Toepassingen en voordelen van het hogedrukspuitgietproces

De toepassingen van het High-Pressure Die Casting Process worden gezien als het creëren van complexe vormen van metalen componenten. Het garandeert een hoge nauwkeurigheid bij het ontwikkelen van uitgebreide ontwerpen. Vergeleken met andere technieken is de methode snel en effectief omdat het het materiaalgebruik minimaliseert. Bovendien is het op de lange termijn goedkoper en daarom een ​​betaalbare optie voor de fabrikanten.

Voordat we dieper ingaan op toepassingen van het hogedrukspuitgietproces, is het noodzakelijk om te begrijpen: wat is de hpdc? Dit artikel beantwoordt al dergelijke vragen, maak je geen zorgen. Dus laten we beginnen.

Hogedrukspuitgieten: een korte uitleg van de techniek

Afbeeldingsnaam: Hogedrukspuitgieten

Het spuitgietproces omvat gewoonlijk drie hoofdtypen; een daarvan is hogedrukspuitgieten (HPDC). Dit proces omvat het forceren van een gesmolten metaal in een mal onder hoge druk. De druk duwt het gesmolten metaal in elke blinde hoek. Daarna stolt een metaal en moet het uit de mal worden gehaald waarin het is geplaatst. De volgende cyclus wordt voortgezet om de productie continu te laten verlopen.

HPDC mag niet worden verward met spuitgieten onder lage druk (LPDC). Elk van hen heeft zijn eigen bijzonderheden en toepassingen. Hier is een vergelijking:

• Omdat er een hoge precisie vereist is, maakt HPDC gebruik van een horizontaal georiënteerde machine.
• HPDC gebruikt een druk van 1000 tot 25,000 PSI.
• LPDC maakt daarentegen gebruik van een verticale machineconfiguratie en werkt met lagere druk.
• LPDC duurt meestal een langer proces waarbij andere mallen worden gebruikt.

Hoe werkt het spuitgietproces onder hoge druk?

Afbeeldingsnaam: Spuitgietonderdelen in grote opmaak

High Pressure Die Casting (HPDC) omvat normaal gesproken 4 hoofdstappen: matrijsvoorbereiding, injectie, uitwerping en nabehandeling. Ze kunnen echter ook vacuümspuitgieten en halfvaste metaalverwerking omvatten. De algemene aanpak blijft echter hetzelfde.

1. Schimmel Voorbereiding

Reiniging Spuitgieten mal is een must voordat het proces begint. Zorg er dus voor dat er geen onzuiverheden zijn tijdens het gietproces die een verschil zouden maken in het gietproces. Breng externe coatings aan op de binnenwanden van de mal om de temperatuur te reguleren en het verwijderen van het product te vergemakkelijken.

2. Injectie

Het gesmolten metaal wordt vervolgens overgebracht naar de shotkamer. Hier wordt het in de mal gedwongen via de hete kamer of koude kamer praktijk.

• Hot Chamber Injection: Bij dit proces wordt het injectiesysteem ondergedompeld in de smeltoven. De shotplunjer voert gesmolten metaal in de nozzle en vervolgens in de matrijs. Het proces is optimaal voor metalen zoals zink, magnesium en lood.
• Injectie in koude kamer: Vloeibaar metaal wordt vervolgens in een koude kamerhuls gegoten. Over het algemeen gebeurt dit door een hydraulische plunjer die het metaal dwingt om in de matrijs te gaan. Deze methode is geschikt voor metalen met een hoog smeltpunt, zoals aluminium en messing of zelfs koper of staal. Het kan ook horizontale of verticale injectie gebruiken.

Beide injectieprocessen kunnen echter worden gebruikt met magnesium. Kleine fijne componenten worden gemaakt door hete kamermachines vanwege de beperkte afmetingen. Zinkspuitgietstukken zijn meestal stijver dan hogedrukspuitgietstukken. aluminium spuitgieten.

