Guide för design och produktion av gjutformar för pressgjutning

Vi behöver ofta metalldelar i olika former. Vi använder dem i våra bilar, hus, maskiner och annan infrastruktur. Har du undrat hur det är möjligt att göra en så detaljerad form? Gjutform för pressgjutning tekniken har revolutionerat våra liv. Med den här metoden kan du skapa komplexa former och mönster. Gjutformsdelar är allmänt utbredda i ett brett spektrum av applikationer.

I den här artikeln kommer vi att lära oss några grundläggande saker om pressgjutningsform. Dessutom kommer det att vara en utmärkt guide för dem som letar efter de bästa gjutningstjänsterna. Du kommer att lära dig hur gjuterier gör gjutformar. Så sitt tätt och läs den här artikeln noggrant.

Översikt över pressgjutning

Die Casting är en berömd typ av metallgjutningsprocess. Som namnet antyder använder denna metod vanligtvis specifika formar för jobbet. Formen på den slutliga metalldelen beror på formen på formarna. Även om det finns olika typer av gjutning är bastekniken densamma för alla. Materialet som används för att tillverka dessa formar är härdat verktygsstål.

Pressgjutning har en lång historia. Människor uppfann denna teknik 1838. I de tidiga tiderna var denna applikation endast för utskriftsändamål. Senare, när tekniken utvecklades, lärde sig människor vanligtvis hur man använder denna metod för att skapa olika komplexa metalldelar. Gjutning erbjuder flera fördelar.

• Gjutformar för pressgjutning erbjuder vanligtvis hög produktionseffektivitet. Denna del är jämförelsevis snabbare än andra permanenta gjutningsprocesser för gjutformar. Som ett resultat kan du skapa hundratals metalldelar på kortare tid.
• Gjutformsdelar kommer vanligtvis med en slät ytfinish. För HPDC-metalldelar är detta mer uppenbart. Som ett resultat kanske du inte behöver ytterligare bearbetningstjänster.
• Pressgjutningsmetoden är mångsidig. Den fungerar i allmänhet med många metaller, inklusive aluminium, zink och magnesium.
• Eftersom denna metod är snabb minskar den i allmänhet produktionskostnaderna. Även om det kan vara dyrt att skapa formarna är denna metod billigare i det långa loppet.
• Gjutformsdelar är allmänt förekommande i många branscher. Denna metod gör din bils motor, växellåda och strukturella delar. Du kan också hitta liknande applikationer i andra sektorer också.

Olika typer av pressgjutning

Pressgjutning har vanligtvis sex huvudtyper, var och en med sina egna förmåner. Varje typ lämpar sig för specifika tillämpningar. Låt oss titta på deras speciella teknik och produktanvändning.

Typ #1 HPDC (högtrycksgjutning)

Som namnet antyder kräver den här pressgjutningsmetoden högt tryck för jobbet. Detta pressgjutning under högt tryck pressar tekniskt den smälta metallen till varje formhörn. Som ett resultat kan du få mycket exakta metalldelar.

Inom bilindustrin tillverkas motorblock och växellådsgjutgods av högkvalitativa HPDC-aluminiumdelar. Olika utrustningar och infusionspumpar är anmärkningsvärda inom den medicinska industrin. Dessutom behöver många flygplanskomponenter också HPDC-gjutmetalldelar.

Typ #2 LPDC (pressgjutning med lågt tryck)

Denna pressgjutningsmetod är raka motsatsen till HPDC. Den innebär lågt tryck, vanligtvis mellan 2 och 15 psi. Processen är nästan likadan, men den är i allmänhet långsammare än HPDC. Eftersom den är långsam kan du enkelt kontrollera rörelsen hos den smälta metallen.

LPDC:s metalldelar används ofta till bilhjul, cylinderhuvuden och fjädringssystem.

Typ #3 gravitationsgjutning

Denna pressgjutningsmetod använder gravitationskraften för att fylla formen med smält metall. Processen går ut på att den smälta metallen hälls i formen uppifrån och vätskan rinner nedåt. Den är enkel och billig eftersom den inte behöver några extra krafter.

Den tryckgjutning med gravitation metoden är vanlig vid tillverkning av rördelar och olika köksredskap.

Typ #4 Vakuumgjutning

Som namnet antyder innebär denna gjutmetod att man skapar en vakuummiljö. Det gör det innan du sätter in den smälta metallen. Som ett resultat får du inga gjutfel orsakade av instängd gas inuti.

