ҚЫСҚАША

Қысымды калыпта құю (HPDC) — балқытылған металды қатайтылған болат формасына, яғни матрицаға үлкен қысыммен енгізу арқылы жүргізілетін тиімді өндіріс процесі. Бұл әдіс алюминий, мырыш және магний сияқты түсті қорытпалардан күрделі, жұқа қабырғалы және дәл бөлшектерді үлкен көлемде шығару үшін идеалды. HPDC жылдамдығы, үлкен бет сапасын қамтамасыз ету қабілеті және автомобиль және электроника сияқты салалардағы маңызды рөлі үшін бағаланады.

Қысымды калыпта құю процесі: Қадам бойынша талдау

Қысымды калыпта құю (HPDC) балқытылған металды бірнеше секунд ішінде қатты, шамамен дәл пішінді бөлшекке айналдырады. Бұл процесс сұйық металды нақты жасалған болат матрицаға 1500-ден 25000 psi дейінгі экстремал қысыммен енгізу арқылы сипатталады. Бұл металдың қатаюынан бұрын құю қалыбының әрбір күрделі деталін толтыруын қамтамасыз етеді. Бүкіл цикл жоғары дәрежеде автоматтандырылған, осылайша заманауи массалық өндірістің негізгі тірегіне айналады.

HPDC-те қолданылатын екі негізгі әдіс бар, олар балқытылған металл машинаға қалай енгізілетініне байланысты ажыратылады: ыстық камералы және суық камералы процестер. Олардың арасында таңдау көбінесе қолданылатын құйманың балқу температурасына байланысты болады.

• Ыстық камералы матрицалы құю: Бұл әдіс мырыш пен магний құймалары сияқты төменгі балқу температурасы бар металдар үшін қолайлы. Бұл процесс кезінде инъекция механизмі балқытылған металл ваннасына батырылады. Бұл интеграция металдың матрицаға дейінгі жолы қысқа болғандықтан, цикл уақытын қысқартуға мүмкіндік береді.
• Суық камералы матрицалы құю: Алюминий сияқты жоғары балқу температурасы бар құймалар үшін қолданылатын бұл әдісте әрбір цикл кезінде балқытылған металл бөлек "суық камераға" немесе шайбалы рукавқа құйылады. Содан кейін гидравликалық поршень металды матрицаның қуысына итеріп жібереді. Бұл процесс жоғары температуралы металл инъекция компоненттеріне зақым келтірмеуі үшін біраз баяу жүреді.

Әдіске қарамастан, негізгі HPDC процесі сапа мен қайталануды қамтамасыз ету үшін қадамдардың тұрақты тізбесін орындайды:

1. Қалыпты дайындау: Инъекция алдында болат өлшемішінің екі жартысы тазартылып, майланады. Бұл қаптама өлшеуіштің температурасын реттеуге көмектеседі және дайын бөлшекті зақымсыз оңай шығаруға мүмкіндік береді.
2. Инъекция: Құрғатылған металл өте жоғары жылдамдықпен қаптамалы қаптамаға ілінеді. Бұл жылдам инъекция металлдың ерте қатаю қаупін азайтып, күрделі құрылымдардың дәл қалыптасуын қамтамасыз етеді.
3. Қату және суыту: Құрылық толтырылғаннан кейін, балқытылған металл суып, қысыммен тез қатады. Болаттан жасалған өлшеу жылуды құюшы ретінде әрекет етеді.
4. Бөлшекті шығару: Бөлшектің қатауынан кейін, өлшеу жартылары ашылады, ал эжекторлы тіректер қалыптан құйманы шығарады. Бұл қадам жаңадан қалыптасқан құрамдас бөліктің деформациясын болдырмау үшін мұқият бақыланады.
5. Қиғаштау: Соңғы құюда көбінесе металлдың өлшеуге ағып кеткен жүгірушілер мен жарқыл сияқты артық материалдар болады. Бұл материал кесіледі, ал қалдықтар өндіріс процесіне қайта өңделеді, бұл материалдың тиімділігін арттырады.

HPDC-нің негізгі артықшылықтары мен кемшіліктері

Жоғары қысымды өлтіру көп салаларда жоғары көлемді өндіріс үшін жылдамдық, дәлдік және тиімділік ерекше балансына байланысты өндіріс әдісі болып табылады. Алайда, ол белгілі бір мақсаттарға жарамсыз ететін ерекше шектеулермен де келеді. Бұл теңгерімдерді түсіну оның қолданылуы туралы дұрыс шешім қабылдау үшін өте маңызды.