Het injectieproces wordt uitgevoerd onder druk van 1,500 tot 25,000 PSI. De druk wordt gehandhaafd gedurende een periode die niet langer is dan een paar honderd microseconden. Bij het koelen veroorzaakt hydraulische druk gasuitstoot, dat in de mal wordt opgesloten. De druk helpt om de krimp te compenseren wanneer het metaal stolt. Een dergelijke capaciteit van 4000 ton kan echter worden aangepakt door matrijzen.

Deelverwijdering

Nadat het metaal vast is geworden, dwingen uitwerppennen het gietstuk eenvoudigweg uit de mal. Deze pennen worden aan de beweegbare maluiteinden geplaatst om het loslaten te vergemakkelijken.

Hoefverzorging

Na het gieten wordt de dwarsdoorsnededikte of een uitstekend deel van het product afgesneden. Hiervoor worden apparatuur zoals trimmatrijzen en zagen gebruikt. Trimmen kan metaalschroot opleveren dat in toekomstige productiecycli kan worden gebruikt om meer producten te maken. (Lees meer over de algemene hoge druk spuitgietfouten in onze uitgebreide gids)

Materialen die compatibel zijn met hogedrukspuitgieten

HPDC is optimaal voor het vervaardigen van metalen componenten of onderdelen. De meest gebruikte hiervan zijn aluminium, zink en magnesiumlegeringen. Laten we eens een overzicht van deze materialen bekijken om te bepalen of het beter is om HPDC of een andere methode te gebruiken.

1. Aluminium

Afbeeldingsnaam: Gegoten aluminium onderdelen

Aluminium is het meest gebruikte materiaal in HPDC. De eigenschappen ervan maken het geschikt voor gebruik in industrieën zoals de automobiel- en vliegtuigindustrie. Aluminium heeft een redelijke vloeibaarheid, vooral wanneer het onder druk wordt gesmolten. Voor hoogwaardig gieten is echter een koudkamersysteem nodig. Enkele van de meest gebruikte aluminiumlegeringen zijn 380, 390, 412, 443 en 518.

Daarnaast, aluminium onderdelen worden geprefereerd vanwege hun relatief lichte gewicht. Het geeft ook verbeterde dimensionale stabiliteit, elektrische geleidbaarheid, erosiebestendigheid en thermische bestendigheid aan het eindproduct.

2. Magnesium

Afbeeldingsnaam: Magnesium spuitgietwerk Product

Net als aluminium is magnesium een ​​ander gekozen materiaal dat wordt gebruikt in HPDC. Het is lichter dan aluminium en staat bekend om zijn hoge bewerkbaarheid. Van alle legeringen is magnesium het meest geschikt voor hete kamer spuitgieten vanwege het lage smeltpunt. De populaire legeringen zijn AZ91D, AM60, AS41B en AE42.

3. zink

Afbeeldingsnaam: zinkgegoten onderdelen in bulk

Van de HPDC-materialen is zink het meest gebruikersvriendelijk. Het is zeer geschikt voor gebruik met zowel warme- als koudekamersystemen. Zamak 2, Zamak 3 en Zamak 5 zijn de drie primaire zinklegeringen die worden toegepast bij toepassingen met hogedrukspuitgieten. Zinkonderdelen zijn mechanisch solide, slijtvast en kunnen gemakkelijk worden verwerkt.

Daarnaast kunnen andere materialen worden gebruikt, waaronder koper-, lood- en tinlegeringen, enz. Elk materiaal heeft specifieke eigenschappen. Het eerste criterium voor het kiezen van een materiaal is de vereiste functie en de omstandigheden waaronder de apparatuur zal werken. U moet een spuitgietdienstverlener vragen naar het meest geschikte materiaal.

Toepassingen in het hogedrukspuitgietproces: welke producttypen worden er gemaakt?

Hogedrukspuitgieten kan in alle industrieën worden gebruikt vanwege de voordelen die het met zich meebrengt. Hieronder volgen de voordelen van deze methode.

