Proces die castinga u automobilskoj industriji: Objašnjenje preciznih delova

KRATKO

Аутомобилски процес прес формирања је техника производње под високим притиском код које се топљени несеријски метал убризгава у поново употребљиви челични калуп, познат као матрица. Ова метода је од суштинског значаја за модерну аутомобилску индустрију приликом производње јаких, лаких и комплексних делова са високом прецизношћу. Коришћењем легура као што су алуминијум, цинк и магнезијум, прес формирање има кључну улогу у побољшању перформанси возила, побољшању ефикасности потрошње горива и омогућавању масовне производње делова са изузетном тачношћу димензија.

Основе прес формирања: Шта је то и зашто је важно у аутомобилској индустрији

Прес формирање је процес ливења метала који се дефинише убризгавањем топљеног метала у шупљину калупа под високим притиском. Према Vikipedija , овај притисак може да варира од 10 до 175 мегапаскала (MPa), осигуравајући да метал испуни сваки детаљ сложеног, дводелног калупа од чврстог челика. Када се метал охлади и затвори, калуп се отвара и делови, познати као полуге, исцрпљују се. Овај процес има сличности са ливењем пластике под притиском, али се користи за обојене метала, чинећи га темељем модерне производње.

У аутомобилској индустрији, значај ливења под притиском не може бити довољно наглашен. Произвођачи су стално под притиском да побољшају потрошњу горива и смање емисију, што у великој мери зависи од смањења тежине возила. Ливење под притиском пружа ефикасно решење омогућавајући производњу лаких компоненти без жртвовања чврстоће или издржљивости. Како је напоменуто од стране RapidDirect , ова техника је кључна алтернатива за производњу метала која омогућава танье зидове и комплексне геометрије, што је тешко постићи другим методама. Ово доводи до лакших возила, бољег потрошње горива и побољшаних укупних перформанси.

Могућност процеса да производи делове близу коначног облика са изузетном завршеном површином и димензионалном конзистентношћу је још једна велика предност. Ово смањује потребу за интензивним секундарним машинским операцијама, што уштеди време и трошкове у условима производње високих количина. Иако је пресовање у умацима идеално за израду сложених делова, друге високоперформанске методе као што је ковање такође су важне у аутомобилској производњи. На пример, неке компаније су специјализоване за delovi za automobilsku kušteru , процес познат по производњи делова са изузетном чврстоћом, који се често користи за критичне примене под оптерећењем као што су компоненте вешања и погонског система.

Основне предности аутомобилског пресовања у умацима укључују:

• Olaganjanje: Коришћење лаких метала као што су алуминијум и магнезијум помаже у смањењу укупне тежине возила, чиме се директно доприноси бољој ефикасности потрошње горива.
• Сложеност и прецизност: Убризгавање под високим притиском омогућава израду сложених делова са танким зидовима и строгим дозвољеним одступањима, што омогућава напредније и компактније конструкције возила.
• Брзина производње: Ливење у улозима је брз процес, при чему аутоматизовани машини могу произвести хиљаде идентичних делова у једној сесији, чинећи га веома економичним за масовну производњу.
• Snaga i trajnost: Делови направљени ливењем у улозима имају изузетан однос чврстоће и тежине и добру отпорност на корозију, осигуравајући дуготрајност и поузданост кључних аутомобилских компоненти.

Поступак ливења у улозима корак по корак: од стопљеног метала до готовог дела

Аутомобилски процес ливења под притиском је високо усавршен, вишестепени поступак који топљени метал претвара у готову компоненту с изузетном брзином и прецизношћу. Цео радни процес може се поделити на четири основне фазе: припрема калупа, пуњење (улевање), испуштање и чишћење (резање). Сваки корак је критичан да би се осигурало да коначни део испуњава строге стандарде квалитета у погледу димензионалне тачности и квалитета површине.

Прво мора да се припреми калуп. Две половине калупа од чврстог челика се очисте, а затим нанесе подмазивање. Ово подмазивање има две сврхе: помаже у контроли температуре калупа и делује као средство за отпуштање, обезбеђујући лако уклањање залеђеног отливка без оштећења. Након наношења подмазивања, две половине калупа се чврсто затворе и стегну заједно под огромном силом како би издржале уливање под високим притиском које следи.

