Automobiļu dieļiešanas process: precīzas detaļas skaidrotas

TL;DR

Automobiļu liešanas process ar iepildīšanu zem augsta spiediena ir ražošanas tehnika, kurā kausēts ne dzelzs saturošs metāls tiek injicēts atkārtoti izmantojamā tērauda veidnē, ko sauc par matrici. Šī metode ir būtiska mūsdienu automašīnu rūpniecībā, lai ražotu izturīgas, vieglas un sarežģītas detaļas ar augstu precizitāti. Izmantojot sakausējumus, piemēram, no alumīnija, cinka un magnija, liešana ar iepildīšanu zem augsta spiediena ir būtiska, lai uzlabotu transportlīdzekļa veiktspēju, palielinātu degvielas efektivitāti un ļautu masveida ražošanu ar lielisku izmēru precizitāti.

Liešanas ar iepildīšanu zem augsta spiediena pamati: kas tas ir un kāpēc tas ir svarīgi automašīnu rūpniecībā

Liešana ar iepildīšanu zem augsta spiediena ir metāllu liešanas process, ko raksturo kausēta metāla ievadīšana veidņu dobumā zem augsta spiediena. Saskaņā ar Vikipēdija , šis spiediens var svārstīties no 10 līdz 175 megapaskāliem (MPa), nodrošinot, ka metāls aizpilda katra kompleksā, divdaļīgā kalta tērauda veidņa detaļu. Kad metāls atdziest un sacietē, veidne tiek atvērta, un detaļa, ko sauc par liešanas izstrādājumu, tiek izstumta. Šim procesam ir līdzības ar plastmasas injekcijas liešanu, taču tas tiek izmantots ne dzelzs saturošiem metāliem, padarot to par mūsdienu ražošanas pamatu.

Automašīnu rūpniecībā diešanas nozīme nav pārvērtējama. Ražotājiem pastāvīgi jāuzlabo degvielas ekonomija un jāsamazina emisijas, kas lielā mērā ir atkarīgs no transportlīdzekļa svara samazināšanas. Diešana sniedz efektīvu risinājumu, ļaujot ražot vieglās sastāvdaļas, neupurējot izturību vai izturību. Kā norādīja RapidDirect , šī tehnika ir galvenā alternatīva metāla ražošanā, kas ļauj izveidot plānākas sienas un sarežģītas ģeometrijas, kuras ar citām metodēm ir grūti sasniedzamas. Tas noved pie vieglākiem transportlīdzekļiem, labākai degvielas ekonomijai un uzlabotai vispārējai veiktspējai.

Procesa spēja ražot gandrīz galīgformas daļas ar lielisku virsmas apdarēm un dimensiju stabilitāti ir vēl viena būtiska priekšrocība. Tas samazina nepieciešamību pēc plašām sekundārām apstrādes operācijām, ietaupot gan laiku, gan izmaksas lielserijas ražošanas vidē. Lai gan formēšana kalnos ir ideāla sarežģītu detaļu izgatavošanai, citas augstas veiktspējas metodes, piemēram, kausēšana, arī ir būtiskas automašīnu ražošanā. Piemēram, dažas kompānijas specializējas autotransporta formējuma daļas , process, kas pazīstams ar komponentu ražošanu ar izcilu izturību, bieži izmantojot to kritiskās slodzes detaļām, piemēram, suspensijas un piedziņas sistēmas komponentiem.

Automobiļu diešanas galvenās priekšrocības ietver:

• Vieglās konstrukcijas: Izmantojot zemas blīvuma metālus, piemēram, alumīniju un magniju, tiek samazināts kopējais transportlīdzekļa svars, kas tieši veicina labāku degvielas efektivitāti.
• Sarežģītība un precizitāte: Augsta spiediena ielejšana ļauj izveidot sarežģītas, plānām sienām paredzētas detaļas ar stingriem toleranču ierobežojumiem, kas ļauj izstrādāt sofisticētākas un kompaktākas transportlīdzekļu konstrukcijas.
• Augsta ražošanas ātrums: Formas ielejšana ir ātrs process, kura automatizētie mehānismi vienas sesijas laikā spēj izgatavot tūkstošiem identisku detaļu, tādējādi nodrošinot augstu izmaksu efektivitāti masu ražošanā.
• Stipruma un ilgtspējas: Ar formas ielejšanu izgatavotām detaļām raksturīgs lielisks izturības un svara attiecības rādītājs un laba korozijas izturība, nodrošinot ilgmūžību un uzticamību būtiskām automašīnu sastāvdaļām.

