Литье алюминия под давлением в производстве продукции

Литье под давлением — это производственный процесс, используемый для производства прототипов и реальных продуктов. Он надежен и эффективен, поскольку позволяет производить сложные детали изделий с лучшим качеством и выходом. Процесс литья под давлением во многом зависит от дизайна и материалов, используемых для повышения качества производства. Поэтому производители, стремящиеся к более простым процессам пресс-форм, позволяющим производить более качественные продукты по более низкой цене, отдают предпочтение литью алюминия под давлением.

Обычный процесс литья под давлением / процесс литья под давлением стали, безусловно, позволяет производить долговечные изделия. Однако они оставляют желать лучшего, так как не гарантируют быстрого производства. В этой статье мы обсудим пресс-формы для литья алюминия, их преимущества, недостатки и особенности. Читайте дальше.

Что такое литье алюминия под давлением?

Литье алюминия под давлением — это инновационная технология, основанная на литье под давлением, которая используется для производства деталей (как прототипов, так и реальных изделий) с использованием алюминиевых инструментов. Это идеальная альтернатива литью стали под давлением при быстром прототипировании, которая широко применяется в автомобильной, авиационной и промышленной промышленности.

Алюминиевая форма идеальна, поскольку гарантирует простое производство сложных изделий с минимальным количеством деталей. Кроме того, это гарантирует стабильные продукты с последовательной структурой, высокой точностью и гладкими поверхностями. Это обусловлено его свойствами, такими как способность эффективно отводить тепло от формы и гарантировать более быстрое формирование продукта.

Литье алюминия под давлением Литье стали под давлением VS

Обычное литье под давлением основано на стальных литьевых формах для производства большого количества деталей. Однако стальное литье имеет определенные ограничения. Следовательно, существует потребность в альтернативном процессе, таком как процесс литья алюминия.

Основываясь на различных характеристиках, существует много различий между алюминиевой пресс-формой для литья под давлением и стальной пластиковой литьевой формой. Это выходит за рамки материалов, используемых при их изготовлении (алюминий и сталь), и в большей степени зависит от их характеристик, конструкции и областей применения.

Ниже приведены несколько существенных различий между алюминиевой формой и стальной формой для литья пластмасс под давлением.

· Гибкость

Стальные формы не являются гибкими, так как их твердость обусловлена ​​термической обработкой после проектирования жизненно важных частей формы. Однако по сравнению с литьем стали под давлением алюминиевые формы изготавливаются из более мягких материалов.

Его конструкция такова, что позволяет создавать отдельные части пресс-формы, что облегчает удаление для настройки прототипов.

· Время обработки

Алюминиевые пластиковые формы для литья под давлением изготавливаются из алюминиевого материала с помощью процесса обработки с ЧПУ. Иногда производители используют электроэрозионную обработку (EDM), когда полости должны иметь острые углы. Тем не менее, типичная алюминиевая полость изготавливается примерно за 10-15 дней, поскольку для этого процесса требуются только механические методы. Нет необходимости в специальном производственном оборудовании или термической обработке.

Стальные пресс-формы для литья под давлением также изготавливаются из того же процесса. Однако они дороги, и на их изготовление уходят месяцы. Это связано с жесткостью и твердостью стали. Из-за твердости стали для ее изготовления требуется специальное производственное оборудование, а для увеличения срока службы пресс-формы она подвергается термической обработке.

· Стойкость к плесени

Надежность пресс-формы относится к количеству деталей, которые может изготовить пресс-форма, прежде чем она станет слишком коррозионной или изношенной. Этот фактор во многом зависит от конструкции и генетического состава плесени.

Стальные пресс-формы для литья под давлением являются твердыми, поскольку их производственный процесс включает термическую обработку. Они также имеют мало соединений, что делает их жесткими и прочными. Таким образом, пресс-формы для литья под давлением из стали могут производить миллионы деталей.

Тем не менее, алюминиевая форма прототипа изготовлена ​​​​из алюминия, который по сравнению со сталью является мягким материалом. Следовательно, он имеет меньшую прочность формы, чем стальные формы для литья под давлением. Тем не менее, сплавы из алюминия прочны и могут гарантировать партию до 5000 деталей.

· Время изготовления

Время производства – это время от подачи полимера до выпуска конечного продукта. Это важный фактор в процессе серийного производства продукции, который зависит от материала пресс-формы, температуры и давления.

Алюминиевые формы для литья под давлением недостаточно прочны, чтобы выдерживать сильное давление и температуру. Поэтому время изготовления алюминиевых форм-прототипов обычно составляет 40-70 секунд. Однако стальные формы для литья под давлением могут выдерживать высокие температуры и давление лучше, чем алюминиевые формы, и для изготовления деталей требуется всего несколько секунд.