Hogere productiesnelheden

Afbeeldingsnaam: Precisie spuitgietcomponenten

Hoge druk spuitgieten proces staat productie toe met hogere snelheden vergeleken met de andere methoden. Omdat het proces van hogesnelheidsinjectie van gesmolten metaal helpt bij snellere productie. Dit maakt het proces geschikt voor organisaties die grote volumes produceren.

Onderdelen van goede kwaliteit

Afbeeldingsnaam: Gegoten gereedschap

High Pressure Casting garandeert een near-net shape en produceert in de meeste gevallen een fijne oppervlakteafwerking. Omdat precisieonderdelen tot een zeer nauwe tolerantie kunnen worden gesneden en mogelijk niet verder hoeven te worden gesneden. Een ander voordeel van een goede oppervlakteafwerking is dat het helpt om gemakkelijker te kunnen plateren. Bovendien biedt high pressure die casting uniformiteit en mechanische stabiliteit in de geproduceerde onderdelen.

Dunwandige producten

Afbeeldingsnaam: Dunwandige gietstukken

De hoge druk die in het proces wordt gebruikt, maakt dunnere wandsecties mogelijk. De minimale wanddikte die beschikbaar is, is 0.40 mm, conform de vereisten. Dunwandige constructies kunnen lichtgewicht producten creëren en helpen bij het afstoten van gewicht. Bovendien maakt het het mogelijk om onderdelen zoals schroeven tijdens het gieten te integreren en vermindert het het aantal stappen dat nodig is bij het monteren.

Complexe ontwerpen realiseren

Afbeeldingsnaam: Gecompliceerd spuitgietonderdeel

De matrijsvorm die in HPDC wordt gebruikt, biedt flexibiliteit en stelt ontwerpers in staat om complexere onderdeelontwerpen te ontwikkelen. Deze eigenschap is waardevol voor de vorming van ingewikkelde assemblages met een beperkt aantal componenten.

Duurzame sterft

De matrijzen die in HPDC worden gebruikt, zijn slijtvast en hebben een lange levensduur. Hierdoor kunnen ze in veel productiecycli worden gebruikt, waardoor de kosten per eenheid worden verlaagd.

Toepassingen in het hogedrukspuitgietproces

Veel industrieën gebruiken hogedrukspuitgieten vanwege de voordelen voor het eindproduct. De meest voorkomende sectoren zijn:

Automotive Industry

Afbeeldingsnaam: Automotive spuitgieten Ophangsysteem

Fabrikanten gebruiken hogedruk aluminium spuitgieten en magnesium voor auto-onderdelen en structurele onderdelen. Het zijn alledaagse artikelen zoals motorblokken, versnellingsbakbehuizingen en oliecarters. Bovendien produceert het motorsteunen en andere carrosserieverstevigingsonderdelen zoals dwarsbalken van auto's.

medische industrie

Afbeeldingsnaam: Chirurgische spuitgietinstrumenten

Het proces wordt effectief gebruikt om lichtgewicht chirurgische instrumenten te ontwikkelen. Verder wordt het gebruikt om medische apparaten en beeldvormingsapparatuur te fabriceren. Het ondersteunt de productie van infuuspompen en andere gerelateerde medische instrumenten.

Luchtvaartindustrie

Afbeeldingsnaam: Aerospace Die Casting 

Als gevolg hiervan heeft HPDC de voorkeur in de lucht- en ruimtevaart vanwege de mogelijkheid om gedetailleerde en uitgebreide onderdelen te produceren. Het is nuttig voor de productie van hoogwaardige motoronderdelen. Veelvoorkomende materialen die worden gebruikt voor lucht- en ruimtevaarttoepassingen zijn aluminium, zink en magnesiumlegeringen.

Onderdelen van een hogedrukspuitgietmachine

Hogedrukspuitgietmachines bestaan ​​uit twee systemen: koude en warme kamers. Hoewel ze dezelfde onderdelen hebben, zijn hun rollen anders. Hier zijn de korte beschrijvingen van de componenten en hun werking.