Solis pa solim formas ielejšanas process: no kausēta metāla līdz gatavai detaļai

Automobiļu liešanas process ar iepildīšanu ir ļoti rafinēts, daudzposmu darbs, kas pārvērš kausētu metālu gatavā komponentā ar ievērojamu ātrumu un precizitāti. Visu darba procesu var sadalīt četrās galvenajās stadijās: formas sagatavošana, aizpilde (ievietošana), izmešana un attīrīšana (apstrāde). Katrs solis ir būtisks, lai nodrošinātu, ka gala produkts atbilst stingrām kvalitātes prasībām izmēru precizitātei un virsmas apdarē.

Vispirms jāsagatavo forma. Abas sakarsētā tērauda veidņu puses tiek notīrītas un pēc tam apsmidzinātas ar smērvielu. Šī smērviela kalpo diviem mērķiem: tā palīdz kontrolēt formas temperatūru un darbojas kā atdalītājs, nodrošinot, ka sacietējušo lējumu var viegli noņemt, nepieļaujot bojājumus. Pēc smērēšanas abas formas puses tiek cieši aizvērtas un saspiestas kopā ar milzīgu spēku, lai izturētu turpmāko augstspiediena ievietošanu.

Nākamais ir pildīšanas vai ievada posms. Kausētais metāls, kas ir izkausēts atsevišķā krāsnī (aukstās istabas procesam) vai pašā mašīnā (karstās istabas procesam), tiek iedzīts veidnē. Šļūtenis ievada metālu augstā ātrumā un spiedienā, nodrošinot, ka tas aizpilda katru veidnes spraugu, pirms sākas sacietēšana. Spiediens tiek uzturēts atdzisšanas fāzes laikā, lai minimizētu saraušanos un porainību. Pēc metāla sacietēšanas veidnes puses tiek atvērtas, un atlieve tiek izgrūsta ar izmešanas adatām. Beigu beigās, attīrīšanas posmā liekais materiāls, piemēram, tehnoloģiskie kanāli, lietnes un uzplūdi (tievs materiāls, kas izplūst gar veidnes savienojuma līniju), tiek noņemts no atlieves. Šis atlupu materiāls parasti tiek savākts un pārkausēts atkārtotai izmantošanai, tādējādi padarot procesu ļoti ilgtspējīgu.

Divas galvenās augstspiediena die cietais metodes ir karstās istabas un aukstās istabas procesi, kas piemēroti dažādiem metāliem un pielietojumiem.

Serdes materiāli automašīnu diešanas liešanā: aluminija, cinka un magnija

Materiāla izvēle automašīnu diešanas liešanā ir ļoti svarīga, jo tā tieši ietekmē gala komponenta svaru, izturību, korozijizturību un izmaksas. Visbiežāk izmantie materiāli ir ne dzelzs sakausējumi no aluminija, cinka un magnija, no kuriem katrs piedāvā unikālu īpašību kopumu, kas pielāgots konkrētām lietojumprogrammām.

Aluķa ligām ir visizplatītākie automašīnu rūpniecībā, galvenokārt tādēļ, ka tiem piemīt izcila kombinācija no viegla svara un izturības. Kā detalizēti aprakstīts pēc Fictiv , sakausējumi, piemēram, A380, ir vērtēti par savām labām mehāniskām īpašībām, augstu termolīcību un korozijas izturību, kas tos padara ideālus daļām, kas darbojas stresa apstākļos un augstās temperatūrās. Kopējie lietojumi ir motora bloki, pārnesumkārbas, eļļas panelis un strukturālās sastāvdaļas, piemēram, šasijas daļas. Alumīnija izmantošana ir galvenais transportlīdzekļu vieglo svēršanas veids, lai uzlabotu degvielas patēriņu.

Cinka alejas , piemēram, Zamak ģimenes, ir vēl viens populārs izvēle. Zincs ir vērtēts par savu ārkārtīgi viegli izlejamu viršanas procesu, kas ļauj precīzi pildīt sarežģītus un smalkas sienas gabaliņus. Tas nodrošina lielisku dimensiju stabilitāti, augstu trieciena izturību un ir viegli pārklāts dekoratīva vai aizsargājošajai virsmai. Saskaņā ar Brūši , zinks bieži tiek izmantots daļām, kam nepieciešama augstas kvalitātes virsmas apstrāde un stingras pielaides, piemēram, durvju rokturi, bloķēšanas korpusi, drošības joslas izvilkšanas riteņi un elektroniskās sensoru korpusi.

