TRUMPAI

Automobilių pramonoje sprendimas tarp presavimo ir nuolatinio formavimo priklauso nuo kompromiso tarp apimties, kainos ir detalės savybių. Presavimas puikiai tinka sudėtingoms, tiksliai detalėms su lygiomis paviršių savybėmis gaminti dideliais kiekiais dėl didelio greičio, nors ir reikalauja didelių išlaidų įrankiams. Priešingai, nuolatinis formavimas reikalauja mažesnių investicijų į formas ir duoda tankesnes, stipresnes dalis, todėl yra ekonomiškesnis mažesnėms ar vidutinėms gamybos apimtims, kur mechaninė vientisumas yra svarbiausias.

Pagrindiniai proceso mechanizmai: aukšto slėgio prieš gravitacinį tiekimą

Suprantant esminį skirtumą tarp presavimo ir nuolatinio formavimo, reikia pradėti nuo to, kaip į forma patenka lydytas metalas. Šis pagrindinis skirtumas lemia beveik visus kitus proceso aspektus – nuo gamybos greičio iki galutinės detalės savybių. Abi metodikos naudoja pakartotinai naudojamas metalines formas, dažniausiai pagamintas iš plieno, tačiau užpildymo mechanizmas yra visiškai skirtingas.

Aukšto slėgio liejimas (HPDC) yra labai automatizuotas procesas, kai įkaitintas metalas stipriu slėgiu įpurškiamas į plieninę formą. Šis slėgis, svyruojantis nuo 1 500 iki daugiau nei 20 000 PSI, užtikrina, kad metalas nepaprastai greitai užpildytų kiekvieną formos ertmės detalę. Procesas vyksta greitai, metalui greitai sukietėjant, todėl ciklo trukmė yra labai trumpa. Būtent šis greitis yra pagrindinė priežastis, kodėl liejimas forma yra dominuojantis būdas masiškai gaminamiems automobilių komponentams.

Palyginti su tuo, pastoviojoje formoje liejimas remiasi gravitacija. Šiame metode įkaitintas metalas pilamas į formą, kurios ertmė užpildoma iš apačios į viršų. Kai kurios variacijos naudoja mažą slėgį (7–30 PSI) arba pasvirusį pylimą, kad palengvintų užpildymą, tačiau tai vis tiek lieka žymiai švelnesnis procesas nei HPDC. Aušimo sparta yra lėtesnė, todėl metalui kristalizuojantis dujos gali išeiti. Dėl to gaunama tankesnė, mažiau porėta vidaus struktūra, palyginti su detalėmis, pagamintomis aukšto slėgio inekcijos būdu.

Šie mechaniniai skirtumai lemia įrangos sudėtingumą ir viso proceso greitį, kaip pateikta žemiau esančioje lentelėje.

Įrankių ir kainos analizė: investicijos prieš apimtį

Svarbiausias veiksnys daugelyje automobilių pirkimo sprendimų yra kaina, čia ir išsiskiria du procesai. Pagrindinė taisyklė paprasta: liejimas į formas pasižymi labai didelėmis pradinėmis įrankių sąnaudomis, tačiau žemomis detalės sąnaudomis, o pastovaus formos liejimo – vidutinėmis įrankių sąnaudomis ir aukštesnėmis detalės sąnaudomis. Galutinis sprendimas priklauso nuo numatomo gamybos tūrio.

Die casting formos, arba matricos, sukurtos išlaikyti ekstremaliam slėgiui ir pakartotiniam terminiam smūgiui. Jos gaminamos iš aukštos kokybės įrankinio plieno ir susijusios su sudėtinga inžinerija, todėl yra nepaprastai brangios. Pagal pramonės šaltinius, die casting įrankių kaina gali svyruoti nuo $60 000 iki daugiau nei $500 000 šios didelės investicijos yra pagrįstos tik masinei gamybai, paprastai viršijančiai 10 000 vienetų, kai sąnaudos gali būti išlygintos per šimtus tūkstančių ar net milijonus detalių, rezultatuose gauti labai mažas vienos detalės savikainos.

