Ghid de proiectare și producție a matrițelor de turnare sub presiune

Deseori avem nevoie de piese metalice în diferite forme. Le folosim în mașini, case, mașini și alte infrastructuri. V-ați întrebat cum este posibil să realizați o formă atât de detaliată? Matriță de turnare sub presiune tehnologia ne-a revoluționat viața. Cu ajutorul acestei metode, puteți crea forme și modele complexe. Piesele turnate sub presiune sunt larg răspândite într-o gamă largă de aplicații.

În acest articol, vom învăța câteva noțiuni fundamentale despre matrițele de turnare sub presiune. În plus, va fi un ghid excelent pentru cei care caută cele mai bune servicii de turnare sub presiune. Veți afla cum fac turnătoriile matrițele de turnare sub presiune. Așadar, stați liniștiți și citiți acest articol cu atenție.

Prezentare generală a turnării sub presiune

Turnarea sub presiune este un tip renumit de proces de turnare a metalelor. După cum sugerează și numele, această metodă utilizează de obicei matrițe specifice pentru realizarea lucrării. Forma piesei metalice finale depinde de forma matrițelor. Deși există diferite tipuri de turnare sub presiune, tehnologia de bază este aceeași pentru toate. Materialul utilizat pentru realizarea acestor matrițe este oțelul pentru scule călit.

Turnarea sub presiune are o istorie îndelungată. Oamenii au inventat această tehnologie în 1838. În primele timpuri, această aplicație era utilizată doar în scopuri de tipărire. Ulterior, pe măsură ce tehnologia s-a dezvoltat, oamenii au învățat de obicei cum să utilizeze această metodă pentru a crea diverse piese metalice complexe. Turnarea sub presiune oferă mai multe beneficii.

• Matrița de turnare sub presiune oferă de obicei o eficiență ridicată a producției. Această piesă este comparativ mai rapidă decât alte procese de turnare permanentă a matrițelor. Ca urmare, puteți crea sute de piese metalice în mai puțin timp.
• Piesele turnate sub presiune vin de obicei cu un finisaj de suprafață neted. Pentru piesele metalice HPDC, acest lucru este mai evident. Ca urmare, este posibil să nu aveți nevoie de servicii suplimentare de prelucrare.
• Metoda de turnare sub presiune este versatilă. În general, funcționează cu multe metale, inclusiv aluminiu, zinc și magneziu.
• Deoarece această metodă este rapidă, ea reduce în general costurile de producție. Deși crearea matrițelor poate fi costisitoare, această metodă este mai ieftină pe termen lung.
• Piesele turnate sub presiune sunt larg răspândite în multe industrii. Această metodă realizează motorul, cutia de viteze și piesele structurale ale mașinii dumneavoastră. De asemenea, puteți găsi aplicații similare și în alte sectoare.

Diferite tipuri de turnare sub presiune

Turnarea sub presiune are de obicei șase tipuri principale, fiecare cu propriile avantaje. Fiecare tip este potrivit pentru aplicații specifice. Să analizăm tehnologia specifică și utilizarea produsului.

Tip #1 HPDC (turnare sub presiune de înaltă presiune)

După cum sugerează și numele, această metodă de turnare sub presiune necesită o presiune ridicată pentru realizarea lucrării. Aceasta turnare sub presiune înaltă împinge tehnic metalul topit către fiecare colț al matriței. Ca rezultat, puteți obține piese metalice foarte precise.

În industria auto, blocurile motorului și piesele turnate ale cutiei de viteze sunt realizate din piese din aluminiu HPDC de înaltă calitate. Diverse echipamente și pompe de perfuzie sunt de remarcat în industria medicală. În plus, multe componente de aeronave au nevoie, de asemenea, de piese metalice turnate HPDC.

Tip #2 LPDC (turnare sub presiune redusă)

Această metodă de turnare sub presiune este exact opusul HPDC. Aceasta implică o presiune scăzută, de obicei între 2 și 15 psi. Procesul este aproape similar, dar este în general mai lent decât HPDC. Deoarece este lent, puteți controla cu ușurință mișcarea metalului topit.

