TL;DR

Die casting -muotti on korkean tarkkuuden uudelleenkäytettävä työkalu, joka on yleensä tehty kahdesta kovasta teräsosasta ja toimii die casting -valuprosessin ytimenä. Sulaa metallia työnnetään suurella paineella muotin kammioon, mikä mahdollistaa monimutkaisten metalliosien massatuotannon. Menetelmää tunnetaan erinomaisen mitatarkkuuden ja sileän pinnanlaadun tuottamisesta.

Mikä on die casting -muotti? Ydinmekanismi selitettynä

Valumuotti, jota kutsutaan myös muotiksi tai työkaluksi, on kehittynyt valmistustyökalu, jolla annetaan sulatetulle metallille tietty, toivottu muoto. Perimmiltään muotti koostuu kahdesta pääosasta: "kansimuotista", joka on paikallaan oleva, ja "poistinmuotista", joka on liikkuva. Kun nämä kaksi osaa puristetaan yhteen korkeassa paineessa, ne muodostavat sisäisen kammion, joka on täsmälleen osan negatiivi, jota tuotetaan. Tämä prosessi on käsitteellisesti samankaltainen kuin muovin ruiskumuotin käyttö, mutta se on suunniteltu kestämään sulan metallin äärimmäiset lämpötilat ja paineet.

Perusoperaatio sisältää ei-ferroisen sulan metalliseoksen ruiskuttamisen tässä tiiviissä kammiossa korkealla nopeudella ja paineella. Tätä painetta ylläpidetään metallin jähmettyessä, varmistaen että kaikki muottikappaleen kaviteetin yksityiskohdat täyttyvät. Tämä menetelmä on ratkaisevan tärkeä osien valmistuksessa, joilla on monimutkaisia geometrioita ja ohuita seinämiä, jotka olisi vaikea saavuttaa muilla valumenetelmillä. Kun metalli on jäähtynyt ja kovettunut, muotin työntöpuoli vetäytyy takaisin, ja työntömekanismi työntää valmiin valun ulos.

Metallin valinta on ratkaisevan tärkeää, ja vaikka prosessi on yleisintä ei-ferroisille seoksille, sitä ei rajoituta niihin yksinomaan. Yleisimmin käytetyt materiaalit painevalussa ovat:

• Alumiiniliasien
• Tseenileveys
• Magnesiumleveyt
• Kupariseokset (kuten messinki)

Nämä materiaalit tarjoavat laajan ominaisuuksien valikoiman, kevyestä lujuudesta (alumiini ja magnesium) korkeaan korroosionkestävyyteen ja valukelpoisuuteen (sinkki). Mukaan lukien Fictiv , tämä prosessi on ihanteellinen suurten sarjojen tuotantoon, jossa tarkkuus ja johdonmukaisuus ovat ensisijaisen tärkeitä.

Painovalumuottien anatomia: avaintekijät ja toiminnot

Painovalumuotti on paljon muuta kuin vain ontto teräspala; se on tarkasti suunniteltujen komponenttien monimutkainen kokonaisuus, jotka toimivat yhdessä. Jokaisella osalla on keskeinen rooli valujakson aikana, alkaen sulan metallin ohjauksesta ja käsittäen osan jäähdyttämisen sekä sen puhdistun ejehtoinnin. Näiden komponenttien ymmärtäminen on olennaista prosessin takana olevän insinööritaidon arvioinnissa. Pääkomponentit ovat muottikehys, joka pitää sisällään kaikki muut osat, ja kammio itse, joka muodostaa osan ulkoisen muodon.

Sulan metallin kulku ohjataan kanavaverkon avulla. Se alkaa pääkanava :sta, jossa metalli tulee muottiin valukoneesta. Sieltä se etenee polkut :n kautta, jotka ovat muottipuolikkaisiin koneistetut kanavat metallin jakamiseksi. Lopulta se kulkee läpi portti , kapea aukeama, joka ohjaa metallin muottikuppiin. Juoksijärjestelmän ja porttien suunnittelu on ratkaisevan tärkeää virtausnopeuden ja paineen säätämiseksi virheiden ehkäisemiseksi.