Magnēza alejas ir vislīgākie no parastiem metāliem, kas tiek liecinieti ar dieļšanu, un tiem ir lielāks izturības un svara attiecība. Magnijs ir aptuveni par 33% vieglāks par alumīniju un par 75% vieglāks par tēraudu. Tas padara to par ideālu materiālu lietojumiem, kuros svars ir prioritāte. Kā paskaidroja 3ERP , magnija tiek izmantota tādās sastāvdaļās kā stūres rāmji, sēdekļu rāmji, instrumentus un pārneses kārbas. Tā izcilā apstrādājamība un slīpēšanas spēja ir arī nozīmīgas priekšrocības automobiļu konstrukcijā.

Slēgtās diecasting legāžu salīdzinājums

• Svars: Magnijs ir vislīgākais, pēc tam ir alumīnija, bet cinks ir vissmagākais.
• Stiprs: Zīngriezumi parasti ir izturīgāki pie istabas temperatūras, bet alumīnija legējumi izturīgāki pie augstas temperatūras.
• Korozijas izturība: Visas trīs vielas ir izturīgas pret koroziju, un tās specifiskas īpašības ir atkarīgas no sakausējuma un virsmas apstrādes.
• Kosta: Zīkss un alumīnija parasti ir izdevīgākas liela apjoma ražošanai, bet magnija var būt dārgāka.
• Formēšanas process: Zīksu un magnesiju var izlietot ātrāk, izmantojot karstu kameru procesu, bet alumīnija ir vajadzīga lēnāk, jo tā ir silta kamera, jo tā ir lielāka, un tā ir koroziva tērauda ieņemiem komponentiem.

Galvenais diecasting tehnikas un to lietojums

Lai gan visbiežāk izmantota metode ir augstas spiediena diecasting (HPDC), ir izstrādātas vairākas variācijas, lai atbilstu konkrētām ražošanas vajadzībām, jo īpaši kritiskām automobiļu sastāvdaļām, kurās strukturālā integritāte ir svarīga. Šīs metodes ir zemas spiediena diecasting un vakuuma asistēts diecasting, kas katrs piedāvā atšķirīgas priekšrocības dažādām lietojībām.

Augstas spiediena diecasting (HPDC) joprojām ir standarts, lai ražotu lielāko daļu automobiļu detaļu, jo tas ir ātrs un spēj radīt sarežģītus, tīkla formas komponentus. To izmanto visur, no motora sastāvdaļu un pārnesuma korpusa līdz mazākām daļām, piemēram, sensoru apvalkiem un stiprinājumiem. Tomēr kopīgs izaicinājums ar HPDC ir potenciāls gaisa iespiedēšanai, kad ātri ievieto šķeltās metāla, kas var izraisīt porību galīgajā liešanā. Šī porība var apdraudēt daļas mehāniskās īpašības un novērst termiskās apstrādes.

Lai risinātu šo jautājumu, Vakuuma palīgierīce die casting ir nodarbināts. Šajā procesā, pirms metāla ievietošanas, no formēšanas cauruma izņem gaisu un gāzes ar vakuumu. Tas ievērojami samazina poritāti, kas rada blīvākas, stiprākas daļas ar uzlabotu virsmas izkārtojumu. Šī tehnika ir ideāla drošībai kritiski svarīgiem komponentiem un daļām, kam nepieciešams pēc tam sašķidrināt vai termiņu apstrādāt, piemēram, konstrukcijas mazgājumos, motora stiprinājumos un pakaļdzinēju komponentiem.

Zemspiediena kokilformas liešana (LPDC) ir vēl viena alternatīva, kurā šķeltās metāla nozemē viegli ievada formā, izmantojot zemu spiedienu (parasti 7 līdz 30 psi). Šis lēnāks un kontrolētāks uzpildes process samazina turbulences un gaisa iespiedumu, kas rada detaļas ar lielisku mehāniskās īpašības un zemu porību. LPDC bieži tiek izvēlēts lielām simetriskajām sastāvdaļām, piemēram, riteņiem un dažiem motora blokiem, kur strukturālā integritāte ir svarīgāka nekā ātrs cikla laiks.

Kalšanas liešanas priekšrocības un trūkumi

Tāpat kā jebkuram ražošanas procesam, arī diecastingam ir atšķirīgi kompromisi, kas padara to piemērotu dažām lietojumiem, bet ne citiem.

