Krótki przegląd: zalety i wady odlewania ciśnieniowego

Ostatnia aktualizacja: 23.06, czas na przeczytanie: 8min

Odlewanie ciśnieniowe to wszechstronne podejście w produkcji do tworzenia igłyzastrzyki komponentów motoryzacyjnych do konstrukcji meblowych.Pierwszą maszyną do odlewania ciśnieniowego była mała, ręczna maszyna wynaleziona w 1838 r. Rewolucyjny krok nastąpił po tym, jak Otto Mergenthaler stworzył maszynę linotypową w 1885 r., pierwszy sprzęt odlewniczy otwarty na rynek

Proces odlewania ciśnieniowego umożliwia dokładne tworzenie małych przedmiotów o skomplikowanych kształtach geometrycznych.Stosowana w tym procesie matryca wykonana jest z wysokiej jakości stali żaroodpornej.Matryca składa się z dwóch połówek, z których jedna jest ruchoma, a druga nieruchoma.Pomiędzy nimi znajduje się wnęka.Roztopiony metal jest wtryskiwany do tej wnęki, a podczas procesu do matrycy przykładane jest wysokie ciśnienie.

Maszyna odlewnicza

Ten artykuł wyjaśniszczegółowo proces odlewania ciśnieniowego, w tym jego zalety i wady w produkcji.

Podczas odlewania ciśnieniowego stopiony metal jest wtryskiwany pod wysokim ciśnieniem do stalowej formy o wysokiej wytrzymałości, dostosowanej do każdego elementu i wykorzystywanej do produkcji seryjnej.Dzięki temu produkty są precyzyjnie tworzone z powtarzalnością.Najczęściej stosowanymi materiałami do odlewania ciśnieniowego są stopy aluminium, cynku i magnezu.

Rodzaje procesu odlewania ciśnieniowego

1.          Odlewanie ciśnieniowe w zimnej komorze

Jedyna różnica między procesami odlewania ciśnieniowego z gorącą komorą i zimną komorą polega na tym, że komora wtrysku lub forma nie są wstępnie podgrzewane przed wtłoczeniem do niej stopionego metalu podczas procesu w zimnej komorze.Odlewanie kokilowe z zimną komorą stosuje się do stopów o wysokich temperaturach topnienia, takich jak aluminium i miedź.Oprócz tego można odlewać inne stopy metali żelaznych.Ten proces wymaga dodatkowego wyposażenia do ustawienia, zwykle zewnętrznego pieca i kadzi do wlewania stopionego metalu do maszyny.

2.          Odlewanie ciśnieniowe w gorącej komorze

Zwykle stopy o niskiej temperaturze topnienia, takie jak cynk, magnez, cyna i ołów, są odlewane za pomocą odlewania kokilowego w gorącej komorze.W odlewaniu ciśnieniowym z gorącą komorą tłok jest używany do wtłaczania stopionego metalu do wnęki matrycy przez gęsią szyję i dyszę.Ten stopiony metal jest utrzymywany pod wysokim ciśnieniem i może osiągnąć ciśnienie nawet 35 MPa.Następnie zapewniony jest palnik lub piec, który zwiększa temperaturę stopionego metalu, gdy metal krzepnie wewnątrz wnęki.Na koniec ruchoma połowa matrycy jest przesuwana, a odlewany element uzyskuje się za pomocą kołka wypychacza.

W bloku matrycy wykonano kilka kanałów ułatwiających obieg wody i oleju w celu schłodzenia matrycy, gdy stopiony metal wypełnia wnękę matrycy.Dzięki cyrkulacji wody i oleju podczas procesu można wydłużyć żywotność matrycy i skrócić czas cyklu procesu.

Zalety procesu odlewania ciśnieniowego

Masowa produkcja z odlewania ciśnieniowego

Proces odlewania ciśnieniowego ma kilka zalet dla sektora produkcyjnego.Główne korzyści obejmują:

1.  Szeroka gama materiałów roboczych

Chociaż stopy cynku i aluminium są najczęstszym materiałem roboczym w procesie odlewania ciśnieniowego, który był stosowany na dużą skalę w przemyśle wytwórczym, obsługuje on szeroką gamę materiałów, takich jak miedź, magnez, ołów i stopy żelaza.