Vakuumgjutning är lämplig för tillverkning av känsliga komponenter. Elektroniska gjutgods, flygplansdelar och vissa fordonsdelar är anmärkningsvärda exempel.

Typ #5 pressgjutning

Pressgjutning kombinerar gjutning och smide. Efter att ha injicerat den smälta metallen inuti formen applicerar processen högt tryck under stelning. Pressningstrycket minskar huvudsakligen porositetsdefekterna.

Pressgjutning är mycket populärt på grund av metalldelarnas höga hållfasthet och densitet. Några vanliga exempel är upphängningsdelar, fästen och vissa byggkomponenter.

Typ #6 halvfast gjutning

Denna process kombinerar också gjutning och smide. Den enda skillnaden är att den här processen använder halvfasta metaller. Det ser ut som en slurrykonsistens. SMDC är mycket populärt för tillverkning av många bildelar, elektroniska höljen och medicintekniska produkter. gå till simi solid gjutning av aluminium sidan för att få veta mer.

Vad är gjutform för pressgjutning?

Verktyget som används i pressgjutningsmetoden kallas i allmänhet en pressgjutningsform. Folk kallar det också för ett pressgjutningsverktyg. Processen att tillverka detta verktyg kallas för pressgjutningsverktyg.

Definitionen säger att en pressgjutningsform är ett unikt verktyg som används i pressgjutningsprocessen. Dess primära syfte är att forma smält metall till önskade former. I de flesta fall kommer de i allmänhet med två halvor: den fasta och rörliga formhalvan.

När båda halvorna är stängda bildas ett hålrum inuti som efterliknar den önskade detaljens form. En högkvalitativ gjutform för pressgjutning är avgörande för att säkerställa högsta möjliga noggrannhet hos dina färdiga metalldelar. Det finns dock flera komponenter:

Kavitet i gjutform

Det ihåliga utrymmet inuti en form är i allmänhet formkaviteten. Det ger faktiskt formen och storleken på den slutliga metalldelen. Den smälta metallen injiceras i denna hålighet och stelnar för att få önskad form. Observera att du måste säkerställa hög precision när du gör denna hålighet.

Gjutform för kärnstift

Kärnan är en annan viktig komponent i en pressgjutningsform. Den skapar funktioner vid gjutning, till exempel hål eller urtag. Det skapar främst komplexa geometrier i metalldelen. Beroende på kraven kan du dock göra det med sand eller metall. Observera att denna kärna måste tåla högt tryck och hög temperatur under drift.

Utskjutningssprintar

Som namnet antyder matar dessa stift i princip ut den rörliga gjutformshalvan från den fasta. Under designprocessen placerar ingenjörerna dem noggrant där de kan applicera jämnt tryck. Den korrekta designen säkerställer alltid att delen inte skadas.

System för löpare

Glidskenan leder i allmänhet den smälta metallen in i formhålan. Den består av flera spår som går till olika delar av formen. Rätt utformning av löparsystemet är avgörande för en jämn fördelning av den smälta metallen. Sammantaget minskar ett adekvat löparsystem defekterna avsevärt.

Överflödessystem

Överströmningssystemet samlar upp överflödig smält metall under injektionsprocessen. På så sätt kan systemet förhindra defekter som orsakas av instängd luft. Observera att detta system kanske inte finns för vissa pressgjutningsformar.

Övriga

Element som bultar och stift håller ihop det gjutna formsystemet. Dessa delar måste vara starka och noggrant bearbetade. Tryckgjutningsmetoden kräver högt tryck, gastryck och värme. Att välja rätt material är avgörande för att hålla dessa delar i gott skick.

Material för gjutform för pressgjutning: Härdat verktygsstål

Härdat verktygsstål är en allmän typ av stål. Det har olika kvaliteter som är lämpliga för specifika användningsområden. Stålets höga hårdhet och hållfasthet kan uppnås genom värmebehandling. Men varför är dessa verktygsstål så populära?

För det första erbjuder de hög slitstyrka. För det andra gör deras seghet dem vanligtvis idealiska för många bearbetningsjobb. För det tredje ger de också stabila dimensioner. Slutligen, och viktigast av allt, kan de motstå extrem värme. Som du vet är den här egenskapen avgörande för pressgjutningsjobb.

