Tutaj wtryskujesz metal pod ciśnieniem od 100 do 1800 barów. Metoda-wysokociśnieniowa jest zwykle lepsza, jeśli chcesz mieć cienkie ściany, skomplikowane kształty i gładsze wykończenie, ponieważ ciśnienie wciska metal w każdą najmniejszą szczelinę.

4. Faza chłodzenia

Gdy metal znajdzie się w środku, musisz poczekać. Etap chłodzenia polega na umożliwieniu zestalenia metalu. Musisz to dokładnie kontrolować, ponieważ jeśli stygnie zbyt szybko lub zbyt wolno, możesz zepsuć wewnętrzną strukturę metalu. Zasadniczo musisz po prostu poczekać, aż będzie wystarczająco solidny, aby móc się ruszyć.

5. Wyrzucanie (usuwanie części)

Gdy część jest już solidna, maszyna odblokowuje połówki formy. Następnie wypychacze (wbudowane w formę) wypychają odlew na zewnątrz. Można to zrobić ręcznie, ale zazwyczaj maszyny radzą sobie z tym automatycznie.

6. Wykończenie

Nawet po wydaniu tej części nie jesteś całkiem skończony. Zwykle przymocowany jest dodatkowy metal - na przykład „prowadnice” lub „wlewki”, w których metal dostał się do formy. Musisz je przyciąć. Zwykle ten złom jest po prostu wrzucany z powrotem do pieca w celu ponownego przetopienia. Czasami część wymaga szlifowania lub obróbki, aby wyglądała idealnie, ale często jest całkiem dobra zaraz po wyjęciu z formy.

Różne typy: komora gorąca i zimna

Istnieje kilka sposobów odlewania ciśnieniowego, ale dwa najważniejsze, o których naprawdę musisz wiedzieć, toGorąca komoraIZimna Komnata.

Odlewanie ciśnieniowe w gorącej komorze

W tej konfiguracji piec jest faktycznie zbudowanywewnątrzmaszyna. Nazywa się to „komorą gorącą”, ponieważ metal jest utrzymywany w wysokiej temperaturze bezpośrednio w maszynie. Istnieje system „gęsiej szyi”, który podaje metal do matrycy. Ponieważ metal jest już na miejscu, stopiony i gotowy, proces ten jest naprawdę szybki. Cykle mogą być bardzo szybkie, co czyni go doskonałym do masowej produkcji. Haczyk: nie można go bardzo nagrzać, bo uszkodzisz elementy maszyny. Dlatego stosuje się go głównie do metali o niższych temperaturach topnienia, takich jak cynk, ołów lub magnez.

Odlewanie ciśnieniowe w zimnej komorze

Dotyczy to metali, które topią się w znacznie wyższych temperaturach, takich jak aluminium lub miedź. Nie można ich stopić w maszynie odlewniczej, ponieważ zniszczyłoby to mechanizm wtryskowy. Zamiast tego topi się metal w oddzielnym piecu znajdującym się w pobliżu. Następnie pracownik (lub ramię robota) za pomocą kadzi zbiera stopiony metal i wlewa go do cylindra wtryskowego maszyny („komora zimna”). Następnie tłok hydrauliczny wbija go w matrycę. Jest to proces wolniejszy niż metoda z gorącą komorą, ale jest konieczny, jeśli chcesz, aby części były wykonane z mocniejszych materiałów, takich jak stopy aluminium.

Dlaczego producenci lubią odlewanie ciśnieniowe? (Korzyści)

Odlewanie ciśnieniowe nie jest niczym nowym, ale nadal jest jednym z ulubionych w świecie produkcyjnym. Oto dlaczego ludzie się tego trzymają:

• Złożone kształty są łatwe:Tą metodą można wykonać naprawdę skomplikowane części. Ze względu na wysokie ciśnienie metal może wypełnić bardzo cienkie ścianki, z którymi inne metody odlewania po prostu nie mogą sobie poradzić.
• Idealne do masowej produkcji:Gdy już masz formę, możesz niezwykle szybko wypompować części. Jest bardzo wydajny przy wytwarzaniu tysięcy lub milionów tego samego przedmiotu.
• Nowoczesna i zaawansowana-technologia:Dobrze współpracuje z automatyką, robotami i nowoczesnym oprogramowaniem do projektowania. Pasuje idealnie do fabryki-zaawansowanej technologii.
• Tanie na dłuższą metę:Jasne, maszyna i forma kosztują dużo z góry. Ale kosztna częśćjest bardzo niski w przypadku dużych głośności. Jest to jeden z najtańszych sposobów działania, jeśli robisz dużo rzeczy.
• Gładkie wykończenie:Części zazwyczaj wyglądają naprawdę dobrze. Często nie trzeba dużo polerować ani szlifować, co oszczędza czas i pieniądze.

To nie jest idealne (ograniczenia)

Oczywiście odlewanie ciśnieniowe ma również swoje wady. Ważne jest, aby podejść realistycznie do tego, czego nie może zrobić.

• Drogie na początek:Największą przeszkodą są koszty początkowe. Wykonanie formy (oprzyrządowania) jest bardzo kosztowne. Jeśli potrzebujesz wykonać tylko 50 części, nie używaj odlewania ciśnieniowego. Jest to tego warte tylko wtedy, gdy zarabiasz tysiące.
• Pęcherzyki i porowatość:Ponieważ wstrzeliwujesz metal tak szybko, możesz uzyskać turbulencje, które zatrzymują pęcherzyki powietrza wewnątrz metalu. Inżynierowie próbują rozwiązać ten problem poprzez dobry projekt formy, ale zawsze wiąże się to z ryzykiem.
• Limity rozmiaru:Nie da się z tego zrobić masywnych części. Istnieje ograniczenie wielkości matryc i maszyn. Jeśli potrzebujesz gigantycznej metalowej rury, prawdopodobnie będziesz potrzebować innej metody, na przykładodlewanie odśrodkowe.

Podsumowanie

Podsumowując, odlewanie ciśnieniowe jest w zasadzie siłą napędową nowoczesnej produkcji. Pozwala nam tworzyć złożone, lekkie i mocne części metalowe bez większych problemów. Pod względem szybkości i wykończenia powierzchni przewyższa starsze metody, takie jak odlewanie piaskowe, dlatego-jest to najczęściej wybierane rozwiązanie w przypadku takich elementów jak aluminiowe części samochodowe.

Chociaż wysokie koszty początkowe i ograniczenia dotyczące rozmiaru oznaczają, że nie jest to rozwiązanie dla każdego, w przypadku masowej produkcji trudno go pokonać. W miarę ulepszania się technologii, większej automatyzacji i lepszych symulacji, odlewanie ciśnieniowe będzie coraz bardziej wydajne.

ABIS MOLD Technology Co., Ltd jest jednym z najbardziej znanych producentów odlewów ciśnieniowych w Shenzhen i dostawców z Chin, zapraszamy do hurtowego odlewania ciśnieniowego aluminium, odlewania ciśnieniowego cynku, form wtryskowych metali, oprzyrządowania do odlewów ciśnieniowych, form sprzętowych z naszej fabryki.