HPDC ir LPDC: formų liejimo pasirinkimas automobilių dalims

TRUMPAI

Pasirinkimas tarp aukšto slėgio lyjimo (HPDC) ir žemo slėgio lyjimo (LPDC) automobilių dalių gamybai priklauso nuo kompromiso tarp greičio ir stiprumo. HPDC yra greitas procesas, tinkamas didelės apimties mažų, plonų sieneles turinčių detalių, tokių kaip korpusai, gamybai. Priešingai, LPDC yra lėtesnis, tačiau pagamina didesnes, sudėtingesnes konstrukcines dalis, pvz., variklio blokus, pasižyminčius geresnėmis mechaninėmis savybėmis ir minimalia porėtumu.

Pagrindinių procesų supratimas: kaip veikia HPDC ir LPDC

Lyjimas yra viena iš šiuolaikinės automobilių pramonės atramų, tačiau ne visi lyjimo metodai yra vienodi. Aukšto ir žemo slėgio lyjimas atstovauja dvi skirtingas metalinių detalių formavimo priemones, kurių kiekviena turi unikalią mechaniką, nulemiančią geriausias taikymo sritis. Šių pagrindinių skirtumų supratimas yra būtinas norint pasirinkti optimalų procesą bet kuriai konkretiems automobilio komponentams.

Aukšto slėgio liejimas (HPDC) apibrėžiamas greičiu ir jėga. Šiame procese įpilamas lydytas metalas į plieninę formą, vadinamą matrica, esant didžiuliam slėgiui – nuo 150 iki 1 200 bar (2 175–17 400 psi). Kaip aprašo gamybos ekspertai iš Dongrun Casting , metalas užpildo formos ertmę labai dideliu greičiu, dažnai per mažiau nei sekundę. Šis greitas įpurškimas leidžia gaminti dalis su labai plonomis sienelėmis ir sudėtingomis geometrijomis. Įranga paprastai yra horizontali, viena matricos pusė fiksuota, kita – judanti. Kai metalas sukietėja, matrica atsidaro ir detalė išstumiama. Visas ciklas yra nepaprastai greitas, todėl HPDC yra labai efektyvus masinei gamybai.

Tuo tarpu žemo slėgio liejimas (LPDC) yra kontroliuotesnis ir švelnesnis procesas. Čia taikomas slėgis yra žymiai mažesnis, paprastai tarp 0,7 ir 1,4 baro. LPDC aparate, kuris dažniausiai orientuotas vertikaliai, lydymo krosnis su išlydytu metalu yra esanti po forma. Metalas lėtai stumiamas aukštyn į formos ertmę per kilimo vamzdį, judant prieš sunkio jėgą. Šis lėtas, sluoksninis srautas sumažina turbulenciją ir mažina užčiuopto oro riziką, dėl ko atsiranda porėtumas. Slėgis išlaikomas per visą kristizacijos trukmę, leidžiant liejiniui nuolat būti papildomai tiekiamam išlydyto metalo, kad kompensuotų susitraukimą, užtikrinant tankų ir vientisą detalę. Šis metodas idealiai tinka detalių gamybai, turinčių puikius mechaninius savybes.

Palyginimas: pagrindiniai skirtumai automobilių pramonei

Vertinant aukšto slėgio ir žemo slėgio lydymą automobilių dalių gamybai, inžinieriai turi įvertinti keletą svarbių veiksnių. Pasirinkimas tiesiogiai veikia gamybos greitį, kainą, detalės kokybę ir dizaino galimybes. Nors HPDC puikiai tinka masinei gamybai ir greičiui, LPDC siūlo geresnį vientisumą konstrukciniams komponentams. Toliau pateikta lentelė ir išsamus analizavimas pabrėžia esminius skirtumus, kurie padės priimti teisingą sprendimą.

Slėgis ir porėtumas

Svarbiausias skirtumas – slėgis. Aukšto slėgio kamera (HPDC) greitas, turbulentinis užpildymas gali įtraukti oro, dėl ko atsiranda liejinyje esantis porėtumas. Nors tai galima kontroliuoti, tai gali būti kritiškas trūkumas detalėse, reikalaujančiose aukštos konstrukcinės vientisumo ar veikiamose slėgiu. Priešingai, žemo slėgio kamera (LPDC) švelnus, kylantysis užpildymas sumažina turbulenciją, todėl gaunami liejiniai su labai žemu porėtumu. Dėl to LPDC detalės yra stipresnės, patikimesnės ir tinka terminiam apdorojimui, kuris dar labiau patobulina jų mechanines savybes.

