TL;DR

Egy öntőforma egy nagy pontosságú, újrahasznosítható szerszám, amely általában két edzett acélból készült félből áll, és az öntési folyamat központi eleme. Olvadt fém kerül a forma üregébe hatalmas nyomás hatására, lehetővé téve összetett fémdarabok tömeggyártását. Ezt a módszert kiváló mérettűrésekkel és sima felületi minőséggel rendelkező alkatrészek előállításáért ismerik.

Mi az öntőforma? A működési elv magyarázata

Egy öntőforma, más néven sablon vagy szerszám, egy kifinomult gyártástechnikai eszköz, amelyet arra használnak, hogy olvadt fémnek egy adott, kívánt alakot adjanak. Az alapvető szerkezet két fő félből áll: a „fedőforma” álló részből és az „kioldó forma” mozgó részből. Amikor e két fél nagy nyomás alatt össze van zárva, akkor egy belső üreg jön létre, amely pontosan negatívja a gyártandó alkatrésznek. Ez a folyamat elvi hasonlóságot mutat a műanyagok fröccsöntéséhez használt formákkal, de az olvadt fémek extrém hőmérsékletének és nyomásának ellenállóra van tervezve.

Az alapvető működés során egy nem vasalapú olvadt fémötvözetet fecskendeznek ebbe a zárt üregbe nagy sebességgel és nyomással. A nyomás fenntartásra kerül, miközben a fém szilárdul, így biztosítva, hogy a forma minden részlete kitöltődjön. Ez a technika kritikus fontosságú olyan alkatrészek előállításához, amelyek bonyolult geometriával és vékony falakkal rendelkeznek, és amelyeket más öntési módszerekkel nehéz lenne megvalósítani. Miután a fém lehűlt és megszilárdult, a forma kiegyező fele visszahúzódik, és egy kiegyeztető mechanizmus kinyomja a kész öntvényt.

A fém kiválasztása döntő fontosságú, és bár az eljárás leggyakoribb a nem vasalapú ötvözeteknél, nem kizárólag ezekre korlátozódik. A legritkábban használt anyagok az öntési eljárásokban a következők:

• Alumínium-ligaturából
• Cink Ligaturák
• Magnézium Ligaturák
• Rézötvözetek (például sárgaréz)

Ezek az anyagok széles skálájú tulajdonságokkal rendelkeznek, a könnyűsúlyú szilárdságtól (alumínium és magnézium) a magas korrózióállóságig és önthetőségig (cink). Szerint Fictiv , ez a folyamat ideális nagy volumenű gyártási sorozatokhoz, ahol az egységesség és pontosság elsődleges fontosságú.

A nyomásos öntőforma anatómiája: főbb alkatrészek és funkciók

A nyomásos öntőforma messze több, mint csupán egy üreges acéltömb; pontosan megtervezett alkatrészek összetett szerelvénye, amelyek egyszerre működnek. Minden alkatrész kritikus szerepet játszik az öntési ciklusban, a forró fém irányításától kezdve a darab hűtésén át a tiszta kiegyezésig. Ezeknek az alkatrészeknek a megértése elengedhetetlen ahhoz, hogy értékelni tudjuk a mögöttes mérnöki tudást. A fő alkatrészek a sablon, amely tartja az összes többi részt, valamint a formaüreg, amely meghatározza a darab külső alakját.

A forró fém útját csatornák hálózata szabályozza. Ez elindul a locsoló , ahol a fém belép a formába az öntőgépből. Onnan halad tovább a csúszók , amelyek a forma két felébe megmunkált csatornák, a fém elosztásához. Végül áthalad a gát , egy keskeny nyílás, amely a fémet az öntőforma üregébe irányítja. A futócsatorna- és kapurendszer tervezése kritikus fontosságú a folyási sebesség és nyomás szabályozásához hibák megelőzése érdekében.

Az öntőformán belül a mag alkotja a alkatrész belső jellemzőit, míg a kavita alkotja annak külső felületeit. A végső alkatrész kiegyezéséhez a kiadó Rendszer , csapszegből és lemezekből álló mechanizmus kinyomja a megszilárdult öntvényt az öntőformából. Ezzel párhuzamosan egy hűtőrendszer , amely csatornákból áll, melyeken keresztül víz vagy olaj áramlik, szabályozza az öntőforma hőmérsékletét. Ez a szabályozás létfontosságú a ciklusidő kezeléséhez és a szerszám hőkárosodásának megelőzéséhez. Szellőzőnyílásokat is beépítenek, hogy a becsapdázott levegő távozhasson az öntés során.

A die casting öntőformák és gépek gyakori típusai

A die casting öntőformákat gyakran szerkezetük vagy az alkalmazott géptípus alapján kategorizálják. Szerkezetileg lehetnek együregű formák, amelyek ciklusszinten egy alkatrészt gyártanak, vagy többüregű formák, amelyek egyszerre több azonos alkatrészt készítenek a hatékonyság növelése érdekében. Azonban a lényegesebb megkülönböztetés a használt gépekkel kapcsolatos: melegkamrás és hidegkamrás die casting.

Melegkamrás nyomásos öntés alacsony olvadáspontú ötvözetekhez használatos, például cink, ón és ólom esetében. Ebben az eljárásban az injektáló mechanizmus a kemencében található olvadt fémfürdőbe van merítve. Ez nagyon rövid ciklusidőt tesz lehetővé, mivel a fém nem szállítandó külső kemencéből. Az eljárás magas fokú automatizáltságú és hatékony kis alkatrészek nagy sorozatgyártásához.