Особенности алюминиевой оснастки для литья под давлением

Алюминий полезен в инструментах из-за его многих свойств, которые помогают создавать формы для литья под давлением небольшого объема по разумной цене. Среди его особенностей ниже перечислены важные, которые делают его идеальным для литья алюминия под давлением и оснастки в целом.

· Тепловое расширение и скорость охлаждения

Алюминий имеет высокий коэффициент теплового расширения. Поэтому после нагрева до нужной температуры он легко охлаждается, что ускоряет производство.

Это делает его важным материалом в процессе производства продукции, который требует быстрого и эффективного производства. Это также делает его идеальным для процесса литья под давлением.

· Свойства металла

Что касается точности заготовки, необходим инструмент, обладающий достаточной механической прочностью и жесткостью. Алюминий имеет сильный металлический характер, что позволяет ему сохранять свою жесткость и прочность на определенном уровне. Он также пластичен, что делает его подходящим материалом для использования в инструментах.

Инструмент должен быть достаточно прочным в процессе производства. При литье алюминия под давлением правильный выбор параметров резки, сплавов и геометрии также приведет к более эффективному процессу литья алюминия. Следовательно, алюминиевые сплавы, используемые в инструментах, повысят производительность при снижении соотношения затрат на компонент.

Преимущества литья алюминия под давлением

· Стоимость

Стоимость пресс-формы для литья алюминия ниже по сравнению со сталью при изготовлении пресс-формы для литья под давлением. Общая стоимость и возврат инвестиций в пресс-форму могут в значительной степени зависеть от использования пресс-формы. Тем не менее первоначальные инвестиции в инструмент для алюминия меньше, если все остальные факторы равны.

· Лид

Алюминиевые формы гарантируют более быстрый путь производства продукции. Литье стали под давлением может занять месяцы от проектирования пресс-формы до реализации конечного продукта. Однако для изготовления пресс-форм для литья под давлением из алюминия требуется всего несколько дней, чтобы создать формы, прототипы и конечные продукты.

· Подходит для небольших объемов

Для мелкосерийного производства деталей лучше подходят алюминиевые формы для литья пластмасс под давлением. Это связано с тем, что они надежно обеспечивают более низкие первоначальные затраты и производят тысячи надежных деталей.

· Время обработки

Алюминиевые формы для прототипов рассеивают тепло намного быстрее, чем стальные формы. Следовательно, они могут нагреваться и охлаждаться намного быстрее. Во время литья под давлением время охлаждения составляет общий цикл процесса литья. Таким образом, выбор процесса литья алюминия позволяет сократить цикл, что приводит к более быстрому производству деталей.

· Лучшие продукты

Одной из основных причин дефектов деталей, таких как утяжины, пустоты и следы прогара, является неравномерный нагрев и охлаждение. Отличные характеристики рассеивания тепла алюминиевыми формами обеспечивают быстрое и равномерное нагревание и охлаждение формы, что снижает количество дефектных деталей и брака.

· Легкий ремонт и модификация

Из-за чрезвычайной твердости стали ремонт поврежденных или деформированных стальных форм может оказаться чрезвычайно трудным и дорогостоящим. Часто новая форма является единственным решением. Однако формы для литья под давлением из алюминиевого пластика изготавливаются из более мягких материалов, а их конструкция является разборной и простой. Эта функция упрощает ремонт и модификацию в случае ошибки в алюминиевой пресс-форме.

Загрузите файлы проекта на RapidDirect, чтобы получить рекомендации по изготовлению литьевых деталей, изготовленных с использованием алюминиевых инструментов.

Недостатки литья алюминия под давлением

· Долговечность

Алюминиевые пресс-формы для литья пластмасс под давлением подходят для небольших тиражей деталей. Однако стальные формы более долговечны, поскольку они устойчивы к коррозии, износостойки и термически стабильны. Это позволяет производить больше продуктов.

Тем не менее, инженеры могут воспроизвести ту же долговечность стали, никелируя или отжигая алюминиевую форму. Это увеличит стоимость пресс-формы для литья алюминия, что сведет на нет ценовое преимущество, связанное с алюминиевой оснасткой.

· Ограниченная отделка поверхности

Алюминиевые формы для литья пластмасс под давлением имеют ограниченную чистоту поверхности по сравнению со стальными формами из-за их низкой плотности. Высокая плотность стали позволяет выбирать различные текстуры и отделку, добавляя стальные вставки.

· Вспышка на части

Оплавление – это образование излишков материала на форме из-за изношенных полостей, которые уже не плотно прилегают друг к другу. После нескольких тысяч производственных циклов алюминиевые формы для литья пластмасс под давлением изнашиваются и имеют несоответствия, что приводит к вздутию продукта.