Ciklo trukmė ir gamybos apimtys

HPDC sukurtas greičiui. Dėl greitų ciklų jis yra žymiai efektyvesnis didelės apimties gamybai, ženkliai sumažinant vieneto kainą didelėms partijoms. Pagal analizę, atliktą Kurtz Ersa , HPDC ciklų trukmė gali būti 4–6 kartus trumpesnė nei LPDC. LPDC lėtesnis, atsargesnis procesas lemia ilgesnius ciklus, todėl jis labiau tinka prototipams, mažesnės apimties serijoms ar taikymams, kai detalės kokybė pateisina ilgesnį gamybos laiką.

Detalės konstrukcija ir sudėtingumas

HPDC puikiai tinka gaminant dalis su plonomis sienelėmis ir sudėtingomis detalėmis, todėl yra idealus elektronikos korpusams arba pavarų dėžių korpusams gaminti. Tačiau dėl negalėjimo naudoti smėlio formos šerdžių, jis riboja galimybę kurti sudėtingas vidines geometrijas. Kaip taip pat pažymi Kurtz Ersa, LPDC gali naudoti smėlio formas. Ši galimybė leidžia kurti tuščiavidurio pjūvio elementus ir sudėtingus vidinius kanalus, kas būtina tokioms detalėms kaip uždarų cilindrų blokai ir sudėtingi rėmo komponentai, kuriems reikalinga didelė standumas bei sumažinta masė.

Teisingo proceso pasirinkimas automobilių dalims: nuo variklio blokų iki korpusų

Taikant šiuos principus automobilių gamybai, aiškiai matomi kiekvieno proceso taikymo atvejai. Sprendimas priklauso nuo detalės funkcijos, konstrukcinių reikalavimų ir gamybos apimties. Bendras principas – naudoti LPDC didelėms, saugai kritinėms detalėms ir HPDC mažesnėms, didelės apimties detalėms, kur struktūriniai reikalavimai yra mažiau griežti.

Mažos slėgio liejimo būdu naudojamos komponentai, kurie sudaro transporto priemonės veikimo ir saugos pagrindą. Dėl jo gebėjimo gaminti tankias, tvirtas ir šilumos apdorojimo patogias dalis, jis idealiai tinka:

• Motorių blokai ir cilindrų galvutės: Piaušinių branduolių naudojimas leidžia sukurti sudėtingas aušinimo dėves ir vidaus struktūras, kurios yra labai svarbios šiuolaikiniams, efektyviems varikliams.
• Suspendavimo komponentams: Tokioms dalims kaip valdymo rankos ir raumenys reikia didelės stiprybės ir atsparumo nuovargiui, kurią suteikia LPDC mažas porumas.
• Šalių konstrukcijos ir šasijos dalys: Didesni, tušti išmetai gali būti pagaminti ir lengvi, ir labai kieti.
• Automobilių ratlai: LPDC paprastai naudojamas aukštos kokybės aliuminio lydinio ratams, kurie turi būti stiprūs ir kosmetškai patrauklūs.

Aukšto slėgio liejimo būdu, kuriame pabrėžiamas greitis ir efektyvumas, gaminami daug kitų svarbių automobilių dalių. Jis geriausiai tinka:

• Išskyrus: Pavarų dėžės, perdavimai ir elektroniniai korpusai yra klasikiniai pavyzdžiai, kai reikalingos plonos sienelės ir sudėtingos išorinės formos dideliais kiekiais.
• Laikikliai ir tvirtinimo elementai: Įvairias dalis laikantys skaičiūs mažo iki vidutinio dydžio laikikliai ekonomiškai gaminami naudojant aukšto slėgio liejimą į formas (HPDC).
• Vidiniai komponentai: Vairo stulpelių, sėdynių rėmų ir prietaisų skylių konstrukcijų detalės dažnai pasipelno iš HPDC tikslumo.
• Alyvos karteriai ir vožtuvų dangčiai: Šios detalės reikalauja gerų matmenų tikslumo ir lygaus paviršiaus apdorojimo, ką HPDC efektyviai užtikrina.