Piesele metalice LPDC sunt răspândite pe scară largă pentru roțile auto, capetele de cilindru și sistemele de suspensie.

Tip #3 Gravity Die Casting

Această metodă de turnare sub presiune utilizează forța gravitațională pentru a umple matrița cu metal topit. Procesul de obicei toarnă metalul topit în matriță de sus, iar lichidul curge în jos. Este simplă și ieftină, deoarece nu are nevoie de forțe suplimentare.

The turnare sub presiune prin gravitație Metoda este răspândită în fabricarea fitingurilor și a diverselor vase de gătit.

Tip #4 turnare sub vid

După cum sugerează și numele, această metodă de turnare presupune crearea unui mediu vidat. Acest lucru se face înainte de introducerea metalului topit. Ca urmare, nu se produc defecte de turnare cauzate de gazul blocat în interior.

Turnarea sub vid este potrivită pentru realizarea componentelor delicate. Exemple notabile sunt piesele electronice turnate, piesele de avion și unele piese auto.

Tip #5 Squeeze Die Casting

Turnarea sub presiune combină turnarea și forjarea. După injectarea metalului topit în interiorul matriței, procesul aplică o presiune ridicată în timpul solidificării. Presiunea de strângere reduce în principal defectele de porozitate.

Turnarea sub presiune este foarte populară datorită rezistenței și densității ridicate a pieselor metalice. Unele exemple comune sunt piesele de suspensie, suporturile și unele componente de construcție.

Tip #6 Semi Solid Die Casting

Acest proces combină, de asemenea, turnarea și forjarea. Singura diferență este că acest proces utilizează metale semisolide. Arată ca o consistență de suspensie. SMDC este foarte popular pentru fabricarea multor piese auto, carcase electronice și dispozitive medicale. mergeți la simi solid aluminiu turnare sub presiune pentru a afla mai multe.

Ce este mucegaiul de turnare sub presiune?

Instrumentul utilizat în metoda de turnare sub presiune se numește în general matriță de turnare sub presiune. Oamenii o mai numesc și unealtă de turnare sub presiune. Procesul de fabricare a acestui instrument este cunoscut sub numele de scule de turnare sub presiune.

Definiția spune că o matriță de turnare sub presiune este un instrument unic utilizat în procesul de turnare sub presiune. Scopul său principal este de a modela metalul topit în formele dorite. În cele mai multe cazuri, acestea vin în general cu două jumătăți: jumătatea fixă și jumătatea mobilă a matriței.

Atunci când ambele jumătăți sunt închise, acestea formează o cavitate în interior care imită forma piesei dorite. O carcasă de înaltă calitate matriță turnată sub presiune este esențială pentru a asigura cea mai mare precizie a pieselor dvs. metalice finite. Cu toate acestea, există mai multe componente:

Cavitatea matriței

Spațiul gol din interiorul unei matrițe este în general cavitatea matriței. Aceasta dă de fapt forma și dimensiunea piesei metalice finale. Metalul topit este injectat în această cavitate și se solidifică pentru a obține forma dorită. Rețineți că trebuie să asigurați o precizie ridicată atunci când realizați această cavitate.

Core Pin Die Casting Mold

Miezul este o altă componentă vitală a unei matrițe de turnare sub presiune. Acesta creează caracteristici în turnare, cum ar fi găuri sau adâncituri. În principal, creează geometrii complexe în cadrul piesei metalice. Cu toate acestea, în funcție de cerințe, îl puteți realiza folosind nisip sau metal. Rețineți că acest miez trebuie să reziste la presiuni și temperaturi ridicate în timpul funcționării.

Pini de ejecție

După cum sugerează și numele, acești pini ejectează practic jumătatea mobilă a matriței turnate sub presiune din cea fixă. În timpul procesului de proiectare, inginerii le plasează cu atenție acolo unde pot aplica o presiune uniformă. Proiectarea corectă asigură întotdeauna că piesa nu este deteriorată.

Sistemul Runner

În general, canalul de rulare canalizează metalul topit în cavitatea matriței. Se compune din mai multe șine care merg spre diferite părți ale matriței. Proiectarea corectă a sistemului de canal este esențială pentru distribuirea uniformă a metalului topit. În general, un sistem de canal adecvat reduce semnificativ defectele.

