KRATKO

Kalup za kalupno lijevanje visoke je preciznosti i ponovno uporabljiv alat koji se obično izrađuje od dva tvrda čelična dijela i koji predstavlja srž procesa kalupnog lijevanja. Rastaljeni metal ubrizgava se u šupljinu kalupa pod velikim tlakom, što omogućuje masovnu proizvodnju složenih metalnih dijelova. Ova metoda poznata je po izradi komponenti izuzetne točnosti dimenzija i glatke površine.

Što je kalup za kalupno lijevanje? Objašnjenje osnovnog mehanizma

Kalup za pod pritiskom lijevanje, također poznat kao kalup ili alat, sofisticirani je proizvodni alat koji se koristi za davanje određenog, željenog oblika rastaljenom metalu. U osnovi, kalup se sastoji od dva glavna dijela: "pokrivača kalupa", koji je nepomičan, i "izbacivača kalupa", koji je pokretan. Kada su ova dva dijela spojena pod visokim tlakom, formira se unutarnja šupljina koja je točna negativna kopija dijela koji se proizvodi. Taj proces konceptualno podsjeća na kalup za ubrizgavanje koji se koristi za plastiku, ali je projektiran da izdrži ekstremne temperature i tlakove rastaljenih metala.

Osnovni postupak uključuje ubrizgavanje legure rastopljenog neželjeznog metala u ovu zatvorenu šupljinu na velikoj brzini i pod visokim tlakom. Tlak se održava tijekom stvrdnjavanja metala, osiguravajući da se svaki detalj kalupa potpuno ispuni. Ova tehnika ključna je za proizvodnju dijelova s kompleksnim geometrijama i tankim stijenkama koje bi bile teško izvedive drugim metodama lijevanja. Nakon što metal ohladi i stvrdne, odizna polovica kalupa se povlači, a mehanizam za izbacivanje istiskuje gotov odlivak.

Odabir metala od presudne je važnosti, i iako se postupak najčešće primjenjuje na neželjezne legure, nije isključivo ograničen samo na njih. Najčešće korištene materijale u procesu preciznog lijevanja u kalupe uključuju:

• Aluminijevim spojevima
• Cinkovska legira
• Magnezijski spojevi
• Bakrene legure (poput mjesičevine)

Ovi materijali pružaju niz svojstava, od lagane čvrstoće (aluminij i magnezij) do visoke otpornosti na koroziju i dobre ljevnosti (cink). Prema Fictiv , ovaj proces je idealan za serije velike proizvodnje gdje su dosljednost i preciznost od ključne važnosti.

Anatomija kalupa za pod pritiskom lijevanje: Ključni sastojci i funkcije

Kalup za pod pritiskom lijevanje je nešto više od samo šupljeg bloka čelika; to je složena sklopina točno projektiranih komponenti koje ujedno rade. Svaki dio igra ključnu ulogu u ciklusu ljevanja, od vođenja rastopljenog metala do hlađenja dijela i njegovog čistog izbacivanja. Razumijevanje ovih komponenti nužno je za razumijevanje inženjerske pozadine procesa. Glavni sastojci su osnova kalupa, koja drži sve ostale dijelove, te šupljina koja oblikuje vanjski oblik dijela.

Put rastopljenog metala kontrolira mreža kanala. Počinje na uljev , gdje metal ulazi u kalup iz stroja za ljevanje. Od tamo putuje kroz kliznici , koji su kanali obrađeni u polovicama kalupa kako bi se raspodijelio metal. Konačno, prolazi kroz vrata , uski otvor koji usmjerava metal u šupljinu kalupa. Dizajn sustava razvodnih kanala i ulaznog otvora ključan je za kontrolu brzine toka i tlaka kako bi se spriječile greške.

Unutar kalupa, ježgra oblikuje unutarnje značajke dijela, dok prostora oblikuje njegove vanjske površine. Kako bi se oslobodio gotovi dio, izbacivački sustav , sastavljen od iglica i ploča, potiskuje zakristalizirano ljevanje iz kalupa. Istovremeno, sistemi za hlađenje , koji se sastoji od kanala kroz koje cirkulira voda ili ulje, regulira temperaturu alata. Ova kontrola ključna je za upravljanje vremenom ciklusa i sprječavanje termičkih oštećenja alata. Ventilacijski otvori također su ugrađeni kako bi omogućili da zarobljeni zrak izađe tijekom ulijevanja metala.

Uobičajene vrste kalupa i strojeva za pod pritiskom lijevanje

Kalupi za pod pritiskom lijevanje često se kategoriziraju prema strukturi ili tipu stroja za koji su namijenjeni. Strukturno, mogu biti jednošupljinski kalupi, koji proizvode jedan dio po ciklusu, ili višešupljinski kalupi, koji istovremeno proizvode nekoliko identičnih dijelova radi veće učinkovitosti. Međutim, važnija razlika odnosi se na korištenu opremu: postupci pod pritiskom lijevanja s vrućom komorom i hladnom komorom.

Tekuće komore za tlačno lijevanje koristi se za legure s niskom točkom taljenja, kao što su cink, kalaj i olovo. U ovom procesu mehanizam za ulijevanje uronjen je u kade rastopljenog metala unutar peći. To omogućuje vrlo kratka vrijeme ciklusa jer se metal ne mora transportirati iz vanjske peći. Proces je visoko automatiziran i učinkovit za proizvodnju većih količina manjih dijelova.