Hidegkommos öntés magas olvadáspontú ötvözetekhez szükséges, különösen az alumínium és magnézium esetében. E módszernél egy pontos mennyiségű olvadt fémet merítenek ki egy különálló kemencéből, majd egy „hidegkamrás” vagy löketcsőbe töltve juttatják be a forma belsejébe dugattyú segítségével. Ahogyan részletezték: Wikipédia ez az elválasztás szükséges ahhoz, hogy megelőzzék az injektáló alkatrészek sérülését a hosszabb idejű érintkezésből eredően magas hőmérsékletű fémekkel. Bár a ciklusidők lassabbak, mint a melegkamrás eljárásnál, ez lehetővé teszi erős, könnyű szerkezeti alkatrészek öntését, amelyeket az autóiparban és az űriparban használnak.

A fröccsöntési folyamat és az űrítési forma tervezési szempontjai

A dömpingelt folyamat egy rendkívül hatékony, automatizált ciklus, amely másodpercek alatt kész alkatrésszé alakítja a olvadt fémet. A penész a folyamat középpontjában áll, és több kulcsfontosságú lépésbe is osztható. Minden egyes szakaszát gondosan ellenőrizni kell annak biztosítása érdekében, hogy a végleges alkatrész megfeleljen a szigorú minőségszabványoknak. A formához használt anyag általában magas minőségű, keményített szerszámcél, például H13-at használnak, amelyet a hőcsapás ellenállásának és több százezer ciklus alatt történő kopás elviselésének köszönhetően választottak.

A gyártási ciklus egy pontos sorrendben zajlik:

1. A formátum előkészítése és rögzítése: A formák belső felületét kenőanyaggal permetezik, hogy segítsen a hűtésben és a részkivetésben. A két vágott fényt a öntőgép rögzítve összeköt.
2. Injekció: A forgatott fémeket nagy nyomás alatt (az 1500 és a 25000 psi közötti) kényszerítik a penészüregbe. A fém gyorsan, gyakran milliszekundumokon belül töltötte ki a lyukat.
3. Hűtés: A olvadt fém hűl és megszilárdul a vízben vagy olajban hűtött formában. Ebben a szakaszban a rész megkapja végleges formáját.
4. Kiválasztás: A meghőszített anyag után a mozgó szál félrenyílik, és a kivetítő tűk kihúzzák a öntött anyagot a üregből.
5. Vágás: A végső lépés a fémcsapás néven ismert, felesleges anyag, valamint a szűrő és a futók levágása a kész alkatrészből. Ezt gyakran másodlagos műveletben végezzük, egy vágószál használatával.

A sikeres alkatrészgyártás nagymértékben függ a formák eredeti tervezésétől. A mérnököknek több tényezőt is figyelembe kell venniük, hogy biztosítsák a alkatrész minőségét és a formának maximális élettartamát. A megfelelő tervezés elengedhetetlen a gyakori hibák, mint a porositás és a repedés megelőzése érdekében. A tervezéshez szükséges legfontosabb szempontok:

• Húzászög: A formátum nyitási irányához párhuzamos felületeket enyhe szögben (térkép) alakítják ki, hogy a alkatrészt húzás vagy károsodás nélkül ki lehessen dobni.
• Lekerekítések és sugarak: A hegyes belső sarkokat kerekítik meg a fémáramlás javítása és a végleges rész feszültség-koncentrációinak csökkentése érdekében.
• Falvastagság: A falaknak a lehető legegyenletesebben kell lenniük, hogy elősegítsék a folyamatos hűtést, és megakadályozzák a torzulást vagy a süllyedést.
• Elválasztó sík: A két alapanyagfélék találkozó pontját gondosan el kell helyezni, hogy a végleges rész ne lássa a látszatot, és így ne legyen nehéz a vágást.
• Szellőztetés: Kis csatornákat kell beépíteni, hogy a lyukban befogott levegő kiszabaduljon a fém befecskendezése során, megakadályozva a gáz porositását.

Gyakran Ismételt Kérdések

1. A Mi a különbség a dömpingelt és más öntő módszerek között?

A fő különbség az újrafelhasználható acélform (a formátum) és a nagynyomás alkalmazásában rejlik. A homok öntéshez hasonlóan, ahol minden egyes alkatrészhez egyszer használatos homokformot használnak, a dömping öntés nagy mennyiségű gyártáshoz állandó acélformot használ. A befektetési öntéshez vagy a tartós öntéshez képest a dömping erővel nyomja a fémet a öntéshez, ami lehetővé teszi a vékonyabb falú, finomabb részletek és kiváló felületű alkatrészek létrehozását.

2. A székhely. Milyen anyagokat használnak a formákhoz?

A dömpingelt öntőformák kiváló minőségű, hőálló szerszámcélból készülnek. A leggyakoribb anyag a H13 szerszámcél, amelyet a keménység, a merevség és a hőfáradás ellenállás kiváló kombinációja miatt választottak. A még nagyobb tartósságot igénylő formákhoz kiváló minőségű acélokat lehet használni, mint például a Maraging acélt. Az anyagnak ellen kell állnia a hőszerrel való feltöltés és azután a hűtés ismételt hőciklusának.

3. A szülői család. Meddig tart egy öntözőform?

A formák élettartama, amelyet gyakran "tömeges élet"nek is neveznek, számos tényezőtől függően jelentősen változik. Ezek közé tartozik az öntött fém típusa (az alumínium abráziósabb és forróbb, mint a cink), az alkatrész összetettsége, a ciklus időtartama és a karbantartás minősége. A cink öntésére szolgáló alapanyagok több mint egymillió ciklusig tartanak, míg az alumínium alapanyagok 100-150 ezer ciklusig tartanak, mielőtt nagy javításra vagy cserére lenne szükségük.