· Меньше продуктов

Литье алюминия под давлением не может выдерживать высокую температуру и давление, связанные с процессами литья под давлением, в течение длительного времени. Поэтому они не идеальны для долгосрочного и крупносерийного производства деталей.

· Сложность

Инженеры не могут улучшить конструкцию алюминиевой формы в случае необходимости внесения изменений из-за способности формованных деталей воздействовать на форму. Однако стальные формы можно упрочнить с помощью термической обработки, чтобы работать с разработанными материалами различной плотности.

Дизайн для литья алюминия под давлением

Дизайн алюминиевой пресс-формы является важным шагом в процессе проектирования производства продукта. Это связано с тем, что от него зависит долговечность изделий и эффективность пресс-формы.

Ниже приведены рекомендации, которые должен учитывать эксперт по дизайну при разработке алюминиевой пресс-формы.

· Предусмотреть возможные изменения

Во время проектирования алюминиевой формы полезно, чтобы ваш проект включал процедуру возможных изменений в будущем. Хотя это может увеличить стоимость алюминиевой формы для литья под давлением, это может оказаться рентабельным позже, когда потребуется коррекция.

Возможно внесение доработок без создания для этого мощностей на начальном этапе. Тем не менее, в большинстве случаев приходится жертвовать инструментом.

· Обеспечение одинаковой толщины стенки

С одной стороны, более тонкие секции алюминиевой формы имеют тенденцию охлаждаться и затвердевать первыми. С другой стороны, плотные области действуют как резервуары, питающие более легкие клетки по мере их охлаждения и затвердевания.

Несмотря на это, большинство деталей имеют различное поперечное сечение и имеют тенденцию замерзать быстрее, чем более толстые детали. Следовательно, пути подачи должны быть такими, чтобы учитывать затвердевание как в толстых, так и в тонких срезах.

Это обеспечивает постоянную толщину пластиковой детали, упрощает процесс литья алюминия и позволяет быстро затвердевать.

· Используйте подходящие сплавы

Кремний является наиболее подходящим элементом, используемым в качестве сплава при разработке алюминиево-пластиковых форм для литья под давлением. Это связано с его высокой удельной теплоемкостью, т. е. он лучше сохраняет тепло, чем алюминий.

Кремний не единственный подходящий сплав. Любой используемый сплав должен иметь короткий диапазон замерзания, так как он помогает улучшить механические свойства изделий.

· Обратите внимание на детали

При проектировании алюминиевых пластиковых форм для литья под давлением вместо острых углов в конструкции используйте скругления. Наличие острых углов в процедуре может существенно отличаться усадкой изготавливаемой детали, приводящей к растрескиванию или необратимой деформации.

· Использовать вставки

Вставки различных форм и различных материалов, например вставки из латунной резьбы, могут быть включены в конструкцию алюминиевой формы, чтобы повысить ее долговечность и при необходимости обеспечить сверхтвердую поверхность.

Заключение

Выход из строя алюминиевой формы для литья пластмасс под давлением часто происходит из-за плохой конструкции или некачественной оснастки, а также из-за неправильного выбора алюминиевого сплава. Поэтому в этой статье мы познакомились с литьем алюминия под давлением, его характеристиками и некоторыми советами по дизайну.

Алюминиевая форма для прототипа может показаться подавляющей. Однако, обратившись в правильную компанию с глубоким знанием процесса и отличным опытом разработки продукта, вы можете гарантировать лучшее формирование продукта.

Мы в RapidDirect обеспечиваем оптимизированную конструкцию пресс-форм для литья алюминия при производстве продукции. Проконсультируйтесь с нашей службой поддержки для консультации по производству. Если у вас уже есть файл САПР, загрузите его сейчас, чтобы мгновенно рассчитать стоимость вашего проекта.

Часто задаваемые вопросы

Как долго служит алюминиевая пресс-форма для литья под давлением?

Срок службы алюминиевой формы для литья под давлением зависит от ее использования в производстве продукции. При использовании для прототипирования алюминиевые формы для литья под давлением могут производить несколько тысяч деталей из-за плотности их форм. Однако срок службы сокращается при интенсивном производстве продукции.

В последнее время для повышения долговечности алюминиевых форм стали применяться такие процессы, как покрытие поверхности и анодирование, что делает их полезными в производственных циклах.

Является ли литье алюминия под давлением лучшим вариантом по сравнению с литьем под давлением стали?

Использование алюминиевого или стального литья под давлением будет в значительной степени зависеть от характера вашей конструкции и типа продуктов, которые вы намереваетесь получить. Хотя оба процесса впрыска являются взаимодополняющими альтернативами, они оба имеют определенные преимущества и недостатки, которые инженеры должны учитывать, прежде чем внедрять производственный процесс.