Sistem de revărsare

Sistemul de revărsare colectează excesul de metal topit în timpul procesului de injectare. Ca urmare, sistemul poate preveni defectele cauzate de aerul blocat. Rețineți că acest sistem poate să nu fie prezent pentru unele matrițe de turnare sub presiune.

Altele

Elemente precum șuruburile și știfturile țin împreună sistemul de matrițe turnate sub presiune. Aceste piese trebuie să fie puternice și prelucrate cu atenție. Metoda de turnare sub presiune necesită presiune ridicată, presiune a gazului și căldură. Alegerea materialelor potrivite este esențială pentru a menține aceste piese în stare bună.

Die Casting Mold Material: Oțel pentru scule călit

Oțelul pentru scule călit este un tip general de oțel. Acesta are diferite clase potrivite pentru utilizări specifice. Puteți obține duritatea și rezistența ridicată a oțelului prin metoda tratamentului termic. Totuși, de ce sunt atât de populare aceste oțeluri pentru scule?

În primul rând, acestea oferă o rezistență ridicată la uzură. În al doilea rând, duritatea lor le face, de obicei, ideale pentru multe lucrări de prelucrare. În al treilea rând, acestea oferă, de asemenea, dimensiuni stabile. În cele din urmă, și cel mai important, ele pot rezista la căldură extremă. După cum știți, această proprietate este crucială pentru lucrările de turnare sub presiune.

Oțelul pentru scule călit are cinci grupe diferite. Fiecare grup este ideal pentru aplicații unice.

Munca la rece Die Casting Mold Material

Următoarele patru clase sunt larg răspândite în fabricarea matrițelor de turnare sub presiune.

Grad	Carbon	Mangan	Siliciu	Crom	Nichel	Molibden	Vanadiu
O6	1.45%	1.00%	1.00%	–	–	0.8-1.4%	–
A3	1.25%	0.50%	–	5.00%	0.30%	0.9-1.4%	0.8-1.4%
A6	0.70%	1.8-2.5%	–	0.9-1.2%	0.30%	0.9-1.4%	–
D2	1.50%	0.45%	0.30%	11.0-13.0%	–	0.90%	1.00%

Materiale pentru matrițe de turnare sub presiune care lucrează la cald

După cum sugerează și numele, aceste materiale sunt supuse la temperaturi ridicate în timpul turnării. Ele sunt ideale pentru matrițele de turnare sub presiune HPDC. Există diferite grade: Gradele de la H1 la H13 sunt de obicei aliaje pe bază de crom. Pe de altă parte, aliajele pe bază de tungsten sunt de la H20 la H39, iar aliajele pe bază de molibden sunt de la H40 la H59.

Alte tipuri

Există și alte tipuri de oțeluri pentru matrițe de turnare sub presiune. Sunt de remarcat SKD61, 8407, DIN 1.2343, 2083 și 8418. Aceste oțeluri oferă proprietăți specifice. După cum știți, metodele de turnare sub presiune au diferite tipuri. Prin urmare, materialele variază, de asemenea, pe baza acestor tipuri.

Trei tipuri comune de matrițe de turnare sub presiune

În general, putem împărți matrițele în trei tipuri în funcție de numărul de cavități. Această diversitate apare în principal din cauza nevoilor specifice. Diferitele modele de cavități permit producătorilor de matrițe pentru turnare sub presiune să producă piese rapid.

Tip #1 Matrițe cu o singură cavitate

După cum sugerează și numele, aceste matrițe turnate sub presiune au o singură cavitate. Folosind aceste matrițe, puteți produce o piesă metalică pe ciclu. Oamenii folosesc pe scară largă aceste matrițe pentru comenzi simple și de volum redus.

Utilizarea acestor matrițe facilitează proiectarea, acesta fiind principalul lor avantaj. Cu toate acestea, viteza de producție este mai mică decât în cazul matrițelor cu cavități multiple.

