Что такое литье под давлением? В простых словах, литье под давлением – это способ создания металлических деталей за счет высокого давления. Это происходит, когда расплавленный нагретый металл вбрасывается в стальной пресс, который может использоваться повторно. Пресс называется “матрица”. Это похоже на сложный электрический вафельный пресс, но только для изготовления металлических деталей, а не завтрака.
Это быстро и точно. Он может быстро производить много одинаковых деталей. Он идеально подходит для массового производства смеси из многих различных деталей. Вы каждый день видите отлитые части. Они есть в автомобилях, чехлах для телефонов и игрушечных автомобилях.
Этот курс даст вам все необходимые знания. Мы поговорим о том, как это работает, о различных типах, а также о используемых материалах. Кроме того, мы также поделимся нашими советами по проектированию. В конце концов, вы сможете объяснить, что такое литье под давлением и как оно работает.
Процесс литья под давлением: Пошаговая инструкция
Хотя технологии современные, основной процесс литья под давлением довольно простой. Он состоит из четырех шагов. Эти шаги превращают простой кусок металла в готовую, сложную деталь.
-
Подготовка формы и зажим
Первым делом, рабочие очищают два половника стального пресс-формы. Они распыляют его специальным смазочным маслом. Это масло помогает поддерживать температуру. Также оно облегчает извлечение детали в будущем. Затем две половинки закрываются и блокируются. Мощная машина прикладывает колоссальное давление, чтобы они оставались закрытыми. -
Инъекция
Далее, расплавленный металл инжектируется в пресс-форми. Это делается очень быстро и с высоким давлением. Давление может варьироваться от 1,500 до 25,000 PSI. Это экстравагантное давление заставляет металл заполнять каждую малейшую деталь матрицы. -
Охлаждение и затвердевание
Когда пресс-форма заполнена, горячий металл остывает и схватывается. Он принимает точную форму матрицы. По данным этого детального процесса литья под давлением, быстрое охлаждение – ключевой момент. Оно создаёт в металле мелкозернистую структуру. Это придаёт прочность детали и делает её долговечной. -
Выталкивание и подрезка
После того как деталь схватилась, пресс формы раскроются. Специальные штифты выталкивают готовую деталь из формы. Теперь деталь называется “отливка”. Работники отрезают все лишние материалы. Это включает каналы, по которым металл проходил. Эти каналы называются спру и ранеры. Затем деталь готова для окончательной отделки.
Горячая камера против холодной камеры: Какой процесс подходит больше?
Давлящее литьё существует в двух основных вариантах: горячая камера и холодная камера. Оптимальный выбор зависит от температуры, при которой нужно плавиться металл. Знать разницу – значит, выбрать правильный способ для вашего проекта.
Горячая камера литья под давлением
Во время горячей камерной литья инжекционная система прямо в печи плавленого металла. Это позволяет очень быстро обрабатывать. Металл не необходимо перемещать для каждого стрела.
Этот метод подходит для металлов с низкой температурой плавления и невосприимчивых к коррозии. В основном это цинк, некоторые магниевые сплавы и свинец. Горячая камера литья под давлением идеально подходит для быстрого изготовления малых деталей с высокой спецификацией.
Холодная камера литья под давлением
Процесс холодной камеры отличается. На каждой операции работники отмеряют расплавленный металл из отдельной печи. Их помещают в инжекционную систему, названную “холодная камера”. Затем его незамедлительно вбивают в форму.
Этот метод нужен для металлов с высокой температурой плавления. К ним относятся алюминий и латунь. Эти металлы повредят инжекционную систему, если она постоянно будет находиться в расплавленном металле. Циклы медленнее чем в горячей камере, но холодная камера литья под давлением необходима для частей, нуждающихся в высокой прочности.
| Характеристика | Горячая камера литья под давлением | Холодная камера литья под давлением |
|---|---|---|
| Механизм | Инъекционная система погружается в металл | Расплавленный металл вливается по одной порции |
| Металлы | Цинк, Магний, Олово, Свинец | Алюминий, Латунь, Магний |
| Скорость цикла | Быстрее | Медленнее |
| Срок службы инструмента | Обычно дольше | Может быть меньше из-за более высоких температур |
| Лучше всего для | Высокий объем, малые детали | Большие детали, высокопрочные применения |
Общие материалы, используемые в литье под давлением
Литье под давлением применяется к разным металлам, не содержащим железо. Это называют нежелезными металлами. Выбор зависит от прочности, веса, цены и качества поверхности. Вот самые популярные материалы для литья под давлением.