Nuolatinės formos įrankiai yra žymiai pigesni, jų kaina dažniausiai svyruoja nuo 10 000 iki 90 000 USD. Kadangi formoms nereikia atlaikyti didelių slėgių, jos gali būti paprastesnės konstrukcijos ir pagamintos iš mažiau patvirių medžiagų. Tai leidžia taikyti šį procesą projektams su mažesniu biudžetu arba mažesniais gamybos apimtimis. Mažoms ir vidutinėms serijoms, paprastai laikomoms apie 3 000 detalių per metus, nuolatinės formos liejimas beveik visada yra ekonomiškesnis pasirinkimas. Svarbus yra pelno beprasmio taško aspektas; didėjant gamybos apimčiai iki dešimčių tūkstančių, žymiai mažesnės kainos už detalę štampavimo liejimo metodu pradeda kompensuoti jo pradines įrangos išlaidas.

Detalių kokybė ir charakteristikos: Dviejų rūšių paviršių apdorojimo palyginimas

Be kainos, liejimo metodo pasirinkimas tiesiogiai veikia galutinio gaminio kokybę, mechanines savybes ir dizaino galimybes. Kiekvienas procesas sukuria detales su skirtingomis charakteristikomis, tinkamas skirtingoms automobilių pramonės sritims. Slankinio liejimo forma žinoma dėl tikslumo ir paviršiaus apdorojimo, o nuolatinės formos liejimas vertinamas dėl vidaus vientisumo ir stiprumo.

Dėl didelio slėgio, stumiančio metalą į lygią plieninę formą, liejami forma gaminiai turi puikų paviršiaus apdorojimą be papildomos apdailos, dažnai nuo 32 iki 90 RMS. Tai sumažina poreikį antriniams apdailos etapams. Šis procesas taip pat leidžia pasiekti išskirtinį matmenų tikslumą ir sukurti labai plonas sienas, kartais tokias plonas kaip 0,04 colio, kas yra idealu lengvosioms ir sudėtingoms detalėms, tokioms kaip pavarų dėžių korpusai ar elektronikos korpusai. Tačiau greitas įpurškimas ir sukimšimas gali užfiksuoti orą ir dujas, dėl ko atsiranda vidinė porėtis. Ši porėtis gali pažeisti detalės struktūrinį vientisumą ir reiškia, kad dauguma liejamų forma detalių negali būti termiškai apdorotos ar suvirintos.

Pastovus formavimas sukuria dalis su šiurkštesniu paviršiumi (paprastai 150–250 RMS), kurios dažnai reikalauja daugiau apdorojimo po liejimo. Tačiau lėtas, švelnus užpildymas leidžia dujoms išeiti iš formos ertmės, todėl gaunamas žymiai mažiau porėtas ir tankesnis liejinys. Ši geresnė vidinė vientisumas daro pastovaus formavimo dalis patvaresnes ir patikimesnes taikymams, kai svarbu slėgio sandarumas ar mechaninė stipris, pavyzdžiui, pakabos komponentuose ar hidrauliniuose cilindruose. Šios detalės taip pat gali būti termiškai apdorojamos, kad dar labiau pagerintų jų mechanines savybes.

Medžiagos parinkimas ir konstrukciniai apsvarstymai

Metalo lydinio pasirinkimas yra dar vienas svarbus veiksnys, kuriuo skiriasi abu procesai. Formavimas podėžėje aukštu slėgiu užklauso didelių apribojimų medžiagų parinkimui, tuo tarpu nuolatinės formos liejimas siūlo didesnį lankstumą. Tai dažnai gali būti lemiamas veiksnys, jei automobilio komponentas reikalauja specifinių medžiagos savybių.

Formavimas podėžėje beveik išimtinai naudojamas su negeležiniais lydiniais, turinčiais didelę tekštumą ir santykinai žemą lydymosi temperatūrą. Dažniausiai naudojamos medžiagos apima aliuminio lydinius (pvz., 380 ir 390), cinką ir magnį. Kaip nurodo Casting Source , formavimas podėžėje yra mažiausiai pakantus skirtingiems lydiniams. Geležiniai metalai, tokie kaip geležis ir plienas, paprastai netinka, nes jų aukšta lydymosi temperatūra greitai sugadintų plienines formas. Kas liečia dizainą, formavimas podėžėje puikiai tinka sudėtingų, beveik galutinės formos detalių gamybai, kurioms reikia minimalaus apdirbimo, todėl tai padeda kompensuoti sąnaudas masinės gamybos sąlygomis.