Ljevanje pod tlakom s hladnom komorom potreban je za legure s visokom točkom taljenja, najčešće aluminij i magnezij. U ovoj metodi, točno određena količina rastopljenog metala prelijeva se iz odvojene peći u "hladnu komoru" ili cijev za ulijevanje prije nego što se ubrizgava u kalup potisnikom. Kako je detaljno opisano od strane Wikipedia , ovo odvajanje je potrebno kako bi se spriječilo oštećenje komponenti za ubrizgavanje zbog dugotrajnog kontakta s metalima visoke temperature. Iako su vremena ciklusa sporija nego u postupku s vrućom komorom, ova metoda omogućuje lijevanje čvrstih, laganih konstrukcijskih dijelova koji se koriste u automobilskoj i zrakoplovnoj industriji.

Postupak brizganja i razmatranja dizajna kalupa

Postupak pod pritiskom je vrlo učinkovit, automatiziran ciklus koji taljevini metal pretvara u gotov dio za nekoliko sekundi. Obradni alat je u središtu ovog postupka, koji se može podijeliti na nekoliko ključnih koraka. Svaka faza mora pažljivo kontrolirati kako bi se osiguralo da konačni dio zadovoljava stroge standarde kvalitete. Materijal koji se koristi za izradu obradnog alata obično je visokokvalitetan kaljeni alatni čelik, poput H13, koji se bira zbog svoje sposobnosti da izdrži termički udar i habanje tijekom stotina tisuća ciklusa.

Proizvodni ciklus slijedi točan slijed:

1. Priprema kalupa i stezanje: Unutarnje površine kalupa natopane su mazivom radi hlađenja i lakšeg izbacivanja dijela. Obje polovice kalupa zatim čvrsto se stežu zajedno pomoću lijevnog stroja.
2. Injekcija: Taljevina se pod visokim tlakom (od 1.500 do više od 25.000 psi) ubacuje u šupljinu kalupa. Metal brzo ispunjava šupljinu, često za milisekunde.
3. Hlađenje: Rastopljeni metal se hladi i učvrstva u obliku koji se hladi vodom ili uljem. Tijekom ove faze dio dobiva svoj konačni oblik.
4. Izbacivanje: Nakon što se čvrsto, pokretna matica pola otvara, a izbacivači gume gurnu odlijevanje iz šupljine.
5. Struganje: Posljednji korak uključuje uklanjanje viška materijala, poznatog kao bljesak, zajedno s prskom i trkačima, iz gotovog dijela. To se često radi sekundarnom operacijom pomoću obrezanja.

Uspješna proizvodnja dijelova u velikoj mjeri ovisi o početnom dizajnu kalupara. Inženjeri moraju uzeti u obzir nekoliko čimbenika kako bi osigurali kvalitetu dijelova i što duže održali kalup. Pravi dizajn je od suštinskog značaja za sprečavanje uobičajenih mana poput poroznosti i pukotina. Glavni razmatranji za projektiranje uključuju:

• Kut izvlačenja: Površini paralelne smjeru otvaranja kalupca daje se blagi kut (promen) kako bi se dio mogao izbaciti bez povlačenja ili oštećenja.
• Zaobljenja i polumjeri: U slučaju da se ne primjenjuje presjeklo, to se može koristiti za određivanje vrijednosti.
• Debljina zida: Zidovi bi trebali biti što ravnomjerniji kako bi se omogućilo dosljedno hlađenje i spriječilo deformaciju ili tragove potopa.
• Ravnina razdvajanja: Linija na kojoj se dvije polovine kalupara susreću mora se pažljivo postaviti kako bi se smanjila vidljivost na zadnjem dijelu i pojednostavilo obrezivanje.
• Ventilacija: U slučaju da se uložiti metal, potrebno je uključiti male kanale kako bi se zrak zarobljen u šupljini mogao izvući, čime se spriječava poroznost plina.

Često postavljana pitanja

1. za Koja je razlika između livanja na lijevom i drugih metoda livanja?

Glavna razlika leži u korištenju višekratno upotrebljivog čelika (izbacivanje) i primjeni visokog tlaka. Za razliku od livanja peskom, u kojem se za svaki dio koristi oblik za jednokratni otpad, lijanje na izlivanje koristi stalni oblik od čelika za proizvodnju velikih količina. U usporedbi s investicijskim ili stalnim livenjem, livenjem na smrt metal se u obliku nalazi pod znatno većim pritiskom, što omogućuje stvaranje dijelova s tanjim zidovima, finim detaljima i superiornom površinskom završnom obradom.

2. - Što? Koje se materijale koriste za izradu kalupara za livenje?

Strojevi za livenje su izrađeni od visokokvalitetnih, toplinski otpornih čelika za alat. Najčešći materijal je čelik za alat H13, koji je odabran zbog svoje izvrsne kombinacije tvrdoće, otpornosti i otpornosti na toplinsko umor. Za kalupove koji zahtijevaju još veću izdržljivost mogu se koristiti visokokvalitetni čelikovi poput Maraging čelika. Materijal mora izdržati ponavljajući se toplinski ciklus punjenja rastopljenim metalom i zatim hlađenja.

3. Slijedi sljedeće: Koliko dugo traju kalupci?

Životni vijek kalupara za livenje na livenju, koji se često naziva "životni vijek" (die life), značajno se razlikuje na temelju nekoliko čimbenika. To uključuje vrstu metalnog materijala koji se odlijeva (aluminijum je otporniji i topliji od cinka), složenost dijela, vrijeme ciklusa i kvalitetu održavanja. Dobro održavan kalup za odlijevanje cinka može trajati više od milijun ciklusa, dok kalup za aluminij može trajati između 100.000 i 150.000 ciklusa prije nego što je potrebno veliko popravljanje ili zamjenu.