Dodavatel tlakového lití: Proces, aplikace a klíčové aspekty

Jedná se o jeden z nejrozšířenějších postupů výroby kovů, který je vysoce efektivní: vyrábí vysoce přesné, odolné a složité komponenty pro mnoho průmyslových odvětví. Vstřikuje roztavený kov, například hliník, zinek nebo hořčík, do ocelové formy (matrice) pod velmi vysokým tlakem. Zajišťuje rovnoměrnost, vnitřní pevnost a rozbíjející povrchovou úpravu, takže je správnou volbou pro použití v automobilovém průmyslu, leteckém a kosmickém průmyslu, elektronice, zdravotnickém vybavení i spotřebním zboží. Dodavatel tlakového lití je velmi důležitou společností pro výrobu vysoce kvalitních dílů, které splňují požadavky průmyslu. Jedná se o dodavatele, kteří se podílejí zejména na navrhování, výrobě a dokončování součástí nebo dílů využívajících kov s přísnými tolerancemi a složitou geometrií. Na výběru správného dodavatele velmi záleží pro úspěch každého projektu tlakového lití, protože dobrý dodavatel by měl mít odpovídající odborné znalosti, nejmodernější technologie a historii úspěšných dodávek přesných a levných dílů.
Tlakové lití je efektivní při hromadné výrobě a umožňuje vyrábět lehké, ale pevné díly, a proto poptávka po tlakovém lití celosvětově roste. Příkladem může být snížení hmotnosti vozidla a zvýšení palivové účinnosti díky použití hliníkových a hořčíkových součástek litých pod tlakem v automobilovém průmyslu. Stejně tak elektronický průmysl využívá tlakové lití k výrobě chladičů, krytů a konstrukčních dílů, které jsou náchylné k vysoké odolnosti a elektrické vodivosti. Při hledání dodavatele tlakového lití je třeba zvážit nejen výrobní schopnosti, ale především jeho proces kontroly kvality, odborné znalosti materiálů a vše, co může být ponecháno na dodavateli, jako je obrábění, povrchová úprava a dokončovací práce. To zajišťuje dobře zavedený dodavatel, tedy zkrácení dodacích lhůt, minimální výskyt vad a nákladově efektivní výroba. 

V tomto článku je proces tlakového lití, použité materiály, aplikace, výhody a důležité aspekty výběru dodavatele tlakového lití. Kovové díly potřebné pro průmyslové aplikace vyžadují vysoký výkon a spolehlivý dodavatel splňuje toto kritérium jak pro malosériovou, tak pro velkosériovou výrobu.

Proces tlakového lití: Průvodce krok za krokem

1. Příprava formy

Příprava formy (matrice) a její konstrukce jsou úvodním krokem tohoto procesu. Dvoudílné ocelové zápustky se skládají ze stacionární krycí části zápustky a pohyblivé vyhazovací části zápustky. Použité mazání napomáhá hladkému proudění kovového materiálu ve formě a zároveň zabraňuje ulpívání materiálu.

2. Vstřikování roztaveného kovu

Vybrané kovy hliník a zinek spolu s hořčíkem se taví za vysokých teplot. Díky vysokému tlaku mezi 1 500 a 25 000 psi se roztavený kov dostane do dutiny formy. Vysokým vstřikovacím tlakem vznikají přesné i rovnoměrné díly s nízkou úrovní vad.

3. Chlazení a tuhnutí

Během tohoto procesu se roztavený kov rychle dostává do pevné formy, když se díly formují do určeného tvaru. Díky rychlému ochlazení dosahují součásti vynikajících vysokopevnostních vlastností.

4. Vysunutí dílu

Po ztuhnutí kovu se forma otevře a vyhazovací kolíky vyjmou hotový díl z komory. Jeden cyklus formy končí jejím uzavřením před zahájením dalšího kola výroby.

5. Ořezávání a dokončování

Obráběči odstraní z dílu všechny nežádoucí zbytky, včetně otřepů a roztečí i běhounů. Součást vyžaduje další dokončovací práce, které zahrnují pískování spolu s práškovým lakováním a eloxováním, aby se dosáhlo vynikajícího vzhledu a funkčnosti.

Rozdíly mezi tlakovým litím za tepla a za studena

Proces tlakového lití probíhá buď ve formě tlakového lití v horké komoře, nebo ve formě tlakového lití ve studené komoře. Hlavní rozdíl spočívá ve způsobu zpracování roztaveného kovu před vstřikováním do formy při těchto dvou technikách. Obě metody se liší specifickou pevností spolu s omezeními, díky nimž jsou vhodné pro konkrétní materiály a výrobní potřeby. Následující část obsahuje podrobné srovnání systémů tlakového lití v horké komoře a systémů tlakového lití ve studené komoře.

