Guide for design og produksjon av støpeformer

Vi trenger ofte metalldeler i ulike former. Vi bruker dem i biler, hus, maskiner og annen infrastruktur. Har du lurt på hvordan det er mulig å lage en så detaljert form? Støpeform teknologi har revolusjonert livene våre. Med denne metoden kan du lage komplekse former og mønstre. Støpeformdeler er utbredt i et bredt spekter av bruksområder.

I denne artikkelen vil vi lære noen grunnleggende ting om støpeform. I tillegg vil det være en utmerket guide for de som leter etter de beste støpetjenestene. Du vil lære hvordan støperier lager støpeformer. Så sitt tett og les denne artikkelen grundig.

Oversikt over pressstøping

Die Casting er en kjent type metallstøpeprosess. Som navnet antyder, bruker denne metoden vanligvis spesifikke former for jobben. Formen på den endelige metalldelen avhenger av formen på formene. Selv om det finnes forskjellige typer støping, er basisteknologien den samme for alle. Materialet som brukes til å lage disse formene er herdet verktøystål.

Trykkstøping har en lang historie. Folk oppfant denne teknologien i 1838. I de tidlige tider var denne applikasjonen bare for utskriftsformål. Senere, etter hvert som teknologien utviklet seg, lærte folk vanligvis å bruke denne metoden til å lage forskjellige komplekse metalldeler. Trykkstøping gir flere fordeler.

• Støpeform gir vanligvis høy produksjonseffektivitet. Denne delen er relativt raskere enn andre permanente støpeprosesser. Som et resultat kan du lage hundrevis av metalldeler på kortere tid.
• Støpeformdeler kommer vanligvis med en glatt overflatefinish. For HPDC-metalldeler er dette mer åpenbart. Som et resultat trenger du kanskje ikke ytterligere maskineringstjenester.
• Trykkstøpemetoden er allsidig. Den fungerer generelt med mange metaller, inkludert aluminium, sink og magnesium.
• Siden denne metoden er rask, reduserer den generelt produksjonskostnadene. Selv om det kan være dyrt å lage matriser, er denne metoden billigere i det lange løp.
• Støpeformdeler er utbredt i mange bransjer. Denne metoden lager bilens motor, girkasse og strukturelle deler. Du kan også finne lignende applikasjoner i andre sektorer også.

Ulike typer pressstøping

Det finnes vanligvis seks hovedtyper av pressstøping, hver med sine egne fordeler. Hver type er velegnet til spesifikke bruksområder. La oss se nærmere på deres spesielle teknologi og produktbruk.

Type #1 HPDC (høytrykksstøping)

Som navnet antyder, krever denne støpemetoden høyt trykk for å utføre jobben. Dette høytrykksstøping presser det smeltede metallet teknisk til hvert hjørne av formen. Resultatet er at du kan få svært presise metalldeler.

I bilindustrien er motorblokker og girkassestøpegods laget av høykvalitets HPDC-aluminiumsdeler. Ulike utstyr og infusjonspumper er bemerkelsesverdige i medisinsk industri. Dessuten trenger mange flykomponenter også HPDC-støping av metalldeler.

Type #2 LPDC (lavtrykksstøping)

Denne støpemetoden er det motsatte av HPDC. Den innebærer lavt trykk, vanligvis fra 2 til 15 psi. Prosessen er nesten lik, men den er generelt langsommere enn HPDC. Siden den er langsom, kan du enkelt kontrollere bevegelsen av det smeltede metallet.

LPDC-metalldeler er svært utbredt for bilhjul, topplokk og fjæringssystemer.

Type #3 Gravitasjonsstøping

Ved denne støpemetoden brukes gravitasjonskraften til å fylle formen med smeltet metall. Prosessen går vanligvis ut på å helle det smeltede metallet i formen ovenfra, og væsken renner nedover. Den er enkel og billig fordi den ikke trenger ekstra krefter.

Den gravitasjonsstøping metoden er utbredt i produksjon av rørdeler og ulike kokekar.

Type #4 Vakuumstøping

Som navnet antyder, innebærer denne støpemetoden at det skapes et vakuummiljø. Dette gjøres før det smeltede metallet settes inn. Som et resultat får du ingen støpefeil forårsaket av innestengt gass inni.