-
Алюминиевые сплавы (как A380): Это наиболее популярный выбор для деталей, отливаемых под давлением. Алюминиевые сплавы составляют большинство товаров, отлитых под давлением по всему миру. Они обладают хорошей прочностью и легкостью. Они также устоят перед ржавчиной. Их можно найти в заживателях, штангах и в электронике.
-
Цинковые сплавы (как Zamak 3,5): Цинк – это самый легкий металл для литья. Он обеспечивает применение сложных конфигураций и хорошую ударную прочность. Цинк можно просто электролитически наложить для получения красивой поверхности. Это идеальный материал для ручек, декорации и шестеренок.
-
Магниевые сплавы ( как AZ91D): Магний – легчайший конструкционный металл. Когда необходимо уменьшить вес, наилучший выбор – магний. Он часто применяется в корпусах ноутбуков, фотографических аппаратах и авточастях для уменьшения потребления топлива.
-
Латунь/медь: Эти сплавы имеют высокую прочность и хорошо проводят электричество. Они также очень хорошо противостоят коррозии. Подходящие температуры плавления все же очень высокие. Это затрудняет вливание и сокращает жизнь формы. В основном их используют для сантехнических и электрических приспособлений.
Литье под давлением против ЧПУ-обработки: практическое руководство для выбора
Дизайнерам металлических частей часто приходит в голову вопрос, использовать ли литье под давлением или ЧПУ – обработку. Вопрос не в том – “что лучше?”. Об этом речь идет – “что вскоре будет лучшим инструментом для этой работы?” Подобные детали делают точными все, но в разных ситуациях лучше.
Когда выбирать литье под давлением
Литье под давлением, не вызывает сомнений, лучший способ для массового производства деталей. Первоначальная стоимость создания стального профиля высокая. Но со временем её перебрасывают в тысячах детали. Получается, что каждая деталь стельной недостаточно дорогой. Если вам нужно 10,000 или более единиц, тогда литье под давлением чаще всего является доступным выбором.
Этот процесс также подходящий для форм с сложной геометрией. Литье под давлением дает возможность сделать детали с внутренними поверхностями и стенками, которые были бы трудными или невозможными с помощью фрезерования. Когда инструмент сделан, скорость производства просто бесконечна. Части могут быть сделаны за секунды.
Когда выбирать ЧПУ-обработку
Для прототипов и малых серий ЧПУ-обработка – лучший выбор. Отсутствие затрат на дорогую ковку. Поэтому по желанию можно сделать одну деталь, или создать несколько сотен кусков по ценам, приемлемым для вас.
ЧПУ-обработка также предлагает лучшую точность для некоторых деталей. ЧПУ может работать с практически любыми металлами, включая сталь и специальные сплавы. Изменения дизайна просты и недороги. Просто обновите цифровую CAD-форму и снова запустите программу. Вам не нужны дорогие изменения инструмента. Многие компании используют глобальных партнеров для получения рентабельных Китай ЧПУ-обрабатывающих услуг, для достижения лучшего соотношения цены и качества в мелкой партии.
| Фактор | Литье под давлением | ЧПУ-обработка |
|---|---|---|
| Объем производства | Высокий (5000+ единиц) | Низкий-средний (1-5000 единиц) |
| Первая стоимость | Очень высокая (инструмент) | Низкая (без инструмента) |
| Цена за деталь | Очень низкая | Высокая-средняя |
| Сложность детали | Отлично для сложных форм | Хорошо, но существуют ограничения вычитания |
| Время выполнения | Долгое(инструменты) а потом очень быстро | Быстро для первоначальных частей |
| Выбор материалов | Ограничен до нежелезных сплавов | Практически неограниченный |
Проектирование для литья под давлением: 4 про-совета для успешной работы
Для того, чтобы ваше проектирование по литью под давлением прошло хорошо, вы разрабатываете деталь, принимая процесс во внимание. Из нашего опыта, акцентирование на этих четырех областях дает наилучшие результаты. Это помогает вам понять, что процесс литья под давлением может делать.