1. Přehled procesů

Tlakové lití za tepla

- Vyžaduje vestavěnou pec, která udržuje kov v roztaveném stavu.

- Vstřikovací systém je ponořen do roztaveného kovu, nasává jej prostřednictvím vstřikovacího centra a přivádí jej do dutiny formy.

- Proces je rychlejší, protože není třeba dopravovat kov z nezávislé tavicí stanice jako u jiných procesů.

Tlakové lití za studena

- Využívá externí pec k zahřátí kovu, aby došlo k požadované změně jeho stavu.

- Roztavený kov se buď ručně, nebo automaticky vlévá do vstřikovacího systému a poté se vstřikuje do formy.

- Tento proces je pomalejší než proces v horké komoře, protože další krok přenosu roztaveného kovu vyžaduje čas.

2. Vhodné kovy

Tlakové lití za tepla

- Stejně jako kovy, které se pod touto teplotou taví, např. ty, které nejsou vhodné k erozi vstřikovacího systému.

- Mezi běžné suroviny patří: zinek, hořčík, olovo a cín.

Tlakové lití za studena

- Používá se při práci s kovy s vysokým bodem tání, které mají tendenci deformovat systém horké komory.

- Běžné materiály: slitiny hliníku, mosazi, mědi a hořčíku.

3. Rychlost výroby

Tlakové lití za tepla

- Vyšší rychlost operací se obvykle pohybuje mezi 5 až 15 operačními cykly za minutu.

- Přímý přísun kovu pomáhá vyhnout se při výrobě výrobku procesu naběračky.

Tlakové lití za studena

- Mezi nevýhody patří pomalá doba cyklu z důvodu ručního nebo plně automatizovaného přenosu kovu.

- U některých slitin může proces ochlazování a tuhnutí v tomto případě trvat déle.

4. Trvanlivost zařízení

Tlakové lití za tepla

- Systém ponorného vstřikování má krátkou životnost, protože pracuje s kovy s nízkým bodem tání.

- Delší životnost zařízení při správné údržbě.

Tlakové lití za studena

- Opotřebení se zvyšuje s nárůstem vysokých teplot, zejména v případě slitin hliníku a mědi.

- Nábytek a vybavení mohou mít kratší životnost, a proto mohou vyžadovat neustálou výměnu a údržbu.

5. Náklady a efektivita

Tlakové lití za tepla

- Vysoká produkce, protože doba potřebná k dokončení výrobního cyklu je krátká.

- Nižší provozní náklady díky integrované manipulaci s kovy.

Tlakové lití za studena

- Zvýšené náklady na energii v důsledku nutnosti provozovat externí pece a provádět další přesuny materiálu.

- Použitelné pro komponenty velkých rozměrů/objemů, které musí být složeny z pevnosti a okolností.

6. Aplikace

Aplikace tlakového lití za tepla

- Protože jsou tyto díly velmi malé, musí být velmi přesné.

- Automobilové díly, jako jsou karburátorové topinky a součásti malých motorů.

- Spotřební elektronika, jako jsou pouzdra fotoaparátů a rámečky mobilních telefonů.

Hardware a opravy, jako jsou zámky, kliky, matice, šrouby a další bytové doplňky.

Aplikace tlakového lití za studena

- Kování, stejně jako těžké díly a díly zařízení vyžadují pevnost v tahu.

- Skříně automobilových převodovek, bloky a skříně motorů.

- Součástky vyrobené z hliníku nebo mosazi v leteckém průmyslu.

- Díly pro průmyslová zařízení a těžké stroje.

Volba mezi tlakovým litím za tepla a za studena

Proto se tlakové lití v horké i studené komoře vybírá podle typu použitého kovu, množství výroby, složitosti dílu a cenového faktoru. Horké komorové tlakové lití je nejvhodnější pro výrobu zinku a hořčíku, které vyžadují rychlou a velkoobjemovou výrobu, zatímco studené komorové tlakové lití je vhodné pro kovy, jako je hliník a měď, které jsou pevné a odolné vůči teplu. Je důležité spolupracovat se zkušeným dodavatelem tlakového lití, který vám doporučí správnou metodu tlakového lití v závislosti na projektu, který máte před sebou.

Materiály používané při tlakovém lití a jejich výhody

Tyto kovy souvisejí s procesem tlakového lití v tom smyslu, že tento proces je velmi univerzální a využívá několik kovů, které mají širokou škálu výhod v závislosti na typu kovu pro danou aplikaci. Mezi významné typy kovů používané při tlakovém lití patří hliník, zinek, hořčík, měď a mosaz nebo mosaz. Mezi faktory, které ovlivňují výběr kovu, patří hmotnostní vlastnosti, pevnost, odolnost proti korozi a tepelná vodivost. Níže je uveden seznam následujících kovů a jejich výhod používaných při tlakovém lití.