Muotin sisällä ydin muodostaa osan sisäosat, kun taas kuori muodostaa sen ulkopinnat. Lopullisen osan vapauttamiseksi potkujärjestelmä , joka koostuu nastoista ja levyistä, työntää kovettuneen valun ulos muotista. Samanaikaisesti jäähdytysjärjestelmä , johon kuuluu kanavia, joissa kiertää vettä tai öljyä, säätelee muotin lämpötilaa. Tämä säätö on elintärkeää syklin keston hallinnassa ja työkalujen lämpövaurioiden estämisessä. Ilmaventtiilit on myös sisällytetty, jotta jäähtyneen ilman pääsee poistumaan, kun metallia ruiskutetaan.

Yleisimmät die casting -muottityypit ja -koneet

Die casting -muotteja luokitellaan usein niiden rakenteen tai niille suunnitellun koneen tyypin mukaan. Rakenteellisesti ne voivat olla yhden kammion muotteja, jotka tuottavat yhden osan kierroksella, tai monikammiomuotteja, jotka tuottavat useita identtisiä osia samanaikaisesti tehokkuuden parantamiseksi. Tärkeämpi ero liittyy kuitenkin käytettyyn laitteistoon: kuuma- ja kylmäkammiodie casting.

Hot-chamber die casting käytetään matalan sulamispisteen seoksille, kuten sinkille, tinalle ja lyijylle. Tässä prosessissa ruiskutusmekanismi on upotettu sulatetun metallin kyltyriin uunin sisällä. Tämä mahdollistaa erittäin nopeat sykliajat, koska metallia ei tarvitse kuljettaa erillisestä uunista. Prosessi on erittäin automatisoitu ja tehokas pienien osien suurten sarjojen valmistukseen.

Kylmäkammioinen painevalu vaaditaan korkean sulamispisteen seoksille, erityisesti alumiinille ja magnesiumille. Tässä menetelmässä tarkka määrä sulanutta metallia kaadetaan erillistä uunia käyttäen "kylmään kammioon" tai ruiskutussylinteriin ennen kuin sitä työnnetään muottiin mäntää käyttäen. Kuten Wikipedia tämä erottelu on välttämätöntä, jotta ruiskutuskomponentteja ei vahingoittuisi pitkittyneestä altistumisesta korkean lämpötilan metalleille. Vaikka sykliajat ovat hitaampia kuin kuumakammiomenetelmässä, tämä mahdollistaa kevyiden, vahvojen rakennenosien valaminen, joita käytetään autoteollisuudessa ja ilmailuteollisuudessa.

Muotinvalumuoto-prosessi ja muotinsuunnittelun näkökohdat

Valumisprosessi on erittäin tehokas, automatisoitu sykli, jossa sulanut metalli muuttuu valmiiksi osaksi muutamassa sekunnissa. Muotti on tämän prosessin ydin, ja se voidaan jakaa useisiin keskeisiin vaiheisiin. Jokaista vaihetta on hallittava tarkasti, jotta lopullinen osa täyttää tiukat laaturajat. Itse muotin valmistukseen käytetty materiaali on yleensä korkealaatuista kovettua työkaluterästä, kuten H13, joka valitaan sen kyvyn vuoksi kestää lämpöiskuja ja kuluminen satojentuhansien syklivyytien ajan.

Valmistussykli noudattaa tarkkaa järjestystä:

1. Muotin valmistelu ja puristus: Muotin sisäpinnat suihkutetaan voiteluaineella jäähdytyksen ja osan ulostyöntämisen helpottamiseksi. Kaksi muottipuolikasta kiinnitetään sitten varmasti yhteen valumuotin koneessa.
2. Injektiota varten: Sulanut metalli ajetaan muottikuppiin korkeassa paineessa (1 500–25 000 psi tai enemmän). Metalli täyttää kupin nopeasti, usein millisekunneissa.
3. Jäähdytys: Sulanut metalli jäähtyy ja jähmettyy vesi- tai öljypäällisen muotin sisällä. Tässä vaiheessa osa saa lopullisen muotonsa.
4. Pistetään pois: Kun osa on jähmettynyt, liikkuva puolikas avautuu, ja työntöpinnat työntävät valuman ulos kammioista.
5. Kärpäys: Viimeinen vaihe sisältää ylimääräisen materiaalin poistamisen, jota kutsutaan loiteriksi sekä jakoputkesta ja hana-aukoista valmiilta osalta. Tämä tehdään usein toissijaisessa toiminnassa leikkausmuotia käyttäen.

