A forma odlewnicza to precyzyjne narzędzie stalowe z dwiema dopasowanymi połówkami, które kształtują roztopiony metal w gotową część w momencie, gdy wysokie ciśnienie wpycha metal do jego wnęki. Stopy aluminium, cynku i magnezu są wpychane do formy pod ciśnieniem często od 700 do 1500 barów, a następnie schładzane i wyrzucane w ciągu kilku sekund. Jest to proces, który kryje się za podzespołami codziennego użytku, takimi jak obudowy skrzyni biegów, części silnika, zawory i części samochodowe produkowane przez producenta odlewów ciśnieniowych.
Poniżej przyjrzymy się bliżej, jak zbudowane są te formy, z czego są wykonane i gdzie powstałe części trafiają do prawdziwych produktów.
Każda forma działa w powtarzalnym cyklu. Obie połówki zamykają się pod wpływem siły zacisku, stopiony metal jest wtryskiwany przez układ wlewu i wlewu, a metal wypełnia wnękę w ułamku sekundy. Gdy część stwardnieje, kanały chłodzące odprowadzają ciepło ze stali, forma otwiera się, a kołki wypychające wypychają gotowy odlew.
Pojedyncza forma produkcyjna może wykonać ten cykl tysiące razy bez utraty dokładności wymiarowej, dlatego w przypadku części takich jak tłoki i zaślepki można osiągnąć tolerancje tak wąskie, jak plus minus 0,05 milimetra.
Forma to nie pojedynczy blok stali. Jest to zespół funkcjonalnych części, z których każda odpowiada za jeden etap cyklu odlewniczego.
| Komponent | Funkcja |
|---|---|
| Wnęka i rdzeń | Utwórz zewnętrzną i wewnętrzną geometrię końcowej części |
| Sprue i biegacz | Poprowadź roztopiony metal od punktu wtrysku do gniazda |
| System bramkowy | Kontroluje prędkość i kierunek przepływu, aby uniknąć turbulencji i porowatości |
| Kanały chłodzące | Reguluj temperaturę formy i kontroluj szybkość krzepnięcia |
| System wyrzutowy | Wypycha gotowy odlew z formy, nie powodując jego deformacji |
| System wentylacyjny | Uwalnia uwięzione powietrze i gaz podczas napełniania z dużą prędkością |
Stal na formy musi przetrwać powtarzający się szok termiczny, dlatego wybór gatunku narzędzia ma bezpośredni wpływ na trwałość formy i jakość części.
| Stopień stali | Typowa twardość | Najlepsze dla |
|---|---|---|
| H13 | 44 do 52 HRC | Ogólne odlewy ciśnieniowe aluminium, długie serie produkcyjne |
| SKD61 | 46 do 50 HRC | Obróbka wielkoseryjna części samochodowych i silnikowych |
| 8407 | 48 do 52 HRC | Części cienkościenne wymagające dokładnego wykończenia powierzchni |
Przy odpowiednim projekcie chłodzenia i konserwacji dobrze zbudowane narzędzie może wyprodukować od 100 000 do ponad 500 000 zdjęć, zanim konieczna będzie renowacja wnęki.
Konstrukcje form do odlewania ciśnieniowego aluminium i cynku nie są zamienne. Każdy pasuje do innej kombinacji grubości ścianki, precyzji i wielkości produkcji.
| Czynnik | Forma do odlewania ciśnieniowego aluminium | Forma do odlewania ciśnieniowego cynku |
|---|---|---|
| Grubość ścianki | 0,8 mm i więcej | Grubość zaledwie 0,4 mm |
| Dokładność wymiarowa | Dobrze | Doskonałe, węższe tolerancje |
| Życie pleśni | 100 000 do 300 000 strzałów | 500 000 do ponad 1 000 000 strzałów |
| Typowe części | Obudowa skrzyni biegów, części silnika, obudowa akumulatora | Mały osprzęt precyzyjny, złącza, zawory |
Są to przykłady części i form wytwarzanych przy użyciu niestandardowych narzędzi do odlewania ciśnieniowego, przeznaczonych do zastosowań motoryzacyjnych, energetycznych i przemysłowych.
Ponieważ odlewanie ciśnieniowe pozwala uzyskać mocne, lekkie i stabilne wymiarowo części za jednym razem, sprawdza się w wielu gałęziach przemysłu.
Nowoczesny projekt formy do odlewania ciśnieniowego opiera się na trzech współpracujących warstwach oprogramowania. CAD buduje precyzyjną geometrię wnęki i rdzenia, weryfikując każdy wymiar w wirtualnym modelu przed rozpoczęciem jakiejkolwiek obróbki. CAM przekształca ten projekt w ścieżki narzędzia, które prowadzą centra obróbcze CNC i urządzenia do cięcia drutu, optymalizując ścieżki cięcia w celu ochrony trwałości narzędzia i ograniczenia strat materiału.
Symulacja CAE pozwala wcześnie wykryć problemy. Analiza przepływu przewiduje, w jaki sposób stopiony metal wypełni wnękę i wskazuje obszary podatne na porowatość lub wady zamknięcia na zimno. Analiza termiczna odwzorowuje rozkład temperatury, dzięki czemu można dostosować układ kanałów chłodzących w celu zapewnienia równomiernego krzepnięcia. Analiza naprężeń sprawdza, czy konstrukcja formy wytrzymuje wielokrotne siły zaciskania i wtrysku bez odkształcenia, dzięki czemu trwałość formy jest przewidywalna w długich seriach produkcyjnych.
| Pozycja listy kontrolnej | Dlaczego to ma znaczenie |
|---|---|
| Certyfikat jakości | IATF16949 lub podobny potwierdza udokumentowany system kontroli procesu |
| Zakres wyposażenia | Maszyny do odlewania ciśnieniowego o wielu tonach zapewniają elastyczność w zakresie rozmiarów części |
| Własne CNC i EDM | Skraca czas realizacji i utrzymuje wewnętrzną kontrolę tolerancji |
| Możliwość symulacji | Analiza przepływu i termiczna CAE zmniejsza ryzyko kosztownych przeróbek formy |
| Eksportuj doświadczenie | Wskazuje na znajomość międzynarodowych standardów pakowania i dokumentacji |
Producent odlewów ciśnieniowych, który łączy wszystkie powyższe, zwykle zapewnia bardziej stałą grubość ścianki, mniej niespodzianek po obróbce i krótszy czas od rysunku do pierwszej próbki.
Jak długo wytrzymuje forma odlewnicza? Oprzyrządowanie aluminiowe zwykle wykonuje od 100 000 do 300 000 strzałów, podczas gdy oprzyrządowanie do form z utwardzanego cynku może przekroczyć 500 000 strzałów przed poważną renowacją.
Czy jedna forma może wytwarzać wiele wariantów części? Tak, formy rodzinne z wymiennymi wkładkami są powszechne w przypadku części samochodowych i silników, które mają tę samą geometrię podstawową, ale różnią się szczegółami montażu.
Jaka grubość ścianki jest realistyczna? Odlewanie ciśnieniowe aluminium zwykle rozpoczyna się od około 0,8 milimetra, podczas gdy cynk umożliwia zmniejszenie grubości przekrojów do około 0,4 milimetra w przypadku sprzętu kompaktowego.
Czy jesteś gotowy WSPÓŁPRACOWAĆ Z Jieną?
* Twój e -mail jest z nami bezpieczny, nie spamujemy.