Следећа фаза је пуњење или убризгавање. Топљени метал, који је стопљен у одвојеној пећи (за процес са хладном комором) или у самом машинству (за процес са топлом комором), убија се у шупљину калупа. Потисни чеп убризгава метал високом брзином и под притиском, осигуравајући да попуни све пукотине калупа пре него што започне затврдњавање. Притисак се одржава током фазе хлађења како би се минимализовало скупљање и порозност. Након што се метал затврди, половине калупа се отварају, а одливак се истискује помоћу гурника. На крају, у фази чишћења, вишкови материјала као што су разводници, лијеви и флаш (танки материјал који продре на раздвојној линији калупа) се одсецају са одливка. Овај отпадни материјал се обично прикупља и поново топи за поновну употребу, чинећи процес веома одрживим.

Две главне методе ливења под високим притиском су процес са топлом комором и процес са хладном комором, које су погодне за различите метле и примене.

Osnovni materijali u automobilskom livu pod pritiskom: aluminijum, cink i magnezijum

Izbor materijala u automobilskom livu pod pritiskom od presudnog je značaja, jer direktno utiče na težinu, čvrstoću, otpornost na koroziju i cenu finalnog dela. Najčešće korišćeni materijali su ne-gvozdeni leguri aluminijuma, cinka i magnezijuma, od kojih svaki poseduje jedinstven skup svojstava prilagođen specifičnim primenama.

Алуминијумске легуре su najrasprostranjeniji u automobilskoj industriji, pre svega zbog izuzetne kombinacije male težine i čvrstoće. Kao što je detaljno opisano od strane Fictiv , легуре попут А380 вредне су због својих добрих механичких својстава, високе топлотне проводности и отпорности на корозију, што их чини идеалним за делове који раде под стресом и на високим температурама. Уобичајене апликације укључују блокове мотора, кутије за мењаче, чашеве за уље и структурне компоненте као што су делови шасије. Употреба алуминијума је кључна стратегија за олакшавање возила како би се побољшала економичност горива.

Cinkovske legure , као што су оне у породици Замак, су још један популаран избор. Цинк је драгоцен због своје изузетне течности ливања, што му омогућава да са великом прецизношћу попуни сложене и танкостенке делове калупе. Она нуди одличну димензионалну стабилност, високу чврстоћу удара и лако се покрива декоративним или заштитним завршцима. Према Бруши , цинк се често користи за делове који захтевају квалитетну завршну површину и чврсте толеранције, као што су ручке врата, кутије за браве, зубрице за повлачење сигурносних појаса и кутије електронских сензора.

Magnezijski spojevi су најлакши од уобичајених метала за лијечење штампом, нудећи супериорни однос чврстоће према тежини. Магнезијум је око 33% лакши од алуминијума и 75% лакши од челика. То га чини идеалним материјалом за апликације у којима је смањење тежине највиши приоритет. Како је објаснио 3ЕРП , магнезијум се користи за компоненте као што су оквири волана, оквири седишта, инструменталне панеле и случајеви за преношење. Његова одлична обрадна способност и капацитет за умирање су такође значајне предности у дизајну аутомобила.

У поређењу са кључним легурама за лијечење

• Težina: Магнезијум је најлакши, а затим алуминијум, а цинк је најтежи од три.
• Otpornost: Зинк легуре обично имају већу чврстоћу на истезању на собној температури, али алуминијумске легуре боље задржавају своју чврстоћу на повишеним температурама.
• Otpornost na koroziju: Све три пружају добру отпорност на корозију, са специфичним перформансима у зависности од легуре и обраде површине.
• Cena: Цинк и алуминијум су генерално трошковно ефикаснији за производњу великих количина, док магнезијум може бити скупљи.
• Proces litanja: Цинк и магнезијум се могу лијати помоћу бржег процеса топле коморе, док алуминијум захтева спорији процес хладне коморе због своје вишке тачке топљења и корозивног ефекта на компоненте за убризгавање челика.

Кључне технике лијечења и њихове примене

Иако је високотврсто лијечење (ХПДЦ) најчешћа метода, развијено је неколико варијанти за задовољавање специфичних потреба у производњи, посебно за критичне аутомобилске компоненте где је структурни интегритет најважнији. Ове технике укључују лечење под ниским притиском и лечење под вакуумом, од којих свака нуди различите предности за различите апликације.

Високо притисак лијечење (ХПДЦ) остаје стандард за производњу огромне већине аутомобилских делова због своје брзине и способности да створи сложене, мрежне компоненте. Користи се за све, од компоненти мотора и кућа за пренос до мањих делова као што су сензорски корпуси и задржине. Међутим, заједнички изазов са ХПДЦ-ом је потенцијал за заробљавање ваздуха током брзог убризгавања растопљеног метала, што може довести до порозности у коначном лијечењу. Ова порозност може угрозити механичка својства делова и спречити топлотну обраду.