1. Tlakové lití hliníku

Výhody:

- Je lehký a zároveň má vysokou pevnost - to znamená, že je ideální pro použití tam, kde se vyrábějí například automobily nebo raketoplány.

- Hliník může přirozeně vytvářet vrstvu oxidu, která ho chrání před korozí.

- Vysoká tepelná a elektrická vodivost - Vhodné pro elektronické součástky a chladiče.

- Hliník vykazuje vynikající zpracovatelnost spolu s vysoce kvalitními povrchovými úpravami, které umožňují jodizaci nebo nanášení barev a práškových nátěrů, což přináší estetické výhody i výhody v oblasti trvanlivosti.

- Tento materiál se ukázal jako udržitelný, protože hliník si udržuje pozici jednoho z nejvíce recyklovaných kovů.

Aplikace:

- Bloky automobilových motorů, skříně převodovek a konstrukční součásti.

- Mezi součásti pro letecké aplikace patří držáky a kryty, zatímco seznam použitelných dílů doplňují vnitřní části.

- Do této kategorie patří obaly notebooků, rámy smartphonů a další zařízení spotřební elektroniky.

- Průmyslové stroje a komponenty HVAC.

2. Tlakové lití zinku

Výhody:

- Tento materiál vykazuje vynikající pevnost a odolnost, protože při použití v náročných aplikacích překonává hliník v odolnosti proti nárazům.

- Výrobek vyžaduje méně energie na tavení díky nižšímu teplotnímu prahu, což vede ke snížení výrobních nákladů.

- Dobrá rozměrová stabilita a přesnost - lze vyrábět malé díly s malými tolerancemi.

- Vynikající odolnost proti korozi - ideální pro venkovní použití a použití v náročných podmínkách.

- Vysokorychlostní výroba - má obrovskou rychlost odlévání, a proto je vhodná pro hromadnou výrobu.

Aplikace:

- Elektrické komponenty a konektory.

- Její aplikace zahrnují automobilové komponenty, jako jsou zámky, převodovky a palivové systémy.

- Spotřební výrobky, jako jsou kliky, závěsy a kryty.

- Tento kov se ve zpracovatelském průmyslu používá k výrobě pevných a odolných prvků průmyslových systémů.

3. Tlakové lití hořčíku

Výhody:

- Nejlehčí konstrukční kov - o 33% lehčí hliník a o 75% lehčí než ocel.

- Poměr houževnatosti a hmotnosti dosahuje vynikající úrovně, což zajišťuje vynikající výkonnost materiálu při minimální hmotnosti.

- Dobré elektromagnetické stínicí vlastnosti - používá se v elektronice a komunikačních zařízeních.

- Tvarování složitých konstrukcí s tímto materiálem je možné díky jeho vynikajícím vlastnostem při obrábění.

- Výroba litých dílů slouží jako ekologická alternativa k oceli a hliníku, protože jsou recyklovatelné a udržitelné, čímž snižují emise uhlíku v leteckém a automobilovém průmyslu.

Aplikace:

- Některé kategorie výrobků zahrnují automobilové díly, jako jsou volanty, držáky a rámy sedadel.

- Automobilové komponenty jako snížení hmotnosti je vždy žádoucí automobilů.

- Výrobky pro volný čas, například rámy notebooků a konstrukční rámy bezpilotních letounů, jiné situace, které vyžadují použití lehkých a pevných konstrukcí, jako jsou lékařské přístroje.

4. Tlakové lití mědi a mosazi

Výhody:

- Dobrá vodivost elektřiny i tepla - Muse používá elektricky vodivé aplikace včetně mědi.

- Tvrdost - zatímco čisté kovy jsou měkké pro tvarování a vyztužení, existují varianty kovů, které jsou tvrdší než většina ostatních výrobků na trhu, jako je tomu u mosazi.

- Odolnost proti opotřebení a korozi - slitiny mědi nejsou tak měkké jako hliník a zinek, a proto jsou odolnější proti oděru a korozi.

- Vynikající odolnost proti opotřebení - ideální pro průmyslové a mechanické aplikace.

Aplikace:

- Elektrické komponenty, jako jsou konektory, svorky a desky plošných spojů.

- Instalatérské a námořní armatury díky své odolnosti proti erozi.

- Průmyslové stroje a nástroje.

- Výměníky tepla a součásti HVAC.

Aplikace tlakového lití

1. Automobilový průmysl: Mezi výrobky používané při tlakovém lití patří bloky motorů, skříně převodovek, kola, držáky a konstrukční díly. Snižuje hmotnost vozu, ale zároveň zvyšuje jeho tuhost, čímž se zvyšuje úspora paliva.