HPDC- нің басты пайдасы - оның тиімділігі. Жоғары автоматтандырылған процесс өте жылдам өндіріс циклдерін қамтамасыз етеді, бұл үлкен көлемде өндірілген кезде бөлшектің өзіндік құнын айтарлықтай төмендетеді. Бұл жылдамдық, өлшемдерінің дәлдігі мен тегіс бетімен бөлшектерді тікелей қалыптан шығаруға мүмкіндік береді, бұл көп жағдайда қымбат және уақытты қажет ететін екінші өңдеу жұмыстарын жасауды болдырмайды. Сонымен қатар, жоғары инжекциялық қысым өте жұқа қабырғалы бөлшектерді жасауға мүмкіндік береді, кейде 1 мм-ден аз, бұл жеңіл, бірақ мықты бөлшектерді өндіру үшін идеалды.

Бұл артықшылықтарға қарамастан, HPDC-нің елеулі кемшіліктері бар. Ең маңыздысы - бастапқы құралдардың қымбат құны. Қаттыланған болат қалыптарын жасау күрделі және қымбат, бұл процесті аз көлемде өндіру немесе прототип жасау үшін экономикалық тұрғыдан тиімді емес етеді. Тағы бір жиі кездесетін мәселе - жұқалық. Құюдың жылдамдығы жоғары, бұрқыншақ металлдың құйылуы ауа мен газды құюға тұтқызады. Белгілі бір сарапшылар MRT Castings бұл кеуектілік бөлшектің механикалық беріктігін бұзады және жиі беріктікті арттыру үшін қолданылатын жылу өңдеулерінің тиімділігін шектейді.

Жалпы материалдар және негізгі өнеркәсіптік қолданбалар

Жоғары қысымды сылауды негізінен түсті металдар үшін қолданады, өйткені олардың төмен балқу нүктелері қайта пайдаланылатын болат сылауларымен үйлесімді. Материалдың таңдалуы салмаққа, беріктікке, коррозияға төзімділікке және жылулық қасиеттерге қатысты талаптарға байланысты. HPDC-де ең көп қолданылатын қорытпалар:

• Алюминий қорытпалары: А380 секілді жеңіл, мықты және коррозияға төзімді алюминий қорытпалары автомобиль және әуе өнеркәсібі үшін ең жақсы таңдау болып табылады. Олар құйылу қабілеті мен механикалық өнімділігінің тамаша теңгерімін ұсынады.
• Цинк қорытпалары: Өздерінің ерекше сұйықтығымен танымал цинк қорытпалары өте күрделі қалыптарды оңай толтыра алады. Олар жоғары өлшемді тұрақтылықты қамтамасыз етеді және жиі электроника мен сәндік жабдықтарда қолданылатын жоғары сапалы бетті аяқтаумен шағын, дәл бөлшектерді өндіру үшін өте қолайлы.
• Магний құймалары: Магнезий жалпы құрылымдық металдардың ең жеңіл түрінде, мысалы, портативті электроникада және жоғары өнімді автомобиль бөлшектерінде салмақты азайту ең басты басымдыққа ие болған кезде қолданылады.

HPDC-нің мүмкіндіктері оны бірнеше ірі өнеркәсіп салаларында қажетсіз етті. Автомобиль секторы ең үлкен пайдаланушы болып табылады, ол HPDC-ті қозғалтқыш блоктарынан бастап, трансмиссия корпустарына дейін күрделі құрылымдық компоненттерге дейін барлық нәрсені өндіруге пайдаланады. Бұл туралы Роланд Бергер , HPDC - 70-тен 100 жеке компоненттен тұратын жиынтықты алмастыратын ірі, бір бөлшекті автомобиль бөлшектерін өндіру үшін әлеуетті "ойын өзгеруіші". Бұл біріктіру өндірісті жеңілдетеді, шығындарды азайтады және көліктердің біркелкілігін жақсартады.

Автомобиль өнеркәсібі металлдан жасалған өркениетті бұйымдарға көп тәуелді. HPDC ірі құрылымдық компоненттер мен корпустар үшін ойынды өзгертетін болса, дәлдікпен құрмалау сияқты басқа әдістер ең жоғары беріктікті және шаршауға төзімділікті талап ететін компоненттер үшін өте маңызды. Мысалы, мамандар автомобильные кованные детали шаои (Нингбо) металл технологиясы сияқты металл өндірушілер құюдың мүмкіндіктерін толықтырып, ыстық құю процестерін қолдана отырып, мықты компоненттер шығарады. HPDC-нің басқа негізгі қолданбаларына электроника, онда ол ноутбук корпустары мен жылу таратушылар үшін қолданылады, және хирургиялық құралдар мен диагностикалық жабдықтардың корпустарын өндіру үшін медициналық сала жатады.