-
Поддерживайте однородную толщину стенок
Однородность стенок – это святое. Если в каких-то местах металл намного толще, чем в других, это может привести к деформации или трещинами при остывании. Неровное охлаждение может также улавливать газ. Это приводит к появлению пузырьков и пустот, называемых порозностью. Для алюминия стенки должны быть от 1,5 до 3 мм. -
Включение углов наклона
Угол наклона – это низкий конус, который добавляется к стенам, которые параллельны к открытию матрицы. Этот конус очень важен, чтобы вынуждать деталь выходить из формы, не еть и не повреждая. Хорошее правило – включайте хотя бы 1-2 градуса угла наклона. -
Использование фасок и радиусов
Острые внутренние углы – это слабые места. Они создают напряжение и могут затруднять свободный поток расплавленного металла. Согнутые углы делают деталь прочнее. Эти углы имеют название фаски или радиусы. Они также помогают матрице служить дольше. -
Избегайте подрезов
Подрез – это особенность, которая мешает детали выходить прямо из формы. Иногда эти функции требуют сложных и дорогих конструктивов в форме. (Это называется боковые ядра.) По возможности изменяйте дизайн, чтобы избежать подрезов. Это уменьшает стоимость и сложность инструмента.
Ключевые преимущества и ограничения литья под давлением
Как и любой производственный процесс, литье под давлением имеет свои плюсы и минусы. Понимание этих факторов поможет вам решить, подходит ли оно для ваших нужд. Исследования разнообразных преимуществ литья под давлением наглядно показывают, почему его так часто используют для массового производства.
Достоинства
- Высокая скорость производства: Части могут производиться очень быстро, иногда всего за несколько секунд.
- Точность размеров и последовательность: Изготавливает тысячи идентичных деталей с жесткими допусками.
- Сложные формы и тонкие стенки: Может производить детали, о которых другие процессы не могут.
- Отличное отделка поверхности: Запчасти выходят из формы гладкими, что часто избавляет от дальнейшей обработки.
- Недорогие в партиях: Очень высокая экономия для больших серий.
Недостатки
- Высокая начальная стоимость инструментов: Стальные формы стоят очень дорого, чтобы их проектировать и строить.
- Ограничены нежелезными металлами: Невозможность отлить высокотемпературные металлы, такие как сталь или железо.
- Потенциальная порозность: Если не спроектировать или управлять правильно, попавший газ может создать внутренние отверстия в детали.
- Долгие сроки ввода в эксплуатацию инструмента: Создание формы может занять недели или даже месяцы перед началом производства.
Заключение: Литье под давлением – правильный выбор для вашего проекта?
Итак, в чем же главное, что можно вынести из литья под давлением? Этот способ – это эффективно формировать множество сложных деталей и металлические части. Работает он с металлами, такими как алюминий, и цинк, не содержащими железа. При производстве больших количеств компонентов это – быстрое, качественное и малозатратное предложение.
Главный компромисс для литья под давлением – высокая первоначальная стоимость вложений инструмента против очень низкой стоимости за деталь. Если ваш проект нуждается в тысячах идентичных деталях, то литье под давлением чаще всего будет лучшим и самым экономически эффективным выбором.
Понимание процесса, выбор материалов и правила проектирования, вы сможете оптимизировать техникам литья под давлением. Для профессиональной помощи по вашему специфическому проекту работа с опытным производителем, таким как Mekalite обеспечит успех от проектирования до окончательной продукции.
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Почему это называется “пресса” литье?
Оно названо по инструменту, использованному в процессе. Матрица, как правило, делается из закаленной инструментальной стали. Эта матрица называется “шаблон”. Процесс включает “литье”, или принудительное введение расплавленного металла в этот шаблон для получения детали.
2. Литье под давлением дорого?
На него два различных расходов. Первоначальные за инструмент (матрицу) очень высокие, нередко это тысячи долларов. Но как только инструмент сделан, каждая деталь стоит очень дешевле. Таким образом, это дорого для прототипов, но очень эффективно для серийного производства.
3. В чем разница между литьем под давлением и литьем под давлением пластмасс?
Основное отличие – материал. Литье под давлением использует расплавленный металл, такой как алюминий или цинк. Литье под давлением пластмасс использует пластик. Основная идея принудительного введения материала в форму схожа. Но машины, температуры и давления очень разные.
4. Как долго служат инструменты для литья под давлением (матрицы)?
Срок службы матрицы зависит от отливаемого металла. Матрица, используемая для цинка, имеет низкую температуру плавления. Она может прослужить более миллиона циклов. Матрица для литья алюминия намного горячее. Она может прослужить от 100 000 до 150 000 циклов, прежде чем потребуются серьезные ремонтные работы или замена.
5. Можно ли лить сталь или железо под давлением?
Нет, обычное литье под давлением не используется для стали или железа. Эти металлы имеют чрезвычайно высокие температуры плавления. Они бы очень быстро повредили или разрушили стальные матрицы. Для этих материалов используются другие методы. К ним относятся литье в песчаные формы или литье по выплавляемым моделям.