Nuolatinio formos liejimas yra universalus. Nors jis taip pat naudojamas aliuminiui, cinkui ir magniui, jis taip pat gali būti pritaikytas lydiniams su aukštesniu tirpimo tašku, įskaitant vario ir varinius lydinius. Platesnis medžiagų pasirinkimas suteikia inžinieriams daugiau galimybių atitikti specifinius našumo reikalavimus. Konstrukcijos sudėtingumas yra kiek ribotesnis lyginant su matriciniu liejimu, nes sudėtingesni elementai sunkiau pasiekiami naudojant gravitacinį pripildymo procesą. Tačiau vienkartinių smėlio branduolių naudojimas pusiau nuolatiniame formavime leidžia kurti sudėtingas vidines ertmes, kurių negalima pagaminti matriciniu liejimu.

Teisingas pasirinkimas Jūsų automobilių taikymui

Teisingo liejimo proceso pasirinkimas yra strateginis sprendimas, kuris suderina ekonominius ir inžinerinius reikalavimus. Automobilių pramonoje tinkamas pasirinkimas priklauso nuo projekto tikslų aiškaus supratimo. Matricinis liejimas yra nepriklausomas lyderis didelės apimties, sudėtingiems ir lengvosioms detalėms, kurioms būtinas lygus paviršiaus apdorojimas, pvz., variklio blokams, pavarų dėžių korpusams ir vidinėms dekoratyvinėms detalėms.

Nuolatinio formos liejimo procesas randa savo nišą taikymuose, kuriuose reikalinga aukštesnė mechaninė stipris ir slėgio sandarumas mažesnėse ar vidutinėse apimtyse. Tai pageidautinas metodas struktūrinėms detalėms, tokioms kaip pakabos dalys, vairo sukimosi šarnyrai ir stabdžių žnyplės, kur vidinė vientisumas svarbesnis už tobulą paviršiaus apdorojimą. Atidžiai įvertinus tokius veiksnius kaip gamybos apimtis, biudžetas ir reikalingos medžiagų savybės, automobilių inžinieriai ir dizaineriai gali pasirinkti tą procesą, kuris užtikrina geriausią našumą ir vertę.

Dažniausiai užduodami klausimai

1. Kokia esminė skirtumas tarp liejimo formose ir nuolatinės formos liejimo?

Esminis skirtumas slypi tiršto metalo pildymo forma būdu. Liejimas formose įpila metalą aukštu slėgiu, dėl ko pasiekiamas greitas gamybos ciklas, sudėtingos formos ir lygios paviršiaus savybės. Nuolatinės formos liejimas naudoja sunkio jėgą arba žemą slėgį, kad įpiltų metalą į formą, tai lėtesnis procesas, kuris gamina tankesnius, stipresnius detalių elementus su žemesnėmis formavimo išlaidomis.

2. Kokie yra pagrindiniai nuolatinės formos liejimo trūkumai?

Pagrindiniai nuolatinės formos liejimo trūkumai apima lėtesnius gamybos ciklus, palyginti su liejimu formose, todėl jis mažiau tinka labai didelės apimties gamybai. Vienetinės detalės kaina taip pat yra aukštesnė didelėmis apimtimis. Be to, jis paprastai negali pasiekti tokio paties sudėtingo detalizavimo ar plonų sienelių kaip aukšto slėgio liejimas formose, o detalėms dažnai reikia daugiau antrinių apdailos operacijų.

3. Koks skirtumas tarp PDC ir GDC?

PDC reiškia slėgio liejimą, kai į formą įpurškiamas įkaitintas metalas aukštu slėgiu. GDC reiškia gravitacinį liejimą, kai įkaitintas metalas pilamas ir pildo formą tik dėl sunkio jėgos. Aukšto slėgio liejimas yra PDC rūšis, o nuolatinės formos liejimas yra GDC forma.