Mi az a nagynyomású présöntés?
Hogyan működik
A nagynyomású fröccsöntés (HPDC) egy olyan gyártási folyamat, amelyben az olvadt fém jelentős hidraulikus nyomás alatt a formaüregbe kerül. A fém nagy sebességgel tölti meg a szerszámot, és egy erős{1}}prés tartja ott, amíg a megszilárdulás be nem fejeződik. Miután az öntvény lehűlt, a szerszám kinyílik, és az alkatrész kilökődik. A kocka ezután ismét bezárul a következő ciklusra. Maga a szerszám két edzett acéltömbből áll, amelyek egymáshoz szorítva alkotják az üreg geometriáját.
A folyamat eredete
A fröccsöntés először az 1800-as évek közepén{2}} jelent meg a nyomdaiparban. A nyomtatók olvadt ólom{6}}ónötvözetet öntenek acélformákba, hogy nyomdagépekhez való típust állítsanak elő. Innentől a technológia elég gyorsan átterjedt más gyártási ágazatokra is. 1914-ben a folyamatban olyan cinket és alumíniumötvözeteket alkalmaztak, amelyek ma is uralják az ipart. Érdekes módon a jelenleg használt ötvözetek többségét már az 1930-as évek közepén fejlesztették ki.
Folyamat lebontása
Egy tipikus HPDC ciklus négy fő lépésből áll: a szerszám előkészítése, befecskendezés, kilökődés és vágás. Attól függően, hogy mit készít, léteznek olyan változatok, mint a vákuum-sajtolóöntés, a lassú-töltési technikák vagy a félig{2}}szilárd fémfeldolgozás. A szabványos folyamat a következőképpen fut:
Halál előkészítése
Minden ciklus előtt a kezelők kitisztítják a szerszámot, és lefújják leválasztószerrel. A leválasztószer kettős funkciót lát el,{1}}segít szabályozni a szerszám hőmérsékletét, és megakadályozza, hogy az öntvény leragadjon, amikor eljön a kilökődés ideje.
Fém befecskendezés
Kétféleképpen lehet olvadt fémet juttatni a szerszámba:
Melegkamrás gépekjól működik az alacsonyabb olvadáspontú fémeknél, mint a cink, magnézium és ólom. Az injektáló mechanizmus az olvadt fémfürdőben marad. Egy dugattyú fémet nyom át a hattyúnyakba, és a szerszámba -az egész rendszer felforrósodik.
Hidegkamrás gépekkezelni a magasabb olvadáspontú anyagokat, mint az alumínium és a sárgaréz. A fémet merőkanálba öntik vagy egy külön sörétes hüvelybe öntik, majd egy hidraulikus munkahenger a szerszámba hajtja. Ezeket vízszintesen vagy függőlegesen állíthatja be. A magnézium mindkét irányba mehet, bár a melegkamra általában jobban működik kisebb, bonyolult alkatrészeknél, mivel a hidegkamrás gépek méretkorlátozással rendelkeznek.
A befecskendezési nyomás általában 1500 és 25 000 PSI között mozog, és a feltöltés a másodperc töredéke alatt megtörténik. A szerszámnak nyomás alatt szorosan rögzítve kell maradnia a megszilárdulás során,{5}}ez összenyomja a rekedt gázokat, és kompenzálja a zsugorodást, ahogy a fém lehűl. A modern gépek akár 4000 tonna szorítóerőt is képesek leadni, hogy mindent egyben tartsanak.
Kidobás és vágás
Miután a fém teljesen megszilárdult, az ejektorcsapok kinyomják az öntvényt az üregből. Ezeket a csapokat általában a szerszám mozgó felébe építik be, és úgy helyezik el, hogy elkerüljék az alkatrész sérülését. Az utolsó lépés a kapuk, futók és bármilyen vaku levágása. Ezt vágószerszámokkal vagy fűrészekkel lehet megtenni. A hulladékanyag általában közvetlenül visszakerül a kemencébe a következő tételhez.
Miért használják a HPDC-t?
Más öntési módszerekkel összehasonlítva a nagynyomású présöntés néhány valódi előnyt jelent az asztal számára:
A termelési sebesség túllép az alacsony nyomású vagy gravitációs öntvényen. A nagy-sebességű befecskendezés azt jelenti, hogy gyorsan kihúzhatja az alkatrészeket, ezért a HPDC uralja a nagy-volumen gyártást.
A méretpontosság és a felületi minőség kiváló. Sok alkatrész közvetlenül az összeszereléshez kerül, másodlagos megmunkálás nélkül, így időt és pénzt takarít meg. A sima felület jól bírja a bevonatot is. Ezenkívül egyenletes mikroszerkezetet és szilárd mechanikai tulajdonságokat kap az egész alkatrészen.
A falszakaszok hihetetlenül vékonyak lehetnek-egyes esetekben akár 0,40 mm-re is. Ez vékonyabb, mint ami más öntési eljárásoknál praktikus. A vékony falak csökkentik a súlyt, és lehetővé teszik a menetes betétek, perselyek és egyéb hardverek beöntését a kiöntés során, csökkentve ezzel a későbbi összeszerelési műveleteket.
A szerszámozási rugalmasság azt jelenti, hogy összetett geometriákat önthet egyetlen képpel. A fröccsöntő szerszámok hosszú élettartamúak, így a szerszámköltség nagyszámú alkatrészre amortizálódik, ami csökkenti az egységköltséget.
Hol alkalmazzák
Autóipar
Ez a HPDC messze legnagyobb piaca. A motorblokkokat, a sebességváltó-házakat, az olajteknőket, a konzolokat és a szerkezeti elemeket, például a segédkereteket, alumínium- vagy magnéziumötvözetbe öntik.
Orvosi eszközök
A sebészeti műszerek, infúziós pumpák és képalkotó berendezések házai a fröccsöntést teszik lehetővé a könnyű,{0}}nagy mennyiségű gyártás érdekében.
Repülőgép
A repülőgépiparnak összetett, precíziós alkatrészekre van szüksége, és a HPDC automatizálási képességei és szűk tűrései megfelelnek a számlának. Az alumíniumból és magnéziumötvözetből készült motoralkatrészek általában présöntési műveletekből származnak.