Понимание литья под давлением:процесс точного литья металла

Руководство по литью под давлением
 

Литье под давлением — это процесс литья металла, при котором форма под давлением или «матрица» используется для производства сложных металлических деталей или «отливок» с высокой степенью точности и постоянства. Обычно при литье под давлением используются цветные металлы (не содержащие железа), такие как алюминий, цинк, магний или медь. Этот процесс используется в самых разных отраслях промышленности для производства деталей, пригодных для производства или использования конечным потребителем. Это похоже на литье под давлением, при котором по сути используется тот же процесс, за исключением того, что используется расплавленный пластик, а не металл.

Краткая история литья под давлением

Процесс литья существует уже много веков, а его самое раннее известное использование относится к династии Хань в Китае, где бронза использовалась для создания монет, зеркал и других декоративных предметов.

Однако именно процесс литья под давлением приобрел популярность в первой половине 1800-х годов в Европе и Северной Америке, где он использовался для производства деталей для печатных станков и другого промышленного оборудования. Этот процесс был усовершенствован в начале 20 века, когда использование сплавов алюминия и цинка позволило производить легкие, прочные и устойчивые к коррозии детали, часто используемые для промышленного применения. 

Для чего сейчас используется литье под давлением?

Поскольку процесс литья под давлением стал более совершенным и универсальным, его начали использовать в более широком спектре отраслей промышленности. Сегодня он используется в следующих и многих других отраслях:

<ли>

Автомобилестроение <сильный>. Литье под давлением используется для производства компонентов двигателя, деталей трансмиссии и панелей кузова.

<ли>

Аэрокосмическая отрасль . Литье под давлением используется для производства компонентов авиационных двигателей, шасси и других ответственных систем.

<ли>

Бытовая электроника. Литье под давлением используется для производства корпусов компьютеров и мобильных телефонов, корпусов фотоаппаратов и других высококачественных компонентов.

<ли>

Медицинские. Литье под давлением используется для производства имплантатов, хирургических инструментов и других медицинских устройств.

Как происходит литье под давлением?

Литье под давлением обычно представляет собой шестиэтапный процесс. Здесь мы рассмотрим каждый этап процесса литья под давлением.

<ли>

Проектирование пресс-форм. Первым этапом процесса литья под давлением является проектирование формы, изготовленной из цветного металла. Пресс-форма разработана в соответствии с точными характеристиками желаемой детали.

<ли>

Подготовка формы. Форму готовят путем нанесения смазки, чтобы предотвратить прилипание к ней расплавленного металла. Затем форму закрывают и зажимают.

<ли>

Впрыскивание расплавленного металла. Расплавленный металл впрыскивается в форму под высоким давлением с помощью машины для литья под давлением. Давление помогает полностью заполнить форму и создать однородную деталь.

<ли>

Охлаждение детали. Форма охлаждается с помощью системы охлаждения, которая помогает расплавленному металлу затвердеть и принять форму формы.

<ли>

Выброс части. Как только деталь затвердевает, форму открывают и деталь выталкивают из формы с помощью выталкивающих штифтов.

<ли>

Постобработка. Деталь очищается и обрабатывается, что может включать удаление лишнего материала, полировку, нанесение защитного покрытия или другие методы последующей обработки.

Каковы преимущества литья под давлением?

  Использование литья под давлением для изготовления детали имеет ряд преимуществ.

<ли>

Высокая производительность. Литье под давлением позволяет изготовить множество деталей за короткий промежуток времени, что делает его эффективным процессом для массового или крупносерийного производства.

<ли>

Отличное качество поверхности. Формы, используемые при литье под давлением, изготавливаются из высококачественных материалов, которые могут обеспечить высококачественную обработку поверхности изготавливаемых ими деталей.

<ли>

Точность размеров. Литье под давлением позволяет производить детали с высокой размерной точностью и стабильностью, что делает его идеальным для деталей, требующих жестких допусков.

<ли>

Гибкость дизайна. Литье под давлением позволяет производить детали сложной формы и с тонкими стенками, что обеспечивает большую гибкость конструкции.

<ли>

Прочность и долговечность. Литые детали прочны и долговечны, что делает их идеальными для применений, требующих высокой прочности и долговечности.

Каковы недостатки литья под давлением?

Ниже приведены недостатки использования литья под давлением для изготовления детали. 