1. Gegoten mal

De spuitgietmal is een belangrijk element dat over het algemeen van staal is gemaakt. Deze worden geconstrueerd door CNC Machining. De mal bestaat uit twee metalen helften. Deze helften openen en sluiten door middel van hydraulische actie wanneer er gesmolten metaal in wordt gegoten.

2. Uitwerppennen

Uitwerppennen zijn pennen die worden gebruikt om het spuitgietdeel eruit te duwen nadat het is gestold. Ze bevinden zich meestal op het shuttle-gedeelte van de matrijs of snijvorm.

3. Zuiger

De zuiger creëert een druk van gesmolten metaal en injecteert het vervolgens in de mal. Dit proces is in de meeste gevallen geautomatiseerd, afhankelijk van de gebruikte machine.

4. Verwarmingscomponenten

Verwarmingscomponenten omvatten het verwarmingselement, thermokoppel en blaaskamer. Deze onderdelen helpen de temperatuur van gesmolten metaal te behouden in een proces dat gieten wordt genoemd. Koudekamersystemen bevatten deze verwarmingsonderdelen niet.

5. Stijgbuis

De stijgbuis wordt gebruikt om het gesmolten metaal te laten passeren. Het geleidt het metaal tijdens de injectie in de spuitgietmal door het injectieproces.

Prolean Tech – Op maat gemaakte hogedruk spuitgietdiensten

Het selecteren van het juiste productieproces en de juiste expertise is noodzakelijk voor uw producten. Bij Prolean Tech bieden we toegang tot een bekwaam team van ingenieurs met uitgebreide ervaring in spuitgieten serviceDankzij de capaciteiten van ons team kunnen wij u begeleiden en al uw vragen beantwoorden.

Wij exploiteren geavanceerde productiefaciliteiten en de nieuwste faciliteiten om hoogwaardige producten te produceren. Daarnaast bieden wij snelle levertijden, snelle online offertes en een gratis DFM-analyse wanneer u uw ontwerpbestand uploadt naar onze website. U kunt er dus op vertrouwen dat Prolean Tech de beste resultaten levert tegen concurrerende marktprijzen.

FAQ's 

Vraag 1. Welke soorten materialen kunnen worden gebruikt bij hogedrukspuitgieten?

De meest gebruikte metalen in HPDC zijn aluminium, zink, magnesium en koperlegeringen. Deze materialen hebben bepaalde eigenschappen – sterkte, corrosiebestendigheid en bewerkbaarheid – die goed geschikt zijn voor verschillende toepassingen.

Vraag 2. Wat zijn de verschillen tussen hogedruk- en lagedruk-spuitgieten?

HPDC gebruikt een hogere injectiedruk (1,500 tot 25,000 PSI) voor een snellere en nauwkeurigere injectie. LPDC werkt bij lagere druk, wordt gebruikt voor grote, dikke componenten en biedt minder dimensionale controle dan HPDC.

Vraag 3. Wat is de gebruikelijke cyclustijd voor spuitgieten met hoge druk?

De cyclustijd voor HPDC is doorgaans tussen de 15 en 60 seconden voor de meest complexe onderdelen en is afhankelijk van het materiaal en het ontwerp van de mal. Kortere cyclustijden betekenen ook een hogere productiviteit of efficiëntie van het productieproces.

Vraag 4. Wat zijn de voordelen van hogedrukspuitgieten ten opzichte van andere productieprocessen?

Enkele voordelen die HPDC de voorkeur geven boven andere gietmethoden zijn: dat HPDC een goede maatnauwkeurigheid heeft, een goede oppervlakteafwerking en dunwandige en complexe vormen kan produceren. Het is ook geschikt voor de productie van grote hoeveelheden tegelijk, het is op de lange termijn goedkoper.

Vraag 5. Noem enkele toepassingen van het hogedrukspuitgietproces. 

HPDC wordt in veel industrieën gebruikt, waaronder de automobielindustrie, de lucht- en ruimtevaartindustrie, de medische sector en de elektronicasector. Het wordt gebruikt voor de productie van onderdelen zoals motorblokken, versnellingsbakbehuizingen, chirurgische instrumenten en behuizingen voor elektronica.