Hvad er højtryksstøbning?
Hvordan det virker
Højtryksstøbning (HPDC) er en fremstillingsproces, hvor smeltet metal bliver tvunget ind i et formhulrum under betydeligt hydraulisk tryk. Metallet fylder matricen med høj hastighed og bliver holdt der af en kraftig-presse, indtil størkningen er fuldstændig. Når først støbningen er afkølet, åbner matricen, og delen bliver kastet ud. Matricen lukker derefter igen for den næste cyklus. Selve værktøjet består af to hærdede stålblokke, der danner hulrummets geometri, når de klemmes sammen.
Processens oprindelse
Trykstøbning dukkede først op i midten af-1800-tallet i trykkeribranchen. Printere ville hælde smeltet bly-tinlegering i stålforme for at fremstille type til trykpresser. Derfra spredte teknologien sig ret hurtigt til andre fremstillingssektorer. I 1914 begyndte processen at inkorporere zink og aluminiumlegeringer-materialer, der stadig dominerer industrien i dag. Interessant nok blev de fleste af de legeringer, vi bruger nu, allerede udviklet i midten af 1930'erne.
Procesopdeling
En typisk HPDC-cyklus involverer fire hovedtrin: forberedelse af matrice, injektion, udstødning og trimning. Afhængigt af hvad du laver, er der variationer som vakuumstøbning, langsom-fyldningsteknikker eller halv-bearbejdning af fast metal. Sådan kører standardprocessen:
Forberedelse af matrice
Før hver cyklus renser operatører matricen og sprøjter den med slipmiddel. Slipmidlet virker dobbelt-det hjælper med at kontrollere matricens temperatur og forhindrer, at støbegodset klæber, når det er tid til at skubbe ud.
Metal indsprøjtning
Der er to måder at få smeltet metal ind i formen:
Varme kammer maskinerfungerer godt for metaller med lavere smeltepunkt som zink, magnesium og bly. Indsprøjtningsmekanismen forbliver nedsænket i det smeltede metalbad. Et stempel skubber metal gennem en svanehals og ind i matricen-hele systemet bliver varmt.
Kølekammer maskinerhåndtere materialer med højere smeltepunkt som aluminium og messing. Metal bliver hældt eller hældt i en separat skudhylster, hvorefter en hydraulisk cylinder driver det ind i matricen. Du kan opsætte disse vandret eller lodret. Magnesium kan gå begge veje, selvom varmt kammer har en tendens til at fungere bedre til mindre, indviklede dele, da koldkammermaskiner har størrelsesbegrænsninger.
Indsprøjtningstrykket løber typisk alt fra 1.500 til 25.000 PSI, og påfyldningen sker på en brøkdel af et sekund. Dysen skal forblive fastlåst under tryk under størkning-dette komprimerer alle indesluttede gasser og kompenserer for krympning, når metallet afkøles. Moderne maskiner kan levere op til 4.000 tons klemkraft til at holde alt sammen.
Udkast og trimning
Når metallet er helt størknet, skubber ejektorstifter støbningen ud af hulrummet. Disse stifter er normalt indbygget i den bevægelige halvdel af matricen og placeret for at undgå at beskadige delen. Det sidste trin er at trimme portene, løberne og enhver flash af. Dette gøres med trimmematricer eller save. Skrotmateriale går typisk tilbage i ovnen til næste parti.
Hvorfor HPDC bliver brugt
Sammenlignet med andre støbemetoder bringer højtryksstøbning nogle reelle fordele til bordet:
Produktionshastigheder blæser forbi lavtryks- eller gravitationsstøbning. Den høje-hastighedsindsprøjtning betyder, at du hurtigt kan skrue dele ud, hvilket er grunden til, at HPDC dominerer høj-volumenproduktion.
Dimensionsnøjagtighed og overfladefinish kommer ud fremragende. Mange dele går direkte til montering uden sekundær bearbejdning, hvilket sparer både tid og penge. Den glatte overflade tager også plettering godt. Derudover får du ensartet mikrostruktur og solide mekaniske egenskaber i hele delen.
Vægsektioner kan i nogle tilfælde blive utrolig tynde-ned til 0,40 mm eller mindre. Det er tyndere end hvad der er praktisk med andre støbeprocesser. Tynde vægge reducerer vægten og giver dig mulighed for at indstøbe gevindindsatse, bøsninger og andet hardware under hældningen, hvilket reducerer nedstrøms monteringsoperationer.
Værktøjsfleksibilitet betyder, at du kan støbe komplekse geometrier i ét skud. Og trykstøbematricer holder længe, så værktøjsomkostningerne bliver amortiseret over et stort antal dele, hvilket bringer enhedsomkostningerne ned.
Hvor det anvendes
Automotive
Dette er det største marked for HPDC langt. Motorblokke, transmissionshuse, oliespande, beslag og strukturelle komponenter som underrammer bliver alle trykstøbt i aluminium eller magnesiumlegeringer.
Medicinsk udstyr
Kirurgiske instrumenter, infusionspumper og huse til billedbehandlingsudstyr udnytter trykstøbning til letvægtsproduktion med-høj volumen.
Rumfart
Luftfartsindustrien har brug for komplekse præcisionskomponenter, og HPDC's automatiseringsevner og snævre tolerancer passer til regningen. Motorkomponenter i aluminium og magnesiumlegering kommer almindeligvis fra trykstøbeoperationer.