Härdat verktygsstål har fem olika grupper. Varje grupp är idealisk för unika tillämpningar.

Kallbearbetande gjutformsmaterial för pressgjutning

Följande fyra kvaliteter är vanligt förekommande vid tillverkning av pressgjutningsformar.

Betyg	Kol	Mangan	Kisel	Krom	Nickel	Molybden	Vanadin
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%

Varmbearbetande gjutformsmaterial för pressgjutning

Som namnet antyder utsätts dessa material för höga temperaturer under gjutningen. De är idealiska för HPDC-gjutformar. Det finns olika kvaliteter: Graderna H1 till H13 är vanligtvis krombaserade legeringar. Å andra sidan är volframlegeringar från H20 till H39, och molybdenbaserade legeringar är från H40 till H59.

Andra typer

Det finns även andra typer av gjutstål för pressgjutning. SKD61, 8407, DIN 1.2343, 2083 och 8418 är anmärkningsvärda. Dessa stål erbjuder specifika egenskaper. Som ni vet har gjutningsmetoder olika typer. Därför varierar materialen också baserat på dessa typer.

Tre vanliga typer av gjutformar för pressgjutning

Vi kan i allmänhet dela in formar i tre typer baserat på antalet håligheter. Denna mångfald uppstår främst på grund av specifika behov. Olika hålrumsdesigner gör det möjligt för gjutformstillverkare att producera delar snabbt.

Typ #1 Enkavitetsformar

Som namnet antyder har dessa gjutformar ett enda hålrum. Med hjälp av dessa formar kan du producera en metalldel per cykel. Människor använder ofta dessa formar för enkla beställningar med låg volym.

Att använda dessa verktyg underlättar konstruktionen, vilket är deras främsta fördel. Utmatningshastigheten är dock långsammare än med flerkavitetsformar.

Typ #2 Multihålighetsborr

Verktyg med flera hålrum har fler hålrum. Med hjälp av dessa verktyg kan du producera flera metalldelar per cykel. Detta innebär att du kan producera fler produkter än verktyg med en enda hålighet. Därför är flerkavitetsformar idealiska för order med hög volym.

Det bästa med dessa formar är att de erbjuder billigare produktionskostnader. De har dock vanligtvis komplexa mönster.

Typ #3 Familjeformar

I verktyg med flera hålrum finns samma hålrumsdesign men flera gånger. Du kan i allmänhet skapa flera metalldelar per cykel. Men i familjeformar är dessa mönster olika. Så i en mening är alla familjeformar multikavitetsformar, men alla multikavitetsformar är inte familjeformar.

Gjutform av aluminium: Marknadstrender

Marknaden för gjutformar i aluminium kommer att växa betydligt under 2024. Enligt Persistence Market Research värderades denna marknad till $301,3 miljoner år 2023. I framtiden förväntas denna sektor växa stadigt med 4,8% varje år. Experter förväntar sig att denna marknad kommer att nå upp till $481,6 miljoner år 2033.

Hur tillverkas gjutformar för pressgjutning?

I föregående avsnitt har vi kortfattat diskuterat olika pressgjutningsmetoder och formar eller verktygstyper. I det här avsnittet kommer vi i allmänhet att fokusera på hur de tillverkas. Du kommer att känna till steg-för-steg-processen i varje pressgjutningsfabrik. Så du kommer att känna till varje steg för att göra formarna när du planerar att göra unika metalldelar. Detta är faktiskt viktigt för tillverkning av anpassade metalldelar.

Steg #1 Utformning av gjutformen

Detta steg är kanske en av de viktigaste aspekterna av processen. Här bestämmer du hur du vill att din metalldel ska se ut och vilka steg som kommer att vara inblandade i tillverkningen av den. Beroende på delens design måste typen av pressgjutningsmetod också väljas korrekt.

Två parametrar är viktiga i det här fallet: en dimensionell analys och ett geometriskt perspektiv. Den dimensionella vyn ger dig information om hur många kaviteter din metalldel har. Vilken av formtyperna enkelkavitet eller flerkavitet eller familjeform krävs? Denna design gör det också enkelt för dig att bestämma gjutningens tryck och volym.