Tip #2 Matrițe multi-cavitate

Matrițele cu cavități multiple au mai multe cavități. Folosind aceste matrițe, puteți produce mai multe piese metalice pe ciclu. Aceasta înseamnă că puteți produce mai multe produse decât matrițele cu o singură cavitate. Prin urmare, matrițele multi-cavitate sunt ideale pentru comenzile de volum mare.

Cel mai bun lucru despre aceste matrițe este că oferă costuri de producție mai mici. Cu toate acestea, ele au de obicei modele complexe.

Tip #3 Mucegaiuri de familie

În matrițele cu cavități multiple veți găsi același design al cavității, dar de mai multe ori. În general, puteți crea mai multe piese metalice pe ciclu. Cu toate acestea, în matrițele de familie, aceste modele sunt diferite. Deci, într-un sens, toate matrițele de familie sunt matrițe multi-cavitate, dar toate matrițele multi-cavitate nu sunt matrițe de familie.

Aluminum Die Cast Mold: Tendințe de piață

Piața matrițelor din aluminiu turnat sub presiune va crește semnificativ în 2024. Potrivit Persistence Market Research, această piață a fost evaluată la $301,3 milioane în 2023. În viitor, se așteaptă ca acest sector să crească constant cu 4,8% în fiecare an. Experții estimează că această piață va ajunge la $481,6 milioane în 2033.

Cum sunt fabricate matrițele de turnare sub presiune?

În secțiunea precedentă, am discutat pe scurt diferite metode de turnare sub presiune și tipuri de matrițe sau scule. În această secțiune, ne vom concentra, în general, pe modul în care acestea sunt fabricate. Veți fi familiarizați cu procesul pas cu pas din fiecare fabrică de turnare sub presiune. Astfel, veți cunoaște fiecare etapă de realizare a matrițelor ori de câte ori intenționați să realizați piese metalice unice. Acest lucru este de fapt important pentru fabricarea pieselor metalice personalizate.

Pasul #1 Proiectarea formei

Acest pas este probabil unul dintre cele mai importante aspecte ale procesului. Aici, veți decide cum doriți să apară piesa dvs. metalică și ce etape vor fi implicate în fabricarea acesteia. În funcție de designul piesei, trebuie selectat în mod corespunzător și tipul de metodă de turnare sub presiune.

Doi parametri sunt esențiali în acest caz: o analiză dimensională și o perspectivă geometrică. Perspectiva dimensională vă informează cu privire la câte cavități are piesa dvs. metalică. Care dintre tipurile de matrițe cu o singură cavitate sau cu mai multe cavități sau familii este necesar? Acest design vă facilitează, de asemenea, determinarea presiunii și a volumului de turnare.

O vedere geometrică care vă informează cu privire la nivelul de complicație al piesei metalice și la planul dvs. privind modul de deschidere și ejectare a acesteia. Cu toate acestea, este foarte important să rețineți tipul de linie de separare care este utilizat aici. Trebuie să vă asigurați că această linie de separație va coincide cu direcția de deschidere a matriței.

În mod similar, o companie de turnare sub presiune ia în considerare și alte aspecte importante în timpul acestei etape. Vom discuta pe scurt despre acestea în secțiunea următoare.

Pasul #2 Alegerea materialului

Metoda de turnare sub presiune implică de obicei variații de presiune și temperatură. Prin urmare, trebuie să selectați materialul care este foarte compatibil cu aceste situații. În general, inginerii folosesc aici diferite tipuri de oțeluri pentru scule. În secțiunea anterioară, am discutat în detaliu despre aceste oțeluri pentru scule.

Pasul #3 Prelucrarea matriței

Odată ce designul și materialele dvs. sunt gata, trebuie să planificați modul de modelare a matriței turnate sub presiune. În acest caz, diferitele metode de prelucrare joacă un rol crucial. Inginerii preferă mașinile CNC pentru realizarea matrițelor de turnare sub presiune.

După cum știți, prelucrarea CNC oferă o precizie excepțională. Tehnic, puteți obține toleranțe de până la 0,01 mm. Aveți opțiuni precum frezare CNC, găurire, strunjire, alezare și multe altele.

Etapa #4 Tratament termic

Diferitele tratamente termice sunt foarte importante în fabricarea matrițelor de turnare sub presiune. Această etapă îmbunătățește semnificativ rezistența și durabilitatea pieselor prelucrate. În plus, procesul face matrița mai rezistentă la uzură și rupere.