Да би се ово решило, Ливак са вакуумском помоћи је запослен. У овом процесу се вакуум користи за уклањање ваздуха и гасова из шупљине пре него што се метал убризгне. Ово значајно смањује порозност, што резултира густијим, јачим деловима са побољшаним завршном површином. Ова техника је идеална за безбедносно критичне компоненте и делове који захтевају касније заваривање или топлотну обраду, као што су структурни чворови, монтаже мотора и компоненте суспензије.

Ливање под ниским притиском (ЛПДЦ) је друга алтернатива, где се топљен метал нежно уноси у калупу одоздо користећи низак притисак (обично од 7 до 30 пси). Ово спорије, контролисаније попуњавање минимизује турбуланције и ухваће ваздуха, што доводи до делова са одличним механичким својствима и малом порозношћу. ЛПДЦ се често бира за веће, симетричне компоненте као што су токове и одређени блокови мотора, где је структурни интегритет критичнији од брзе циклуса.

Предности и недостаци посебног ливања

Као и сваки производни процес, ливање на штампу има посебан скуп компромиса који га чине погодним за неке примене, али не и за друге.

Предности

• Брзина производње: Процес је високо аутоматизован и може производити делове у веома брзом темпу, смањујући трошкове по делу у великим количинама.
• Одлична прецизност димензија: Ливање штампањем производи делове са веома чврстим толеранцијама, често елиминишући потребу за пост-машинарским обрадом.
• Složene geometrije: Овај процес омогућава стварање сложених облика и танких зидова које је тешко постићи другим методама.
• Glatka površinska obrada: Лицима је природно глатка површина, која се лако може покривати или завршити у естетске сврхе.

Neđavantazi

• Високи почетни трошкови: Алат и машина потребни за лијечење су веома скупи, што чини да је трошкови забранили за производњу малог обима.
• Материјално ограничења: Процес је генерално ограничен на нежељене метале са високом флуидитетом, као што су алуминијум, цинк и магнезијум.
• Потенцијално за порозност: У стандардном ХПДЦ-у, ухваћен ваздух може изазвати унутрашње поре, што може утицати на чврстоћу делова и спречити топлотну обраду.
• Дуга времена за обраду алата: Проектирање и производња нове штампе је сложен и дуготрајан процес.

Завршне мисли о процесу лијечења у аутомобилу

Процес лијечења аутомобила је основна технологија која омогућава производњу лаких, сложених и поузданих компоненти неопходних за савремена возила. Од побољшања ефикасности горива кроз смањење тежине до омогућавања сложених дизајна са прецизним деловима, његов утицај је неоспорна. Коришћењем јединствених својстава алуминијумских, цинчких и магнезијских легова, произвођачи могу прилагодити компоненте како би испунили специфичне циљеве за перформансе, безбедност и трошкове. Како се аутомобилска индустрија наставља развијати ка електричним и аутономним возилима, потражња за напредним техникама лијечења штампом које производе још веће и интегрисаније структурне делове ће само наставити да расте, учвршћујући своју улогу као критичан производни процес за будућност.

Često postavljana pitanja

1. у вези са Која је главна разлика између ливања и ковања?

Главна разлика лежи у стању метала. У лијечењу, метал се загрева док не постане растопљен (течност) и затим се убризга у калупу како би се учврстио. У ковању се метал загрева док не постане глатко, али остаје у чврстом стању. Затим се обликује притиском мачом или штампом. Ковање обично производи јаче и трајније делове, док је ливање на штампу боље за стварање сложених, сложених облика.

2. Уколико је потребно. Зашто је порозност проблем у лијечењу?

Порозност се односи на ситне празнине или мехуриће гаса заробљене у лијеченом металу док се он учвршћује. То је узнемирујуће јер може ослабити компоненту, чинећи је подложној пукоћи под притиском. Порозност такође спречава да се делови безбедно топлотно обрађују или заваривају, јер се заробљени гас шири када се загреје, што може изазвати пуповине на површини и унутрашње микро пукотине, што угрожава структурни интегритет делова.

3. Уколико је потребно. Може ли се челик или гвожђе користити у лијевању?

Иако је технички могуће, лијечење жељених метала као што су челик и гвожђе је веома ретко. Њихове изузетно високе температуре топљења изазивале би брзу деградацију и зношење челичних штампа, што би процес учинило економски немогућим због кратког живота алата. Због тога се процес скоро искључиво користи за црног метала са нижим тачкама топљења.