SHRNUTÍ

Lití do forem je vysoce přesný, opakovaně použitelný nástroj, obvykle vyrobený ze dvou tvrdých ocelových polovin, který funguje jako základní prvek procesu lití do forem. Roztavený kov je do dutiny formy vtlačován velkým tlakem, což umožňuje sériovou výrobu složitých kovových dílů. Tato metoda je známá tím, že vyrábí součásti s vynikající rozměrovou přesností a hladkým povrchem.

Co je to forma pro lití do forem? Vysvětlení základního mechanismu

Lití formy, známá také jako forma nebo nástroj, je sofistikovaný výrobní nástroj používaný k tomu, aby roztavenému kovu dodal konkrétní požadovaný tvar. Základem formy jsou dvě hlavní poloviny: „lití forma“ (nepohyblivá) a „vyhazovací forma“ (pohyblivá). Když jsou tyto dvě poloviny spojeny pod vysokým tlakem, vytvoří vnitřní dutinu, která přesně odpovídá negativu vyráběné součásti. Tento proces je konceptuálně podobný formě pro vstřikování plastů, ale je navržen tak, aby odolával extrémním teplotám a tlakům roztavených kovů.

Základním principem je vstřikování taveniny neželezné slitiny do této uzavřené dutiny za vysoké rychlosti a tlaku. Tento tlak je udržován během tuhnutí kovu, čímž se zajišťuje vyplnění každého detailu dutiny formy. Tato technika je klíčová pro výrobu dílů s komplikovanou geometrií a tenkými stěnami, které by bylo obtížné vyrobit jinými odlévacími metodami. Jakmile kov ochladí a ztuhne, vyjímací část formy se odsune a vymontovací mechanismus vystrčí hotový odlitek.

Volba kovu je rozhodující a i když je tento proces nejčastěji používán pro neželezné slitiny, není na ně výhradně omezen. Mezi nejčastěji používané materiály v tlakovém lití patří:

• Hliníkové slitiny
• Slitiny cínu
• Slitiny hořečku
• Slitiny mědi (např. mosaz)

Tyto materiály nabízejí širokou škálu vlastností, od lehké pevnosti (hliník a hořčík) až po vysokou odolnost proti korozi a dobrou odlévatelnost (zinek). Podle Fictiv , tento proces je ideální pro vysoké objemy výroby, kde jsou rozhodující konzistence a přesnost.

Anatomie formy pro tlakové lití: klíčové komponenty a jejich funkce

Forma pro tlakové lití je mnohem více než jen dutý kus oceli; jedná se o složitou sestavu přesně navržených komponent, které pracují ve shodě. Každá část hraje důležitou roli v odlévacím cyklu, a to od vedení taveniny až po chlazení dílu a jeho čisté vyhazování. Porozumění těmto komponentám je zásadní pro ocenění inženýrského výkonu stojícího za tímto procesem. Hlavními součástmi jsou základ forma, který drží všechny ostatní části, a dutina samotná, která tvoří vnější tvar dílu.

Cesta taveniny je řízena sítí kanálů. Začíná na litina , kde kov vstupuje do formy z odlévacího stroje. Odtud putuje skrz kolejnice , což jsou kanály vyfrézované do polovin formy, které rozvádějí kov. Nakonec prochází skrz branka , úzký otvor, který vede kov do dutiny formy. Návrh systému třmenu a vtokového kanálu je klíčový pro řízení toku a tlaku za účelem prevence vad.

Uvnitř formy jádro tvoří vnitřní prvky dílu, zatímco jáma tvoří jeho vnější povrchy. Chcete-li uvolnit finální díl, vysouvací systém , složený z vyhazovacích kolíků a desek, vytlačí ztuhlý odlitek z formy. Současně chladicí systém , tvořený kanály, jimiž protéká voda nebo olej, reguluje teplotu formy. Toto řízení je životně důležité pro správnou délku cyklu a prevenci tepelného poškození nástroje. Větrací otvory jsou rovněž začleněny, aby umožnily uniknout uzavřenému vzduchu při vstřikování kovu.

Běžné typy forem a strojů pro tlakové lití

Formy pro tlakové lití jsou často kategorizovány podle své struktury nebo podle typu stroje, pro který jsou určeny. Strukturně mohou být formy jednodutinové, které vyrábějí jednu součástku za cyklus, nebo vícedutinové, které současně vyrábějí několik identických součástek za účelem zvýšení efektivity. Významnějším rozlišením však je druh použitého stroje: horkokomorové a studenokomorové tlakové lití.

Tlakové lití v horké komoře se používá pro slitiny s nízkou teplotou tavení, jako jsou zinek, cín a olovo. V tomto procesu je vstřikovací mechanismus ponořen přímo do taveniny kovu v peci. To umožňuje velmi krátké cyklové časy, protože kov není nutné přepravovat z externí pece. Proces je vysoce automatizovaný a efektivní pro vysokonákladovou výrobu menších dílů.