Vakuumstøping egner seg for fremstilling av ømfintlige komponenter. Elektroniske støpegods, flydeler og enkelte bildeler er bemerkelsesverdige eksempler.

Type #5 Pressstøping

Pressstøping kombinerer støping og smiing. Etter å ha injisert det smeltede metallet inne i formen, bruker prosessen høyt trykk under størkning. Klemmetrykk reduserer hovedsakelig porøsitetsfeilene.

Pressstøping er svært populært på grunn av metalldelenes høye styrke og tetthet. Noen vanlige eksempler er opphengsdeler, braketter og enkelte bygningskomponenter.

Type #6 Halvfast pressstøping

Denne prosessen kombinerer også støping og smiing. Den eneste forskjellen er at denne prosessen bruker halvfaste metaller. Det ser ut som en oppslemmet konsistens. SMDC er svært populær for å lage mange bildeler, elektroniske hus og medisinsk utstyr. gå til semi solid aluminum die casting siden for å få vite mer.

Hva er støpeform?

Verktøyet som brukes i støpemetoden kalles vanligvis en støpeform. Folk kaller det også et støpeverktøy. Prosessen med å lage dette verktøyet er kjent som die-casting tooling.

Definisjonen sier at en støpeform er et unikt verktøy som brukes i støpeprosessen. Dens primære formål er å forme smeltet metall til ønskede former. I de fleste tilfeller kommer de vanligvis med to halvdeler: den faste og den bevegelige formhalvdelen.

Når begge halvdelene er lukket, danner de et hulrom på innsiden som etterligner formen på den ønskede delen. En høykvalitets støpeform er avgjørende for å sikre høyest mulig nøyaktighet på de ferdige metalldelene dine. Det finnes imidlertid flere komponenter:

Formhulrom

Det hule rommet inne i en form er vanligvis formhulen. Det gir faktisk formen og størrelsen på den endelige metalldelen. Det smeltede metallet injiseres i dette hulrommet og stivner for å få ønsket form. Merk at du må sørge for høy presisjon når du lager dette hulrommet.

Støpeform for kjernepinne

Kjernen er en annen viktig komponent i en støpeform. Den skaper funksjoner i støpingen, for eksempel hull eller utsparinger. Det skaper hovedsakelig komplekse geometrier i metalldelen. Avhengig av kravene kan du imidlertid lage den med sand eller metall. Merk at denne kjernen må tåle høyt trykk og temperatur under drift.

Utkasterpinner

Som navnet antyder, skyver disse pinnene i utgangspunktet ut den bevegelige støpeformhalvdelen fra den faste. Under designprosessen plasserer ingeniørene dem nøye der de kan bruke jevnt trykk. Riktig design sikrer alltid at delen ikke blir skadet.

Runner System

Løperen kanaliserer vanligvis det smeltede metallet inn i formhulen. Den består av flere spor som går til forskjellige deler av formen. Riktig utforming av kanalsystemet er avgjørende for jevn fordeling av smeltet metall. Et godt kanalsystem reduserer antallet defekter betydelig.

Overløpssystem

Overløpssystemet samler opp overflødig smeltet metall under injeksjonsprosessen. På den måten kan systemet forhindre defekter forårsaket av innestengt luft. Merk at dette systemet kanskje ikke er til stede for noen støpeformer.

Andre

Elementer som bolter og pinner holder det støpte formsystemet sammen. Disse delene må være sterke og nøye bearbeidet. Trykkstøpemetoden krever høyt trykk, gasstrykk og varme. Valg av riktige materialer er avgjørende for å holde disse delene i god form.

Støpeformmateriale: Herdet verktøystål

Herdet verktøystål er en generell type stål. Det finnes ulike kvaliteter som egner seg for spesifikke bruksområder. Stålets høye hardhet og styrke oppnås ved hjelp av varmebehandling. Men hvorfor er disse verktøystålene så populære?

For det første har de høy slitestyrke. For det andre gjør seigheten dem vanligvis ideelle for mange maskineringsjobber. For det tredje gir de også stabile dimensjoner. Til slutt, og viktigst av alt, tåler de ekstrem varme. Som du vet, er denne egenskapen avgjørende for trykkstøpejobber.