2.  Produkcje masowe

Najlepsze w odlewaniu ciśnieniowym jest to, że można go użyć kilka razy po dostosowaniu matrycy.Matryca o wysokiej wytrzymałości i żaroodporności może pracować nawet milion razy, co najlepiej pasuje do masowej produkcji produktów i komponentów.

3.  Wysoka wydajność produkcji

Czas cyklu produkcji odlewów ciśnieniowych jest bardzo krótki w porównaniu z innymi metodami wytwarzania i odlewania.W zależności od specyfikacji komponentów i produktów waha się od 300 do 800 strzałów na godzinę.Chociaż czas cyklu dla drobnych części, takich jak zamek błyskawiczny

Zęby mogą osiągnąć nawet 18 000 strzałów na godzinę.

4.  Wysoka jakość wykończenia powierzchni i dokładność wymiarowa

Większość produktów i komponentów odlewanych ciśnieniowo może być natychmiast użyta bez dodatkowej obróbki lub wykańczania powierzchni.Jednak niektóre mogą wymagać drobnej obróbki w celu usunięcia niewielkiej niedoskonałości powierzchni powstałej na linii, w której dwie połówki matrycy oddzieliły się podczas procesu uwalniania.Ponieważ odlewanie ciśnieniowe wykorzystuje stopiony metal pod ciśnieniem, co przyczynia się do wysokiej sztywności i gładkiej powierzchni, eliminując jednocześnie ryzyko powstania chropowatych powierzchni i pustej przestrzeni, zapewnia doskonałe wykończenie powierzchni o wysokim stopniu dokładności wymiarowej.

5.  Doskonałe właściwości mechaniczne

Proces odlewania ciśnieniowego powoduje natychmiastowe zestalenie ciekłego metalu pod wysokim ciśnieniem, w wyniku czego powstaje drobnoziarnista struktura krystalizacji, przyczyniająca się do wysokiej udarności i udarności odlewanych elementów.

6.  Dolna granica grubości ścianki

Odlewanie ciśnieniowe może wytwarzać złożone komponenty geometryczne o małej grubości.Jednak w przeciwieństwie do form metalowych i odlewów piaskowych nie zmienia dokładności wymiarowej części o małej grubości.Mówiąc o limicie, odlewanie ciśnieniowe aluminium ma dolną granicę grubości ścianki wynoszącą 0,5 mm, podczas gdy stop cynku ma 0,3 mm.

7.  Ekonomiczna metoda

Odlewanie ciśnieniowe byłoby bardzo ekonomicznym procesem odlewania, gdyby producenci planowali produkcję komponentów w dużych ilościach, ponieważ pojedyncza matryca może być wielokrotnie używana przez dłuższy czas.Ponadto, ponieważ główny materiał roboczy jest zawsze w postaci stopionej, zmniejsza to zużycie materiału, ponieważ prawie 100% materiału roboczego zostanie wykorzystane do wytworzenia produktu.

8.  Można wstawić materiał wtórny.

W końcowych elementach odlewanych wielu skomplikowanych układów mechanicznych znajdują się wkładki lub skomplikowane elementy złączne.Odlewanie ciśnieniowe umożliwia producentom wybranie takich cech dla swoich produktów w razie potrzeby.W rezultacie oszczędza czas i pieniądze montażu, minimalizując koszty materiałów.Wreszcie, tutaj odlewanie ciśnieniowe poprawia wydajność części i całego produktu.

Wady procesu odlewania ciśnieniowego

Bez względu na to, jak zaawansowany jest proces, każda metoda produkcji ma wady w przypadku określonych zadań i sytuacji.

Przejdźmy teraz do każdego oszustwa procesu odlewania ciśnieniowego.

1.  Produkcja w małych seriach jest nieopłacalna ekonomicznie.

W przypadku produkcji na małą skalę nie jest to ekonomicznie opłacalna opcja.Jak już wspomniano, produkcja wykrojników jest dość kosztowna i można ich użyć tysiące razy.Dlatego jeśli komponenty nie muszą być produkowane w dużych ilościach, koszty produkcji będą znacznie wyższe.W niektórych przypadkach może to nie być ekonomicznie wykonalne, na przykład w przypadku odlewania ciśnieniowego elementów systemów energii wiatrowej.