Priekšrocības

• Augsta ražošanas ātrums: Process ir ļoti automatizēts un var ražot detaļas ļoti ātri, samazinot izmaksas par detaļu lielos apjomos.
• Izcelsme: Izlietnes ar dieļļu ražo daļām ar ļoti stingriem pielaidiem, bieži vien novēršot nepieciešamību pēc apstrādes.
• Sarežģītas ģeometrijas: Šis process ļauj radīt sarežģītus formus un smalkas sienas, ko ar citām metodēm ir grūti sasniegt.
• Slīpums virsmas: Lietošanai paredzētā materiāla virsmas virsma ir dabīgi gludā, ko var viegli pārklāt vai pabeigt estētiskām vajadzībām.

Trūkumi

• Augstas sākotnējās izmaksas: Izstrādājumi (izdedzes) un mašīnas, kas vajadzīgas izdedzes liešanai, ir ļoti dārgi, tāpēc mazās apjoma ražošanā tas ir ļoti dārgs.
• Materiāli ierobežojumi: Procesam parasti ir ierobežotas neļļas metālus ar augstu fluiditāti, piemēram, alumīnija, cinka un magnija.
• Potenciāls porotums: Standarta HPDC gadījumā ieķīlētā gaisa dēļ var rasties iekšējās poras, kas var ietekmēt daļas izturību un novērst siltuma apstrādi.
• Ilgsturs, kas nepieciešams, lai izmantotu rīkus: Jaunas formācijas izstrāde un ražošana ir sarežģīts un laikaig process.

Pēdējās domas par automobiļu izlietnes procesu

Automobiļu diecasting process ir pamattehnoloģija, kas ļauj ražot vieglās, sarežģītas un uzticamas sastāvdaļas, kas ir būtiskas mūsdienu transportlīdzekļiem. Tā ietekme ir neapstrīdama - no degvielas patēriņa uzlabošanas līdz svara samazināšanai un sarežģītu konstrukciju radīšanai ar precīziem detaļiem. Izmantojot alumīnija, cinka un magnija sakausējumu unikālās īpašības, ražotāji var pielāgot sastāvdaļas, lai sasniegtu konkrētus darbības, drošības un izmaksu mērķus. Tā kā automobiļu rūpniecība turpina attīstīties uz elektriskajiem un autonomām transportlīdzekļiem, pieprasījums pēc progresīvām diecasting tehnikām, kas ražo vēl lielākas un integrētākas strukturālās daļas, tikai turpinās augt, nostiprinot tās lomu kā kritiskā ražošanas procesa nākotnē.

Bieži uzdotie jautājumi

1. Kāda ir galvenā atšķirība starp liešanu un izgatavošanu?

Galvenais atšķirības cēlonis ir metāla stāvoklis. Metālu, kas tiek izšķīdināts, uzkarsē līdz tam, kad tas kļūst šķidrs, un tad ievieto formas formā, lai to nostiprinātu. Metālu apgriežot, to karsta līdz tam, kad tas kļūst mīkstāks, bet tas paliek ciets. Pēc tam to veido, izmantojot milzīgu spiedienu ar čūlu vai preses. Šūcēšana parasti rada spēcīgākas un izturīgākas daļas, bet diecasting ir labāk piemērots sarežģītu, sarežģītu formu radīšanai.

2. Kāpēc izlietnē ir svarīgi, lai būtu poras?

Porositāte ir mazliet caurumi vai gāzes burbuli, kas sastopami metāla iesaiņojumā, kad tas sasilst. Tas ir uztraucīgi, jo tas var mazināt komponenta spēju, padarot to viegli krakstošu stresa apstākļos. Porositāte arī novērš daļu drošu termiskās apstrādes vai seldēšanas iespēju, jo iespiests gāzis, kad tas ir sasildīts, paplašinās, kas var izraisīt blisterus virsmas un iekšējās mikro triecienes, apdraudot daļas strukturālo integritāti.

3. Vai metālapstrādes procesā var izmantot tēraudu vai dzelzi?

Lai gan tehniski iespējams, dzelzs metālu, piemēram, tērauda un dzelzs, liešana ar dieļdegvielu ir ļoti reti sastopama. To ārkārtīgi augstas izšķīdināšanas temperatūras radītu strauju degradāciju un apģērba noslīkumu tērauda formā, kas padarītu šo procesu ekonomiski neizpildamu, jo rīku lietošana ir īsa. Tāpēc šo procesu izmanto gandrīz tikai nemetāla metāliem ar zemākiem šķidrošanās punktiem.