HPDC vs. Төмен қысымды қалыпқа салу (LPDC)

HPDC жылдамдық пен көлем бойынша танымал болса да, ол қолданыстағы жалғыз құю әдісі емес. Төмен қысымды құю (LPDC) басқа артықшылықтарды ұсынады және өндірістің жылдамдығына қарағанда ішкі бүтіндік маңыздырақ болатын қолданулар үшін таңдалады. Негізгі айырмашылық - балқытылған металдың форманың ішіне енуіндегі қысым мен жылдамдықта жатыр.

HPDC өте жоғары қысымды (10 000+ psi) пайдаланып, металлды тез енгізеді, бұл жұқа қабырғалы, күрделі бөлшектер мен жоғары көлемді шығарылымдар үшін идеалды. Ал LPDC керісінше, форманы төменнен жұмсартып толтыру үшін көптеген төменірек қысымды (әдетте 100 psi-ден төмен) қолданады. Бұл баяуырақ, бақыланатын толтыру ағындың турбуленттігін азайтады, нәтижесінде құймалар пористіктің айтарлықтай төмен деңгейімен және ішкі беріктіктің жоғары деңгейімен шығады. Бұл механикалық беріктік пен қысымға тығыздық шешуші маңызға ие болатын конструкциялық бөлшектер үшін LPDC-ті одан да қолайлы етеді.

Компромисс циклдық уақыт пен бетінің өңделуі болып табылады. LPDC баяу процесс, орташа көлемдегі өндіріске сәйкес келеді. Сонымен қатар, LPDC бөлшектерінің бетінің өңделуі жалпы алғанда HPDC-пен жасалғаннан гөрі тегіс болмайды. Екі процестің арасындағы таңдау соңында шығарылатын бөлшектің нақты талаптарына байланысты.

HPDC туралы жиі қойылатын сұрақтар

1. HPDC мен LPDC арасындағы айырмашылық неде?

Негізгі айырмашылық — қысым мен жылдамдық. HPDC жоғары көлемді өндіріс, жұқа қабырғалар және үлкен беттік сапа керек болатын бөлшектерді шапшаң енгізу үшін өте жоғары қысымды қолданады, бірақ бұл кейде пористілікке әкелуі мүмкін. LPDC төмен қысымды қолданып, баяу және бақыталатын толтыруды іске асырады, нәтижесінде ішкі бүтіндігі жоғары және пористілігі аз бөлшектер алынады, ол орташа көлемді құрылымдық компоненттер үшін қолайлы.

hPDC-ның кемшіліктері қандай?

HPDC-ның негізгі кемшіліктеріне бастапқы құрылғылардың құнының жоғары болуы жатады, бұл кіші сериялы өндіріс үшін тиімсіз. Бұл процесте газдардың түзілуіне байланысты пористілік пайда болуы мүмкін, бұл құйманың ішінде кішкентай бос кеңістіктер пайда болып, бөлшектің беріктігін төмендетеді және кейінгі жылулық өңдеудің тиімділігін шектейді. Сонымен қатар, бұл әдіс тек алюминий, мырыш және магний сияқты түсті металдар үшін ғана қолайлы.

3. Қысымдық құю деген не?

Қысымды көтерме тастау — балқытылған металл қалыптағы қуысқа қысым астында енгізілетін өндірістік процесс. Бұл санатқа жоғары қысымды және төмен қысымды көтерме тастау да кіреді. Қысымды пайдалану гравитациялық толтыру әдістеріне қарағанда бөлшектерді күрделі детальдармен, жақсы бет өңдеумен және жоғары өлшемді дәлдікпен шығаруға мүмкіндік береді.

4. Көтерме тастаудың екі түрі қандай?

Негізгі көтерме тастау процестері екіге бөлінеді: ыстық-камералы және суық-камералы көтерме тастау. Төмен балқу температурасы бар металдар (мысалы, мырыш) үшін ыстық-камералы тастау қолданылады және цикл уақыты тезірек болады. Машина инъекциялық бөлшектеріне зиян келтіруді болдырмау үшін жоғары балқу температурасы бар металдар (мысалы, алюминий) үшін суық-камералы тастау қолданылады.