En geometrisk vy som informerar dig om komplikationsnivån för metalldelen och din plan för hur du ska öppna och mata ut den. Det är dock mycket viktigt att notera vilken typ av skiljevägg som används här. Du måste se till att denna avskiljningslinje sammanfaller med formens öppningsriktning.

På samma sätt tar ett pressgjutningsföretag också hänsyn till andra viktiga aspekter under detta steg. Vi kommer kort att diskutera dessa i nästa avsnitt.

Steg #2 Välja material

Pressgjutningsmetoden innebär vanligtvis varierande tryck och temperatur. Därför måste du välja material som är mycket kompatibelt med dessa situationer. I allmänhet använder ingenjörer olika typer av verktygsstål här. I föregående avsnitt har vi diskuterat dessa verktygsstål i detalj.

Steg #3 Bearbetning av gjutformen

När din design och dina material är klara måste du planera hur du ska forma den gjutna formen. I det här fallet spelar olika bearbetningsmetoder en avgörande roll. Ingenjörer föredrar CNC-maskiner för att göra gjutformar.

Som du vet erbjuder CNC-bearbetning exceptionell precision. Du kan tekniskt uppnå toleranser på upp till 0,01 mm. Du har alternativ som CNC-fräsning, borrning, svarvning, borrning och mer.

Steg #4 Värmebehandling

Olika värmebehandlingar är mycket viktiga vid gjutning av pressgjutningsformar. Detta steg förbättrar avsevärt de bearbetade delarnas styrka och hållbarhet. Dessutom gör processen formen mer motståndskraftig mot slitage.

Vanliga värmebehandlingsmetoder är kylning, anlöpning, glödgning och avspänning. Dessa metoder säkerställer vanligtvis att den gjutna formen fungerar bra under pressgjutning.

Steg #5 Efterbehandling

Efter värmebehandlingen behöver den nya gjutformen en del finputsning. Dessa steg är avgörande för att säkerställa släta ytor och exakta dimensioner.

Efterbehandlingstekniker kan inkludera polering, slipning och sandblästring. Huvudsyftet med alla dessa tekniker är att ge pressgjutningsformdelarna mjukare och bättre texturer. Som ett resultat kan de uppnå höga toleranser.

Steg #6 Montering vid behov

Det finns tillfällen då du kan behöva göra pressgjutna formdelar separat. När det finns många delar måste monteringen alltid göras noggrant. Gjutformsfabriken kontrollerar alltid för att säkerställa att monteringen är korrekt uppradad.

Steg #7-testning

När alla steg ovan är klara testar gjutformstillverkarna dessa formar i laboratoriet. De kör tester för att säkerställa att formen är i gott skick och fungerar korrekt. Dessa tester berättar att formarna är av hög kvalitet.

Viktiga steg i utformningen av gjutformar för pressgjutning

Som nämnts i den sista delen beaktas flera nyckelfaktorer vid utformningen av en gjutform. Detta avsnitt kommer huvudsakligen att diskutera dessa och upptäcka varför de är avgörande för tillverkning av gjutformar.

Verklig delkonstruktion

Innan pressgjutningsformen tillverkas skapar ingenjörerna själva delen. För detta jobb använder de olika 2D- och 3D-ritningsprogram. I de flesta pressgjutningsfabriker använder grafiska formgivare vanligtvis SolidWorks eller AutoCAD.

Under visuell testning behöver du 2D-modeller. Ingenjörer använder denna ritning för att kontrollera storlekarna efter varje produktionssteg. En väldesignad del ger resultat av hög kvalitet. Så när du arbetar med en tillverkare, se till att de har dessa planer innan de börjar tillverka produkten.

Gjutning Formsprutning Typ

Detta är en mycket viktig faktor när man gör en gjutform för pressgjutning. Vanligtvis förändras kvaliteten, styrkan och finishen på den färdiga delen.

Baserat på denna injektion finns det sex olika typer: HPDC, LPDC, vakuum, med mera.

När du utformar injektionstypen måste du ta hänsyn till flera faktorer. För det första, vilken typ av metall arbetar du med? För det andra, har du tagit hänsyn till skiljelinjer, geometriska vyer och designdetaljer? För det tredje, vilken är din förväntade produktionshastighet?

När du använder rätt injektionstyp kommer formen alltid att fyllas ordentligt och gjutfel blir mindre vanliga. Rätt val minskar också cykeltiden med en stor mängd. I allmänhet kan du få mycket bra resultat.