Herdet verktøystål har fem ulike grupper. Hver gruppe er ideell for unike bruksområder.

Kaldbearbeidende støpeformmateriale

Følgende fire kvaliteter er mye utbredt i produksjon av støpeformer.

Materialer til varmbearbeiding av støpeformer

Som navnet antyder, utsettes disse materialene for høye temperaturer under støping. De er ideelle for HPDC-drykkstøpeformer. Det finnes forskjellige kvaliteter: Grad H1 til H13 er vanligvis krombaserte legeringer. På den annen side er wolframlegeringer fra H20 til H39, og molybdenbaserte legeringer er fra H40 til H59.

Andre typer

Det finnes også andre typer støpeformstål. SKD61, 8407, DIN 1.2343, 2083 og 8418 er bemerkelsesverdige. Disse stålene tilbyr spesifikke egenskaper. Som du vet har støpemetoder forskjellige typer. Derfor varierer også materialene basert på disse typene.

Tre vanlige typer støpeformer

Vi kan generelt dele formene inn i tre typer basert på antall hulrom. Dette mangfoldet oppstår hovedsakelig på grunn av spesifikke behov. Ulike hulromdesign gjør det mulig for støpeformprodusenter å produsere deler raskt.

Type #1 Matriks med én kavitet

Som navnet antyder, har disse støpeformene ett enkelt hulrom. Ved hjelp av disse matriser kan du produsere en metalldel per syklus. Folk bruker disse formene mye for enkle og lave volumbestillinger.

Disse matrisene gjør det enklere å designe, noe som er deres største fordel. Produksjonshastigheten er imidlertid lavere enn med flerkavitetsbakker.

Type #2 Multi-hulrombakker

Matrikser med flere hulrom har flere hulrom. Med disse matrisene kan du produsere flere metalldeler per syklus. Dette betyr at du kan produsere flere produkter enn med enkeltkaviteter. Derfor er flerkavitetsbakker ideelle for bestillinger av store volumer.

Det beste med disse matrisene er at de gir billigere produksjonskostnader. Imidlertid har de vanligvis komplekse design.

Type #3-familien Mugg

I flerkavitetsverktøy finner du den samme kavitetsdesignen, men flere ganger. Du kan vanligvis lage flere metalldeler per syklus. I familieformer er imidlertid disse designene forskjellige. Så på en måte er alle familieformer flerkavitetsformer, men alle flerkavitetsformer er ikke familieformer.

Støpeform av aluminium: Markedstrender

Markedet for støpeformer av aluminium vil vokse betydelig i 2024. Ifølge Persistence Market Research ble dette markedet verdsatt til $301,3 millioner i 2023. I fremtiden forventes denne sektoren å vokse jevnt og trutt med 4,8% hvert år. Eksperter forventer at dette markedet vil nå opp til $481,6 millioner i 2033.

Hvordan lages støpeformer?

I forrige avsnitt har vi kort diskutert ulike støpemetoder og støpeformer eller verktøytyper. I dette avsnittet vil vi generelt fokusere på hvordan de lages. Du vil være kjent med trinn-for-trinn-prosessen i hver støpefabrikk. Så du vil vite hvert trinn i å lage formene når du planlegger å lage unike metalldeler. Dette er faktisk viktig for produksjon av tilpassede metalldeler.

Trinn #1 Utforming av støpeformen

Dette trinnet er kanskje et av de viktigste i prosessen. Her bestemmer du hvordan du ønsker at metalldelen skal se ut, og hvilke trinn som skal inngå i produksjonen av den. Avhengig av detaljens design, må du også velge hvilken type støpemetode som skal brukes.

To parametere er avgjørende i dette tilfellet: en dimensjonsanalyse og et geometrisk perspektiv. Den dimensjonale visningen gir deg informasjon om hvor mange hulrom metalldelen din har. Hvilken av formtypene med én kavitet, flere kaviteter eller familieform er nødvendig? Denne designen gjør det også enkelt for deg å bestemme trykket og volumet på støpegodset.

En geometrisk visning som informerer deg om komplikasjonsnivået til metalldelen og planen for hvordan du skal åpne og skyve den ut. Det er imidlertid svært viktig å legge merke til hva slags skillelinje som brukes her. Du må sørge for at denne skillelinjen sammenfaller med formens åpningsretning.

