TL;DR

En la fundició per injecció, el disseny dels canals d'entrada i eixugues és una disciplina d'enginyeria clau que determina la qualitat de la peça final. Els canals d'entrada són els passatges que distribueixen el metall fos des del bec, mentre que les eixugues són obertures amb mides precises que controlen com entra el metall a la cambra del motlle. Un sistema d'entrada correctament dissenyat és essencial per gestionar la velocitat del flux, minimitzar la turbulència, reduir la pèrdua de calor i prevenir defectes com porositat i tancaments prematurs, assegurant així la producció d'un component dens i d'alta integritat.

Fonaments del sistema d'entrada: definició de canals d'entrada, eixugues i becs

L'èxit de qualsevol operació de motatge comença amb una comprensió fonamental del seu sistema d'alimentació. Aquesta xarxa de canals, coneguda com a sistema de colada, és responsable de transportar el metall fos des de la màquina de motatge fins a la cambra del motlle sota una pressió immensa i a alta velocitat. Els components principals del sistema —el bec, el canal distribuïdor i l'entrada— tenen cadascun un paper distintiu i vital per garantir un producte final sense defectes. Malinterpretar les seves funcions és un camí directe cap als fracassos en la producció.

El recorregut del metall fos comença al bec bec. Aquest és el canal inicial, normalment de forma cònica, on el metall s'injecta al motlle des de la tovera de la màquina. Segons anàlisis de Deco Products , la brida del bec crea un segell crucial que minimitza la pèrdua de pressió i inicia un flux equilibrat. Des del bec, el metall passa al carrer canal distribuïdor, un sistema de canals horitzontals dissenyat per distribuir l'aliatge fos cap a la cambra de la peça. Tal com es detalla a Fosa CEX , la funció principal del canal d'entrada és distribuir de manera uniforme el flux, especialment en motlles multicavitat, assegurant que cada peça es ompli de forma homogènia.

Finalment, el metall fos passa a través del porta , l'obertura precisa que connecta el canal d'entrada amb la cavitat de la peça. L'entrada és el punt final de control i el seu disseny té l'impacte més directe sobre la qualitat de la fundició. Acelera el metall fos fins a la velocitat d'ompliment requerida mentre dirigeix el patró de flux dins de la cavitat. Tot el sistema treballa en conjunt: el bec de colada introdueix el material, els canals l'acondueixen i les entrades controlen la seva entrega final. Qualsevol defecte en aquests components compromet la integritat de tota la peça fundida.

Principis fonamentals per a un disseny òptim de canals d'entrada i entrades

Dissenyar un sistema de canals i entrada eficaç és un equilibri complex entre dinàmica de fluids, termodinàmica i ciència dels materials. L'objectiu principal és omplir completament i uniformement la cavitat del motlle abans que el metall fos es solidifiqui, alhora que es minimitzen els defectes. Això requereix complir diversos principis fonamentals d'enginyeria que regeixen el flux del metall a través del motlle.

Un principi fonamental és assegurar un flux suau i no turbulent. La turbulència introdueix aire i òxids al metall fos, provocant porositat i debilitats estructurals. Tal com va destacar Sefunm , els canals han de ser optimitzats cuidadosament per reduir la turbulència. Això s'aconsegueix mitjançant superfícies polites, cantonades arrodonides i una secció transversal que disminueix gradualment en apropar-se a l'entrada per mantenir la pressió i la velocitat. El sistema de canals també s'hauria de dissenyar per atrapar qualsevol impuresa o metall refredat als seus extrems, impedint que entrin a la cavitat de la peça.

El disseny de la porta implica compensacions crítiques. La mida de la porta ha de ser prou gran per permetre un temps de ompliment ràpid sense gelificació prematura, però prou petita per poder-se eliminar fàcilment després de la colada sense danys a la peça. La forma de la porta també determina el patró de flux dins la cavitat. Es fan servir diferents tipus de portes segons les aplicacions per assolir característiques d'ompliment específiques.