Design av grindar och löpare

Grinden och löparen kanaliserar smält metall in i pressgjutningsformen och kontrollerar vanligtvis vätskans flöde. Korrekt design säkerställer smidig och effektiv fyllning och minskar olika typer av gjutfel.

Tänk på storlek, placering och form när du utformar en grind och en löpare. Grinden måste placeras på rätt ställe för att minimera turbulensen.

Basdesign för gjutformar för pressgjutning

Formbasen stöder och justerar vanligtvis alla formdelar. När du konstruerar ska du se till att du har skapat en robust konstruktion. Det ger systemets övergripande stabilitet.

Du bör överväga materialet och temperaturen här. Formbasen måste tåla högt tryck och hög temperatur. Du bör också kontrollera att inriktningen och passformen är korrekt.

Kylningssystem

Kylsystemet hjälper gjutformen att stelna den smälta metallen. Ett korrekt kylsystem förbättrar vanligtvis produktionshastigheten och detaljkvaliteten. Olämplig kylning kan dock orsaka olika gjutdefekter. Se därför till att ha ett lämpligt kylsystem när du konstruerar en form.

Det finns olika typer av kylsystem. Ofta använder man vattenledningar och kylinsatser. Kylpluggar är bra för platser som behöver kylas ner snabbt. När du utformar ett kylsystem för en gjutform ska du försöka balansera värmen över hela gjutformen.

Ventilations- och utskjutningssystem

Ventilations- och utmatningssystemet avlägsnar huvudsakligen instängd luft från formen. Den instängda luften kan antingen skapas av formen eller finnas där före injektionen.

När du utformar en form ska du placera ventilationsöppningarna på höga punkter. I det här fallet kan du använda tunna ventiler för att undvika blixt. Placera också utmatningsstiften på rätt ställe för att förhindra skador.

Observera att effektiva avluftnings- och utmatningssystem vanligtvis förbättrar detaljkvaliteten. Sammantaget minskar cykeltiderna och produktionseffektiviteten.

Simulering

När du har tagit hänsyn till alla faktorer ovan visar simuleringen exakt vad du har konstruerat. Simuleringar kan hjälpa dig att hitta brister och problem med metallflödet. Gjutformstillverkare använder vanligtvis programvara som MAGMASOFT, ProCAST och Flow-3D.

Vanliga frågor och svar

Vilka metaller används vid pressgjutning?

Vid pressgjutning är de vanliga metallerna aluminium, zink, magnesium, bly, tenn och koppar. Dessa metaller är populära på grund av deras låga smältpunkt. Dessutom erbjuder de också utmärkta gjutningsegenskaper, styrka och hållbarhet. Bland alla dessa metaller är aluminium den mest populära. Den är lätt och har ett utmärkt förhållande mellan styrka och vikt.

Är 4140 ett verktygsstål?

Ja, LSS 4140-stål är en typ av verktygsstål. Denna legering har utmärkt hårdhet, hållfasthet och slitstyrka. Det är ett utmärkt verktygsstål för de flesta bearbetningsjobb. Mer specifikt kan du hitta dess användning i olika roterande komponenter. Till exempel är axlar, drivaxlar, kugghjul och spindlar anmärkningsvärda.

Vilken typ av stål används för pressgjutning?

Stålsorten varierar huvudsakligen beroende på vilken typ av pressgjutningsmetod som används. För HPDC-gjutformar är verktygsstål i H-serien allmänt utbredda. Å andra sidan, för LPDC eller kallbearbetningsjobb, är O-, A- och D-serien av stålverktyg kända. Vissa specialkvaliteter finns också, som SKD61, 8407 och 8418.

Sammanfattning

Pressgjutning är avgörande för att tillverka många komplexa metalldelar. Du kan skapa pressgjutningsdelar genom olika metoder. HPDC och LPDC är de två vanligaste metoderna du kommer att använda i ett gjutformsföretag.

Gjutform har tre typer: enkelhålighet, flerhålighet och familjeformar. Varje typ är lämplig för specifika produktionskrav.

Sincere Tech är en av topp 10 tillverkare av mögel i Kina som erbjuder plastinsprutningsform, gjutform. Denna formfabrik erbjuder ett brett utbud av plastform- och pressgjutningstjänster. Deras kundtjänst är också mycket snabb. Känn dig fri att kontakta oss.