På samme måte vurderer en støperibedrift også andre viktige aspekter i dette trinnet. Vi vil kort diskutere disse i neste avsnitt.

Trinn #2 Valg av materiale

Trykkstøpemetoden innebærer vanligvis varierende trykk og temperatur. Derfor må du velge materiale som er svært kompatibelt med disse situasjonene. Generelt bruker ingeniører forskjellige typer verktøystål her. I forrige avsnitt har vi diskutert disse verktøystålene i detalj.

Trinn #3 Maskinering av støpeformen

Når design og materialer er klare, må du planlegge hvordan du skal forme støpeformen. I dette tilfellet spiller forskjellige bearbeidingsmetoder en avgjørende rolle. Ingeniører foretrekker CNC-maskiner for å lage støpeformer.

Som du vet, tilbyr CNC-maskinering eksepsjonell presisjon. Teknisk sett kan du oppnå toleranser på opptil 0,01 mm. Du har alternativer som CNC-fresing, boring, dreining, boring og mer.

Trinn #4 Varmebehandling

Ulike varmebehandlinger er svært viktige i støpeformfremstilling. Dette trinnet forbedrer de bearbeidede delenes styrke og holdbarhet betydelig. Dessuten gjør prosessen formen mer motstandsdyktig mot slitasje.

Vanlige varmebehandlingsmetoder er bråkjøling, herding, gløding og spenningsavlastning. Disse metodene sikrer vanligvis at støpeformen fungerer godt under støpingen.

Trinn #5 Etterbehandling

Etter varmebehandlingen må den nye støpeformen etterbehandles. Disse trinnene er avgjørende for å sikre glatte overflater og presise dimensjoner.

Etterbehandlingsteknikker kan omfatte polering, sliping og sandblåsing. Hovedformålet med alle disse teknikkene er å gi støpeformdelene jevnere og bedre teksturer. Som et resultat kan de oppnå høye toleranser.

Trinn #6 Montering om nødvendig

Noen ganger kan det være nødvendig å lage støpeformdeler hver for seg. Når det er mange deler, må monteringen alltid gjøres nøye. Støpeformfabrikken sjekker alltid for å sikre at monteringen er stilt opp riktig.

Trinn #7 Testing

Når alle trinnene ovenfor er gjort, tester produsenter av støpeformer disse formene i laboratoriet. De kjører tester for å sikre at formen er i god form og fungerer som den skal. Disse testene forteller deg at formene er av høy kvalitet.

Viktige trinn i design av støpeformer

Som nevnt i forrige del, vurderes flere viktige faktorer når du designer en støpeform. Denne delen vil hovedsakelig diskutere disse og oppdage hvorfor de er avgjørende i støpeformproduksjon.

Faktisk delutforming

Før støpeformen lages, lager ingeniørene selve delen. Til denne jobben bruker de ulike 2D- og 3D-tegneprogrammer. I de fleste støpeformfabrikker bruker grafiske designere vanligvis SolidWorks eller AutoCAD.

Under visuell testing trenger du 2D-modeller. Ingeniørene bruker tegningen til å kontrollere størrelsene etter hvert trinn i produksjonen. En godt designet del gir resultater av høy kvalitet. Så når du samarbeider med en produsent, må du sørge for at de har disse planene før de begynner å lage produktet.

Pressstøping Sprøytestøping Type

Dette er en svært viktig faktor når du skal gjøre en trykkstøpeform. Vanligvis endrer det kvaliteten, styrken og finishen på den ferdige delen.

Basert på denne injeksjonen finnes det seks forskjellige typer: HPDC, LPDC, vakuum og mer.

Når du skal utforme injeksjonstypen, er det flere faktorer du må ta hensyn til. For det første, hvilken type metall jobber du med? For det andre, har du tatt hensyn til skillelinjer, geometriske visninger og designdetaljer? For det tredje, hva er forventet produksjonshastighet?

Når du bruker riktig injeksjonstype, vil formen alltid fylles riktig, og støpefeil vil være mindre vanlig. Dessuten reduserer riktig valg syklustiden med en stor mengde. Generelt kan du få svært god produksjon.