2.  Limit wagowy do odlewania

Proces odlewania ciśnieniowego ma ograniczenie wagowe do produkcji komponentów i gotowych produktów.Jednak ogólna jakość odlewu przedmiotu ważącego mniej niż 15 funtów może być zagrożona przez kilka wad.

3.  Niska żywotność matrycy do stopów o wysokiej temperaturze topnienia

Niektóre stopy, w tym wykonane z aluminium, miedzi i metali żelaznych, mają wysoką temperaturę topnienia.W rezultacie żywotność matrycy podczas odlewania tych metali ulega skróceniu, a matryca musi mieć bardzo wysokie właściwości żaroodporne, których uzyskanie może być kosztowne.Ponadto odkształcenie cieplne na matrycy wpłynie na dokładność wymiarową i inne właściwości odlewanych przedmiotów.

4.   Wysoki koszt początkowy

Ze względu na wysoki koszt matryc, jednostki sterującej i innego niezbędnego wyposażenia rozpoczęcie odlewania ciśnieniowego jest procesem kapitałochłonnym.Ponadto wymagana jest rutynowa konserwacja sprzętu w celu utrzymania kontroli jakości i precyzji.Jest kosztowny w porównaniu z innymi procesami produkcyjnymi, takimi jak odlewanie w formach piaskowych, wtryskiwanie tworzyw sztucznych, obróbka skrawaniem, blacha itp. Produkcja masowa to jedyny sposób, aby odlewanie ciśnieniowe było opłacalne.

5.  Ryzyko porowatości

Ponieważ stopiony metal, który nie przepuszcza gazu, jest wtryskiwany do wnęki matrycy z dużą prędkością, odlewanie ciśnieniowe wiąże się z ryzykiem utworzenia wnęki gazowej w odlewanym produkcie.Dlatego elementy odlewane ciśnieniowo nie nadają się do pracy w wysokich temperaturach.

Wniosek

Odlewanie ciśnieniowe przewyższa inne techniki wytwarzania ze względu na swoje nowoczesne, unikalne zalety i przyjazny dla środowiska charakter pomimo drobnych wad.Obecnie automatyzacja w odlewnictwie ciśnieniowym jest u szczytu i dotyczy prawie wszystkich sektorów przemysłu, od energii odnawialnej i obronności po opiekę zdrowotną, lotnictwo i motoryzację.Nasza firma ProleanHub zapewnia profesjonalną obsługęUsługi odlewania ciśnieniowego aluminiumod doświadczonych profesjonalistów.Nasi doświadczeni projektanci, którzy mają wieloletnie doświadczenie w branży, tworzą formy dla Twojego produktu, a my używamy symulacji komputerowej, aby zapewnić jakość produktów odlewanych ciśnieniowo.Ponadto nasi inżynierowie kontroli jakości monitorują każdy etap procesu odlewania, aby zachować standard i tolerancję.Jeśli więc potrzebujesz usług związanych z odlewaniem ciśnieniowym, nie wahaj sięSkontaktuj się z nami.

FAQ

Co odróżnia odlewanie ciśnieniowe na gorąco od odlewania z zimną komorą?

Komora śrutu w procesie odlewania ciśnieniowego z gorącą komorą jest podgrzewana przed wtryskiem do niej stopionego metalu.Inną różnicą jest to, że metoda zimnej komory jest stosowana do metali o wysokich temperaturach wrzenia, podczas gdy metoda gorącej komory jest stosowana do metali o niskich temperaturach wrzenia.

Jaka jest główna zaleta odlewania ciśnieniowego?

 Odlewanie ciśnieniowe pozwala na tworzenie skomplikowanych geometrii (takich jak bloki silnika) z dużą dokładnością wymiarową.

Czy odlewanie ciśnieniowe jest kosztownym procesem?

Tak, do produkcji małoseryjnej.Ale w przypadku produkcji masowej jest to opłacalne podejście, ponieważ pojedyncza matryca jest używana wielokrotnie do odlewania identycznych przedmiotów.

W jakiej branży stosowane jest odlewanie ciśnieniowe?

Odlewanie ciśnieniowe jest używane głównie do odlewania komponentów samochodowych, energetycznych, wojskowych, medycznych, lotniczych i rolniczych.