<ли>

Высокая стоимость инструмента. Стоимость изготовления форм, используемых при литье под давлением, может быть высокой, что делает его менее экономичным при небольших объемах производства.

<ли>

Ограниченный выбор материалов. Поскольку литье под давлением в основном используется для цветных металлов, таких как алюминий и магний, количество материалов, которые можно эффективно использовать, ограничено.

<ли>

Ограниченный размер детали. Литье под давлением не подходит для производства крупных деталей, поскольку размер формы ограничен размером доступного пресса.

<ли>

Дефекты поверхности. Дефекты поверхности, такие как пористость, трещины и коробление, могут возникнуть в процессе литья под давлением, что может повлиять на качество готовых деталей.

Как спроектировать форму для литья под давлением?

При проектировании форм для литья под давлением важно учитывать такие факторы, как толщина стенок, углы уклона, а также расположение литников и направляющих. Вам также следует учитывать используемый материал и любые особые требования к прочности, долговечности или стойкости. Вот несколько советов по проектированию формы для литья под давлением.

<ли>

Углы уклона. Угол наклона необходим для того, чтобы можно было извлечь отливку из формы, не повредив ее. Обычно рекомендуется угол уклона от одного до трех градусов.

<ли>

Толщина стенки. Толщина стенок отлитой под давлением детали должна быть одинаковой и соответствовать предполагаемому применению. Толстые секции могут вызвать пористость и усадку, а тонкие — коробление или деформацию.

<ли>

Избегайте острых углов. Острые углы могут вызвать концентрацию напряжений и образование трещин, поэтому лучше проектировать детали с закругленными краями.

<ли>

Подрезы. Подрезы могут затруднить извлечение отливки из формы, поэтому их следует свести к минимуму или избегать.

<ли>

Линия разделения. Линия разъема — это граница, где встречаются две половины формы. Важно спроектировать линию разъема так, чтобы она не мешала каким-либо важным элементам детали.

<ли>

Дизайн ворот. Расположение и конструкция литника, через который заливают расплавленный металл в форму, могут влиять на качество отливки. Затвор должен быть расположен таким образом, чтобы обеспечить равномерное наполнение и минимальную турбулентность.

<ли>

Размещение выталкивателя. Выталкиватели используются для извлечения отливки из формы. Аккуратное размещение позволит вам не повредить готовую деталь.

<ли>

Обработка поверхности. На качество поверхности отливки влияет качество поверхности формы. Гладкая поверхность может помочь свести к минимуму дефекты поверхности и улучшить внешний вид детали.

Хотите начать литье под давлением или узнать больше об этом процессе? Свяжитесь с нашей командой по адресу networkales@protolabs.com, чтобы получить техническую консультацию, цену и сроки выполнения заказа.

Часто задаваемые вопросы

Что такое литье под давлением?

Литье под давлением — это производственный процесс, при котором расплавленный металл впрыскивается в форму под давлением. Затем материал охлаждают и затвердевают с образованием конечного продукта.

Каковы преимущества литья под давлением?

Литье под давлением позволяет производить сложные формы с высокой точностью, гладкими поверхностями и хорошей стабильностью размеров. Он также быстр, эффективен и может использовать различные металлы.

Каковы недостатки литья под давлением?

Первоначальные затраты на инструменты и оборудование для литья под давлением могут быть высокими, и этот процесс подходит не для всех типов металлов и изделий. При литье под давлением также образуется больше отходов, чем при других производственных процессах.

Каковы распространенные применения литья под давлением?

Литье под давлением обычно используется для изготовления деталей для автомобилей, бытовой техники, электронных устройств и игрушек, а также других товаров.

Дорого ли литье под давлением?

Литье под давлением может быть дорогостоящим, но это зависит от таких факторов, как сложность изделия, тип используемого металла и объем производства.

Как можно снизить затраты на литье под давлением?

Чтобы сократить расходы при литье под давлением, вы можете оптимизировать конструкцию детали, чтобы минимизировать количество используемого материала, использовать более дешевый сплав или увеличить объем производства, чтобы получить выгоду от эффекта масштаба. Комплексный анализ DFM от Protolabs Network помогает оптимизировать производство вашей детали.

В чем разница между литьем под давлением и литьем под давлением?

Хотя процессы имеют сходство, литье под давлением обычно используется для металлических материалов, а литье под давлением - для пластмасс.