Onnistunut osien tuotanto riippuu pitkälti muotin alustavasta suunnittelusta. Insinöörien on otettava huomioon useita tekijöitä varmistaakseen osan laadun ja maksimoidakseen muotin käyttöiän. Oikea suunnittelu on olennaisen tärkeää yleisten virheiden, kuten huokoisuuden ja halkeamien, estämiseksi. Tärkeät suunnitteluun liittyvät seikat sisältävät:

• Loimon kulma: Muotin avaussuunnan suuntaisia pintoja on hieman kalteutettu (konemuoto) mahdollistaakseen osan irrottamisen ilman kitkaa tai vahinkoa.
• Pyöristykset ja kaarevuudet: Terävät sisäkulmat pyöristetään parantaakseen metallivirtausta ja vähentääkseen jännityskeskitymiä lopullisessa osassa.
• Seinän paksuus: Seinät on oltava mahdollisimman tasaiset, jotta jäähdytys voi jatkua jatkuvasti ja jotta ei syntyisi vääntymistä tai uppoamista.
• Jakolinja: Se on asetettava huolellisesti yhteen, jotta se ei näy viimeisessä osassa ja jotta leikkaus helpottuu.
• Ilmastus: Pienet kanavat on oltava mukana, jotta onteloon jäänyt ilma pääsee pois metallia pistettäessä, mikä estää kaasun huokoisuuden.

Usein kysytyt kysymykset

1. Säännöt Mikä ero kuormitusjuotantoa ja muita juotomenetelmiä on?

Tärkein ero on, että käytetään uudelleenkäytettävää teräspalloa (kuorma) ja että käytetään suurpainetta. Toisin kuin hiekkakuituksessa, jossa käytetään kertakäyttöistä hiekkamuotoa kunkin osan valmistukseen, kuituksessa käytetään pysyvää teräsmulpia suurten volyymien valmistukseen. Kun verrataan sijoitusjuotantoon tai pysyvään muottijuotantoon, kuormituspaine pakottaa metallin muottiin huomattavasti suuremman paineen alaisena, mikä mahdollistaa hienoimpien seinäreiden, hienompia yksityiskohtia ja paremman pinta-alaisuuden osien luomisen.

2. Suomalainen Mitä materiaaleja käytetään kuormitusmuotin valmistukseen?

Kuitupohjat valmistetaan korkealaatuisista lämpökestävistä työkalu teräksistä. Yleisin materiaali on H13-työkalu teräs, joka on valittu sen erinomaisen kovuuden, sitkeyden ja lämpöväsymyksen vastustuskykyä koskevan yhdistelmän vuoksi. Muotit, jotka vaativat entistä suurempaa kestävyyttä, voivat käyttää korkealaatuisia terästeitä, kuten Maraging-terästä. Materiaalin on kestettävä kerrotun lämpökiertokulun, jolloin se täytetään sulatetulla metallia ja jäähdytetään.

3. Hän ei ole kuollut. Kuinka kauan kuormitusmuotti kestää?

Kuitupohjan eliön, jota usein kutsutaan kuitupohjaksi, vaihtelee huomattavasti useiden tekijöiden perusteella. Näihin kuuluvat esimerkiksi valumettavan metallin tyyppi (alumiini on hiottuvampi ja kuumempi kuin sinkki), osan monimutkaisuus, kierrosajat ja huoltokelpoisuus. Sinkkin lietsoimisen muotti, joka on hyvin hoidettu, voi kestää yli miljoona sykliä, kun taas alumiinin muotti voi kestää 100 000-150000 sykliä ennen kuin sitä on korjattava tai vaihdettava.