Comparació dels tipus de portes habituals

Al final, assolir un component final robust depèn d'una comprensió profunda de les propietats del material i dels paràmetres del procés. L'expertesa en formació de metalls d'alta prestació, com la demostrada per Shaoyi (Ningbo) Metal Technology en la seva forja d'precisió per a l'automoció, posa de manifest la importància d'un control rigorós del procés. Tot i que la col·locació en motlles i la forja són processos diferents, l'objectiu compartit és crear peces d'alta integritat mitjançant un disseny minuciós i una gestió de qualitat. Una llista de verificació per al disseny de col·locació en motlles sempre hauria d'incloure:

• Selecció d'aliatge: Considereu la fluïdesa, el rang de solidificació i les propietats tèrmiques del metall.
• Geometria de la peça: Analitzeu el gruix de paret, la complexitat i els requisits estètics.
• Simulació de flux: Utilitzeu programari per predir el flux de metall, identificar àrees problemàtiques i optimitzar el disseny abans de tallar l'acer.
• Capacitats de la màquina: Assegureu-vos que la velocitat d'injecció, la pressió i la força de tancament siguin adequades per a la peça i el disseny del sistema d'alimentació.
• Gestió tèrmica: Planifiqueu els canals de refrigeració del motlle per controlar la velocitat de solidificació i evitar defectes.

El paper clau de la ubicació de l'entrada en la qualitat de la colada

Més enllà de la seva mida i forma, la col·locació estratègica de l'entrada és una de les decisions més importants en el disseny de motlles. L'emplaçament on el metall fos entra a la cavitat dicta tot el patró d'ompliment, influeix en el gradient tèrmic a través de la peça i, finalment, determina l'existència o absència de defectes crítics. Una entrada ben col·locada assegura un ompliment progressiu i uniforme, mentre que una mal col·locada pot condemnar una peça des del principi.

La regla principal, tal com s'indica en diversos recursos d'enginyeria, és situar la colada en les seccions més gruixudes de la peça. Aquest principi assegura que aquestes zones, que triguen més temps a solidificar-se, rebin continuament metall fos sota pressió, evitant així la porositat per contracció. Situar una colada en una secció prima pot fer que el metall es congeli prematurament, bloquejant el flux i provocant un defecte conegut com a tancament fred, en què dos corrents de metall no fusionen correctament.

A més, cal triar l'emplaçament de la colada de manera que dirigeixi el flux del metall cap a davant, empenyent l'aire i els gasos cap als orificis de ventilació i desbordaments. Tal com expliquen experts de Diecasting-mould , la colada s'hauria de situar per evitar l'impacte directe sobre nuclis o seccions delicades del motlle, ja que podria causar erosió de l'eina i introduir turbulències. El flux s'hauria de dirigir al llarg de les parets de la cavitat per promoure un ompliment suau i laminar.

Escenaris d'emplaçament de la colada: bo vs. dolent

• Emplaçament dolent: Injecció en una secció de paret prima allunyada del centre de masses de la peça.
  Defecte resultant: Alt risc de solidificació prematura, que pot provocar ompliment incomplet (falta d'ompliment) o tancaments colzats. El camí de flux és llarg i ineficient.
• Ubicació adequada: Injecció en la secció de paret més gruixuda de la peça.
  Benefici: Assegura que la zona amb major volum de material sigui alimentada al final i sota pressió, contrarestant eficazment la porositat per contracció i garantint una peça densa i compacta.
• Emplaçament dolent: Col·locar la boca d'injecció de manera que dos fronts de flux xoquin de front en una àrea estètica crítica.
  Defecte resultant: Crea una línia de soldadura visible, que és un punt feble estructural i una imperfecció superficial.
• Ubicació adequada: Col·locar la boca d'injecció per fomentar un únic camí de flux continu que finalitzi en un desguàs.
  Benefici: Empeny l'aire i contaminants davant del front de flux i fora de la cavitat, resultant en una peça neta i densa amb mínim gas atrapat.