Nors formos liejimas siūlo puikią universalumą sudėtingoms formoms, kai kurie automobilių taikymai reikalauja maksimalaus stiprumo ir ilgaamžiškumo, ypač svarbiems variklio ir pakabos komponentams. Tokiais atvejais dažnai apsvarstomi alternatyvūs gamybos metodai, tokie kaip kalimas. Pavyzdžiui, Shaoyi (Ningbo) Metal Technology specializuojasi automobilių dalelių kalbimo procese, kuris metalo malšinimą padaro dideliu slėgiu, kad sukurtų komponentus, turinčius aukštesnę grūdų struktūrą ir atsparumą nuovargiui. Tai rodo, kad optimali gamybos pasirinkimas visada priklauso nuo išsamios komponento specifinių eksploatacinių reikalavimų analizės.

Kainos ir gamybos apimties analizė: finansinė perspektyva

Finansijos aspektai, susiję su pasirinkimu tarp HPDC ir LPDC, yra tokie pat svarbūs kaip ir techniniai. Pagrindinis kompromisas yra pradinių investicijų ir vieneto gamybos sąnaudų santykis. HPDC apima didelę išankstinę investiciją į tvirtas mašinas ir patvarų įrankius, galinčius atlaikyti didžiulį spaudimą. Tačiau dėl didelio ciklo laiko gamybos pradžia yra labai maža, ypač dideliu kiekiu.

Tačiau LPDC mašinos ir įrankiai paprastai yra pigesni, todėl pradinė investicija yra mažesnė. Kaip pažymėjo Sinoway Industry , todėl LPDC yra prieinamesnė galimybė mažų ir vidutinių gamybos serijų gamybai. Tačiau lėtesnis ciklo laikas reiškia didesnes mašinų ir darbo sąnaudas vienam vienetui, todėl masinė gamyba yra ekonomiškesnė. Atvirosios vertės taškas yra pagrindinis skaičiavimas; kai gamybos serijos viršija dešimtys tūkstančių vienetų, didelės pradinės HPDC sąnaudos dažnai amortizuojamos, todėl ilgainiui tai yra ekonomiškesnis pasirinkimas. Prototypų gamybai, specializuotoms dalims arba mažesnėms gamybos serijoms LPDC mažesnė kliūtis patekti į rinką ir aukštesnė kokybė gali suteikti geresnę bendrą vertę.

Dažniausiai užduodami klausimai

1. Kada naudoti aukštos slėgio liejimo?

Aukšto slėgio liejimo būdu turėtų būti gaminamos didelės apimties mažų ir vidutinio dydžio automobilių dalys, kurių konstrukcija sudėtinga, sienos plonos ir paviršius lygas. Jis idealiai tinka tokiems komponentams kaip korpusai, laikmenos ir vidaus dalys, kuriose didžiausias prioritetas yra gamybos greitis ir ekonomiškumas.

2. Išmokyti Kokie yra mažo slėgio liejimo trūkumai?

Pagrindiniai mažo slėgio liejimo permušimo trūkumai yra lėtesnis ciklo laikas, dėl kurio vieneto gamybos išlaidos didėja, ir netinkamumas gaminti labai plonasis sienelių dalis (kurių paprastai reikia bent 3 mm storio). Lėtesnis procesas daro jį mažiau ekonomišką masinei gamybai, palyginti su HPDC.

3. Išmokyti. Kokie yra mažo slėgio liejimo įmušimo privalumai?

Pagrindiniai mažo slėgio liejimo privalumai yra pranašesnės mechaninės savybės dėl minimalaus porumo, galimybės gaminti didelę ir sudėtingą dalį naudojant smėlio branduolius ir tai, kad jo liejimo dalelės gali būti termiškai apdorotos, kad toliau pagerintų tvirtumą. Tai lemia labai patikimus komponentus, tinkamus konstrukcinėms ir saugos atžvilgiu svarbioms reikmėms.

4. Koks skirtumas tarp didelio slėgio liejimo per slidinėjimą ir mažo slėgio liejimo per slidinėjimą?

Pagrindinis skirtumas yra įrišto metalo įpurškimo slėgis ir greitis. Aukšto slėgio liejimo būdu naudojamas itin didelis slėgis (iki 1200 barų) labai greitai užpildyti, turbulentiškai, idealiai tinka dideliems plonų dalims. Mažos slėgio liejimo būdu naudojamas labai mažas slėgis (apie 1 baras) lėtai, kontroliuojamai užpildyti, gaminant tankias, tvirtas dalis, idealias didesniems konstrukcinėms dalims.