Metodele comune de tratament termic sunt călirea, revenirea, recoacerea și detensionarea. Aceste metode asigură de obicei o bună funcționare a matriței turnate sub presiune în timpul turnării sub presiune.

Pasul #5 Finisare

După tratamentul termic, noua matriță turnată sub presiune are nevoie de câteva retușuri finale. Aceste etape sunt esențiale pentru a asigura suprafețe netede și dimensiuni precise.

Tehnicile de finisare pot include lustruirea, șlefuirea și sablarea. Scopul principal al tuturor acestor tehnici este de a conferi pieselor turnate sub presiune texturi mai netede și mai bune. Ca urmare, acestea pot atinge toleranțe ridicate.

Pasul #6 Asamblare, dacă este necesar

Există momente în care poate fi necesar să realizați separat piese de matriță turnate sub presiune. Atunci când există multe piese, asamblarea trebuie făcută întotdeauna cu atenție. Fabrica de matrițe turnate sub presiune verifică întotdeauna pentru a se asigura că ansamblul este aliniat corect.

Etapa #7 Testare

După ce toți pașii de mai sus sunt parcurși, producătorii de matrițe pentru turnare sub presiune testează aceste matrițe în laborator. Ei efectuează teste pentru a se asigura că matrița este în stare bună și funcționează corect. Aceste teste vă spun că matrițele sunt de înaltă calitate.

Etapele cheie în proiectarea matrițelor de turnare sub presiune

După cum s-a menționat în ultima parte, mai mulți factori cheie sunt luați în considerare la proiectarea unei matrițe de turnare sub presiune. Această secțiune va discuta în principal despre aceștia și va descoperi de ce sunt cruciali în fabricarea matrițelor de turnare sub presiune.

Designul real al piesei

Înainte de a realiza matrița de turnare sub presiune, inginerii creează piesa în sine. Pentru această sarcină, ei folosesc diverse programe de desen 2D și 3D. În majoritatea fabricilor de matrițe turnate sub presiune, designerii grafici folosesc de obicei SolidWorks sau AutoCAD.

În timpul testării vizuale, aveți nevoie de modele 2D. Inginerii folosesc acest desen pentru a verifica dimensiunile după fiecare etapă de producție. O piesă bine proiectată oferă rezultate de înaltă calitate. Așadar, ori de câte ori lucrați cu un producător, asigurați-vă că acesta are aceste planuri înainte de a începe să realizeze produsul.

Turnare sub presiune Tip de turnare prin injecție

Acesta este un factor foarte important atunci când se face o matriță de turnare sub presiune. De obicei, se modifică calitatea, rezistența și finisajul piesei finite.

Pe baza acestei injecții, există șase tipuri diferite: HPDC, LPDC, Vacuum și altele.

Atunci când se proiectează tipul de injecție, trebuie luați în considerare mai mulți factori. În primul rând, cu ce tip de metal lucrați? În al doilea rând, ați luat în considerare liniile de separare, vederile geometrice și detaliile de proiectare? În al treilea rând, care este viteza de producție preconizată?

Atunci când utilizați tipul corect de injecție, matrița se va umple întotdeauna corect, iar defectele de turnare vor fi mai puțin frecvente. De asemenea, alegerea corectă reduce durata ciclului într-o mare măsură. În general, puteți obține rezultate foarte bune.

Poarta și Runner Design

Poarta și canalul canalizează metalul topit în matrița de turnare sub presiune și, de obicei, controlează fluxul de lichid. Proiectarea corectă asigură o umplere lină și eficientă și reduce diferitele tipuri de defecte de turnare.

Luați în considerare dimensiunea, amplasarea și forma atunci când proiectați o poartă și un cursor. Poarta trebuie plasată în locul potrivit pentru a minimiza turbulențele.

Proiectarea bazei matriței de turnare sub presiune

De obicei, baza matriței susține și aliniază toate piesele matriței. La proiectare, asigurați-vă că ați creat un design robust. Acesta asigură stabilitatea generală a sistemului.