En alguns casos, una única entrada és insuficient per a peces grans o complexes. Pot ser necessari un sistema d'entrada múltiple per garantir un ompliment complet. Tanmateix, això afegir complexitat, ja que les entrades han d'estar equilibrades per omplir simultàniament les seves respectives seccions i evitar crear línies de soldadura internes on es troben els fronts de flux.

Resolució de problemes: Defectes habituals causats per un disseny deficient del sistema d'entrada

Un percentatge significatiu de tots els defectes en la col·locació per injecció es pot atribuir a un sistema d'entrada subòptim. Quan els enginyers troben problemes com porositat, imperfeccions superficials o peces incompletes, el disseny del canal d'entrada i de l'orifici hauria de ser una de les primeres àrees a investigar. Comprendre l'enllaç directe entre un defecte de disseny específic i el defecte resultant és crucial per a la resolució eficaç de problemes i l'optimització del procés.

Per exemple, porositat , la presència de petits buits dins la peça colada, sovint és causada per una turbulència excessiva. Quan el metall fos es remou violentament dins el canal o en entrar per la porta, atrapa aire i altres gasos, que després queden bloquejats a la peça mentre es solidifica. Una porta massa petita per al cabal necessari pot actuar com una toverja, atomitzant el metall i agreujant aquest problema. La solució sovint consisteix a augmentar la secció de la porta, suavitzar el recorregut del canal o redissenyar l'angle d'entrada de la porta per promoure un ompliment menys caòtic.

Un altre problema habitual és fuites fredes oR falta de reompliment , on la cavitat del mode no es omple completament. Això ocorre típicament quan el metall fundit es refreda massa ràpidament i perd la seva fluiditat abans d'arribar als punts més llunyans de la cavitat. Això pot ser causat per un sistema de corredors que és massa llarg, permetent una pèrdua excessiva de calor, o una porta que és massa prima, restringint el flux i causant que el metall es congela prematurament. Modificar el disseny per acortar el camí de flux o augmentar l'espessor de la porta sovint pot resoldre aquest problema.

Guia de resolució de problemes del sistema de portes

És fonamental un enfocament sistemàtic del diagnòstic. Quan apareix un defecte, els enginyers han d'analitzar la peça per determinar la ubicació i la naturalesa del defecte, després utilitzar un programari de simulació de flux o anàlisi empírica per correlacionar-lo amb el disseny de la porta. Els canvis petits i iteratius en el corredor o la porta, seguits d'una inspecció cuidadosa dels resultats, són la manera més efectiva de diagnosticar i resoldre aquests problemes persistents de fabricació.

Preguntes freqüents

1.- El seu nom. Què és la porta i el corredor en el casting?

En la fosa, el corredor és un canal que transporta el material fundit des de l'espurador principal cap a la cavitat de la part. La porta és l'obertura específica entre l'extrem del corredor i la cavitat de la part mateixa. La feina del corredor és la distribució, mentre que la feina de la porta és controlar l'entrada final del material, influint en la seva velocitat, direcció i patró de flux.

2. Què és un corredor en el casting?

Un corredor és un canal maquinat en l'acer que serveix com a via per a l'acer fundit. La seva funció principal és distribuir el metall des d'un punt central (el sprue) a una o més portes que alimenten les cavitats del molde. Un sistema de corrent ben dissenyat manté la temperatura i la pressió del metall mentre es redueix al mínim la turbulència.

3. Què és la porta en la fundició a mati?

La porta en la col·locació per injecció és la secció final, i sovint la més petita, del sistema de canals abans que el metall fos entrin a la forma real de la peça (la cambra). El seu disseny és crític perquè controla la velocitat i les característiques de flux del metall quan omple el motlle. La porta ha de ser prou gran per omplir la peça ràpidament, però prou petita per solidificar-se correctament i poder-se treure fàcilment de la peça acabada.

4. Què és un canalificador?

Un canalificador és simplement un altre terme per al sistema de canals dins d'un motlle de col·locació per injecció. Fa referència a tota la xarxa de canals que dirigeixen l'aliatge fos del bec fins a les portes. El terme subratlla que aquests canals són una part integral de l'eina motlle mateixa.