Tlakové lití se studenou komorou je vyžadován pro slitiny s vysokou teplotou tavení, zejména hliník a hořčík. V této metodě se přesně dávkuje roztavený kov nabíráním z oddělené pece do „studené komory“ nebo vstřikovacího válce, odkud je poté vpuzeno do formy pístem. Jak je popsáno Wikipedia , toto oddělení je nezbytné, aby nedošlo k poškození vstřikovacích komponent kvůli dlouhodobému kontaktu s kovy vysoké teploty. I když jsou cyklové časy pomalejší než u horkokomorového procesu, tato metoda umožňuje odlévání pevných, lehkých konstrukčních dílů používaných v automobilovém a leteckém průmyslu.

Proces tlakového lití a úvahy při návrhu formy

Tlakové lití je vysoce efektivní, automatizovaný proces, který během několika sekund přeměňuje roztavený kov na finální díl. Základem tohoto procesu je forma, jejíž cyklus lze rozdělit na několik klíčových kroků. Každá fáze musí být pečlivě kontrolována, aby bylo zajištěno, že výsledný díl splňuje přísné požadavky na kvalitu. Materiál použitý pro výrobu formy je obvykle vysoce kvalitná nástrojová ocel s kalením, například H13, která je vybírána pro svou odolnost vůči tepelnému šoku a opotřebení při stovkách tisíc cyklů.

Výrobní cyklus probíhá v přesném sledu:

1. Příprava formy a uzavření: Vnitřní plochy formy jsou postříkány mazivem, které usnadňuje chlazení a vysunutí dílu. Obě poloviny formy jsou poté pevně spojeny litírním zařízením.
2. Injekce: Roztavený kov je pod vysokým tlakem (v rozmezí od 1 500 do více než 25 000 psi) vtlačován do dutiny formy. Kov dutinu rychle zaplní, často během milisekund.
3. Chlazení: Roztavený kov se ochladí a ztuhne v formy ochlazené vodou nebo olejem. Během této fáze se část stává konečnou.
4. Vyvržení: Po ztužení se pohyblivá kostka napůl otevře a vystrekovací kolíky vytlačí odlitek z dutiny.
5. Ozdobení: Poslední krok zahrnuje odstranění veškerého přebytečného materiálu, známého jako blesk, spolu s rozprašovačem a běžky z hotového dílu. Často se to provádí při druhotné operaci pomocí výřezovací desky.

Úspěšná výroba dílů závisí z velké části na počátečním návrhu formy. Inženýři musí zohlednit několik faktorů, aby zajistili kvalitu dílu a maximalizovali životnost formy. Správný design je nezbytný pro prevenci běžných vad, jako je porositost a prasknutí. K hlavním konstrukčním úvahám patří:

• Sražení (úkos): Povrchům rovnořadým směru otevření formy je dán mírný úhel (přehled), aby se část mohla vypustit bez tažení nebo poškození.
• Zaoblení a poloměry: Ostré vnitřní rohy jsou zaokrouhleny, aby se zlepšil tok kovu a snížily koncentrace napětí v konečné části.
• Hloubka stěny: Stěny by měly být co nejjednoznačnější, aby se zajistilo stálé chlazení a zabránilo se zkreslení nebo propadání.
• Rozdělovací rovina: Čára, na níž se dvě poloviny formy setkávají, musí být pečlivě umístěna tak, aby byla na poslední části co nejméně viditelná a aby bylo jednodušší ji ořezat.
• Ventilace: Musí být zahrnuty malé kanály, které umožní, aby vzduch uvězněn v dutině unikl při vstřikování kovu, čímž se zabrání porozitosti plynu.

Nejčastější dotazy

1. Jaký je rozdíl mezi litím na lisování a jinými metodami lití?

Hlavní rozdíl spočívá v použití opětovně použitelné ocelové formy (tzv. matrice) a použití vysokého tlaku. Na rozdíl od litinového lidu, který pro každou část používá jednorázovou pískovou formu, litinové lizení používá pro výrobu velkého objemu trvalou ocelovou formu. Ve srovnání s investičním nebo trvalým odlitím vápníku, odlití s tlakem vápníku nutí kov do formy pod výrazně vyšším tlakem, což umožňuje vytvoření dílů s tenčími stěnami, jemnějšími detaily a vynikajícím povrchovým povrchem.

2. Věříme, že Jaké materiály se používají k výrobě formy pro lití?

Těsněji než v případě, že se jedná o výrobní zařízení, je třeba použít pouze ty, které jsou v souladu s článkem 7 nařízení (ES) č. 765/2008. Nejběžnějším materiálem je nástrojová ocel H13, která je vybrána pro svou vynikající kombinaci tvrdosti, odolnosti a odolnosti vůči tepelné únavě. Pro formy vyžadující ještě větší trvanlivost lze použít prvotřídní oceli jako Maragingova oceli. Materiál musí vydržet opakovaný tepelný cyklus, kdy je naplněn roztaveným kovem a poté ochlazen.

3. Věříme, že Jak dlouho vydrží litavací forma?

Doba životnosti formy pro lití stroje, často nazývané "životnost stroje", se výrazně liší na základě několika faktorů. Patří k nim typ litého kovu (alumín je brusnější a horkější než zinek), složitost dílu, doba cyklu a kvalita údržby. Dobře udržovaná forma pro lití zinku může vydržet více než milion cyklů, zatímco forma pro hliník může vydržet mezi 100.000 a 150.000 cykly, než bude vyžadovat velkou opravu nebo výměnu.