Design av port og løper

Porten og løperen kanaliserer smeltet metall inn i støpeformen og kontrollerer vanligvis væskestrømmen. Riktig design sikrer jevn og effektiv fylling og reduserer ulike typer støpefeil.

Tenk på størrelse, plassering og form når du utformer en port og en løper. Porten må plasseres på riktig sted for å minimere turbulens.

Design av støpeformens bunn

Formfundamentet støtter og justerer vanligvis alle formdelene. Når du designer, må du sørge for at du har laget en robust design. Den sørger for systemets generelle stabilitet.

Du bør vurdere materialet og temperaturen her. Støpeformen må tåle høyt trykk og høy temperatur. Du bør også sjekke at den er riktig justert og passer.

Kjølesystem

Kjølesystemet hjelper formen med å stivne det smeltede metallet. Et riktig kjølesystem forbedrer vanligvis produksjonshastigheten og kvaliteten på delene. Upassende kjøling kan imidlertid forårsake ulike støpefeil. Sørg derfor for et passende kjølesystem når du designer en form.

Det finnes forskjellige typer kjølesystemer. Ofte bruker man vannledninger og kjøleinnsatser. Kjøleplugger er ypperlige for steder som må kjøles ned raskt. Når du designer et kjølesystem for støpeformen, må du prøve å balansere varmen over hele formen.

System for utlufting og utstøting

Ventilasjons- og utstøtingssystemet fjerner hovedsakelig innestengt luft fra formen. Den innestengte luften kan enten være skapt av formen eller være der før injeksjonen.

Når du designer en form, bør du plassere ventilasjonsåpningene på høye punkter. I dette tilfellet kan du bruke tynne åpninger for å unngå blitz. Plasser også utstøterpinnene på riktig sted for å forhindre skader.

Merk at effektive systemer for utlufting og utstøting vanligvis forbedrer kvaliteten på delene. Samlet sett reduserer det syklustidene og produksjonseffektiviteten.

Simulering

Når du har tatt hensyn til alle faktorene ovenfor, viser simuleringen deg nøyaktig hva du har designet. Simuleringer kan hjelpe deg med å finne feil og problemer med metallflyten. Støpeformprodusenter bruker vanligvis programvare som MAGMASOFT, ProCAST og Flow-3D.

Ofte stilte spørsmål

Hvilke metaller brukes i pressstøping?

De vanligste metallene i pressstøping er aluminium, sink, magnesium, bly, tinn og kobber. Disse metallene er populære på grunn av deres lave smeltepunkt. Dessuten har de også utmerkede støpeegenskaper, styrke og holdbarhet. Blant alle disse metallene er aluminium det mest populære. Det er lett og har et utmerket styrke-til-vekt-forhold.

Er 4140 et verktøystål?

Ja, LSS 4140-stål er en type verktøystål. Denne legeringen har utmerket hardhet, styrke og slitestyrke. Det er et utmerket verktøystål for de fleste maskineringsjobber. Mer spesifikt kan du finne det brukt i ulike roterende komponenter. For eksempel er aksler, drivaksler, tannhjul og spindler bemerkelsesverdige.

Hva slags stål brukes til pressstøping?

Ståltypen varierer hovedsakelig basert på typen støpemetode. For HPDC-drykkstøpeformer er verktøystål i H-serien utbredt. På den annen side, for LPDC eller kaldbearbeidingsjobber, er O-, A- og D-serien av stålverktøy kjent. Det finnes også noen spesialkvaliteter, som SKD61, 8407 og 8418.

Sammendrag

Støping er avgjørende for å lage mange komplekse metalldeler. Du kan lage støpegodsdeler gjennom forskjellige metoder. HPDC og LPDC er de to vanligste metodene du vil bruke i et støpeformfirma.

Støpeform har tre typer: enkelthulrom, flerhulrom og familieformer. Hver type er egnet for spesifikke produksjonskrav.

Sincere Tech er en av de 10 beste mold produsenter i Kina som tilbyr plastinjeksjonsform, støpeform. Denne formfabrikken tilbyr et bredt spekter av plastform- og støpeformtjenester. Kundeservicen deres er også veldig rask. Ta gjerne kontakt med oss.