Aici trebuie să luați în considerare materialul și temperatura. Baza matriței trebuie să reziste la presiune și temperatură ridicate. De asemenea, trebuie să verificați alinierea și potrivirea corespunzătoare.

Sistem de răcire

Sistemul de răcire ajută matrița să solidifice metalul topit. Un sistem de răcire adecvat îmbunătățește de obicei viteza de producție și calitatea pieselor. Cu toate acestea, răcirea necorespunzătoare poate cauza diverse defecte de turnare. Prin urmare, asigurați un sistem de răcire adecvat atunci când proiectați o matriță.

Există diferite tipuri de sisteme de răcire. Oamenii folosesc adesea linii de apă și inserții de răcire. Dopurile de răcire sunt excelente pentru locurile care trebuie să se răcească rapid. Atunci când proiectați un sistem de răcire a matriței, încercați să echilibrați căldura în întreaga matriță.

Sistem de ventilație și ejecție

Sistemul de ventilație și ejecție elimină în principal aerul blocat din matriță. Aerul blocat poate fi creat de matriță sau poate exista înainte de injectare.

Atunci când proiectați o matriță, amplasați orificiile de aerisire în punctele înalte. În acest caz, puteți utiliza orificii subțiri pentru a evita strălucirea. De asemenea, plasați știfturile de ejecție în locul potrivit pentru a preveni deteriorarea.

Rețineți că sistemele eficiente de aerisire și ejecție îmbunătățesc de obicei calitatea pieselor. În general, acestea reduc durata ciclurilor și eficiența producției.

Simulare

Odată ce ați luat în considerare toți factorii de mai sus, simularea vă arată exact ceea ce ați proiectat. Simulările vă pot ajuta să găsiți defecte și probleme cu fluxul de metal. Fabricanții de matrițe turnate sub presiune utilizează de obicei software precum MAGMASOFT, ProCAST și Flow-3D.

Întrebări frecvente

Ce metale sunt utilizate în turnarea sub presiune?

În turnarea sub presiune, metalele comune sunt aluminiul, zincul, magneziul, plumbul, staniolul și cuprul. Aceste metale sunt populare datorită punctului lor de topire scăzut. În plus, acestea oferă și proprietăți excelente de turnare, rezistență și durabilitate. Dintre toate aceste metale, aluminiul este cel mai popular. Este ușor și are un raport rezistență/greutate excelent.

Este 4140 un oțel pentru scule?

Da, oțelul LSS 4140 este un tip de oțel pentru scule. Acest aliaj oferă duritate, rezistență și rezistență la uzură excelente. Este un oțel pentru scule excelent pentru majoritatea lucrărilor de prelucrare. Mai exact, îl puteți găsi utilizat în diverse componente rotative. De exemplu, se remarcă axele, arborii de transmisie, angrenajele și fusurile.

Ce fel de oțel este utilizat pentru turnarea sub presiune?

Tipul de oțel variază în principal în funcție de tipul de metodă de turnare sub presiune. Pentru matrițele de turnare sub presiune HPDC, oțelurile pentru scule din seria H sunt larg răspândite. Pe de altă parte, pentru LPDC sau lucrări de prelucrare la rece, seriile O, A și D de oțeluri pentru scule sunt celebre. Există și unele clase speciale, cum ar fi SKD61, 8407 și 8418.

Rezumat

Turnarea sub presiune este esențială pentru realizarea multor piese metalice complexe. Puteți crea piese de turnare sub presiune prin diverse metode. HPDC și LPDC sunt cele mai comune două metode pe care le veți utiliza într-o companie de turnare sub presiune.

Matrițele de turnare sub presiune au trei tipuri: cu o singură cavitate, cu mai multe cavități și matrițe familiale. Fiecare tip este potrivit pentru cerințele specifice de producție.

Sincere Tech este unul dintre primele 10 producători de matrițe în China care oferă matrițe de injecție din plastic, matrițe de turnare sub presiune. Această fabrică de matrițe oferă o gamă largă de matrițe din plastic și servicii de turnare sub presiune. Serviciul lor pentru clienți este, de asemenea, foarte rapid. Simțiți-vă liber să ne contactați.