2. Elektronický průmysl: Používá se při výrobě chytrých telefonů, krytů notebooků, chladičů a konektorů. Zaručuje také jemné, trvalé a teplo zadržující díly.

3. Letectví a obrana: Odlitky lze použít při konstrukci leteckých motorů, bezpilotních letounů, ve vojenství apod. Použitím slitin hliníku a hořčíku vznikají lehké díly, které snižují celkovou hmotnost letadla.

4. Zdravotnické vybavení: Tyto materiály se používají při výrobě chirurgických nástrojů, součástí přístrojů pro magnetickou rezonanci a diagnostických přístrojů - odlévané díly přinášejí přesnost, trvanlivost a navíc jsou tyto díly vybaveny vlastnostmi biologické kompatibility.

5. Spotřební zboží a spotřebiče: Mezi výrobky, které se vyrábějí tlakovým litím, patří kliky dveří, zámky, držáky fotoaparátů a držáky elektrického nářadí. Specifickou podmínkou, kterou naše výrobky mají, je vysoká odolnost, složité vzory a jemné povrchy.

Výhody tlakového lití

- Vysoká přesnost a složité tvary - Vyrábí složité díly s vysokou tolerancí.

- Vysoká efektivita výroby - Vhodné pro hromadnou výrobu s opakovatelnou přesností.

- Tlakově lité díly jsou také pevnější než plastové a lisované kovové díly.

- Vynikající povrchová úprava - vyžaduje minimální dodatečné zpracování nebo dodatečné obrábění.

- Cenově výhodné pro velké série - nižší náklady na jednotku pro velkosériovou výrobu.

Jak vybrat nejlepšího dodavatele tlakového lití

1. Zkušenosti a pověst v oboru

Hledejte dodavatele s dlouholetými zkušenostmi v oblasti tlakového lití. Podívejte se na jejich minulé projekty, hodnocení klientů minulých projektů a případové studie z minulosti.

2. Výrobní kapacity

Ujistěte se také, že poskytují jak studenou, tak horkou komoru pro tlakové lití. Měli by být schopni prokázat schopnost zpracovávat složité geometrie a přísné tolerance.

3. Kontrola kvality a certifikace

Je dobré se zajímat o certifikace ISO 9001, IATF 16949 (automobilový průmysl) a AS9100 (letecký průmysl): Zjistěte si, jak probíhají rentgenové kontroly, zkoušky souřadnicovým měřicím strojem, tlakové zkoušky atd. pro zajištění kvality.

4. Odbornost v oblasti materiálů

Vaši dodavatelé by měli být spolehliví i v případě slitin, jako je hliník, zinek a hořčík. Zkontrolujte, zda používají kvalitní suroviny, aby nedocházelo k závadám.

5. Služby v oblasti konstrukce nástrojů a forem

Vybírat dodavatele, kteří mají vlastní návrh forem a výrobu prototypů. O delší životnosti forem a nižších nákladech z dlouhodobého hlediska rozhoduje dobrá kvalita nástrojů.

6. Škálovatelnost a výrobní kapacita

V neposlední řadě je důležité vybrat si dodavatele, který dokáže vyrábět ve velkém měřítku, pokud budete potřebovat velkoobjemové dodávky. Zjistěte si, zda v zájmu efektivity využívá automatické odlévací stroje.

7. Sekundární procesy a dokončovací práce

Další hledání, které byste měli provést, je najít dodavatele, kteří poskytují také obrábění, práškové lakování, eloxování a leštění.Dodavatel kompletních služeb zkracuje dodací lhůty a náklady.

Sekundární operace a dokončovací služby poskytované dodavateli

Tlakové lití tedy není jen výroba kovových dílů. Téměř každý dodavatel odlitků poskytuje svým zákazníkům další služby, které mohou zlepšit výkonové vlastnosti, životnost a vzhled odlitků. Všechny tyto efekty mají za následek další procesy pro zajištění splnění specifických průmyslových norem a také zvýšení výkonnosti konečného výrobku. Níže uvádíme některé z mnoha sekundárních operací a dokončovacích služeb, které nabízejí společnosti zabývající se tlakovým litím.

1. Obráběcí operace

Z výše uvedeného postupu je zřejmé, že některé díly odlévané pod tlakem vyžadují konečnou úpravu podle určitých tolerancí. Tyto operace pomáhají zmenšit velikost odlévaných dílů a zlepšit jejich tvar pro použití.

- CNC obrábění - počítače řídí stroje, které provádějí řezání, vrtání nebo tvarování odlitků s vysokou přesností.

- Frézování a soustružení - operace, která převažuje nad úběrem materiálu, aby bylo možné dosáhnout hladkého povrchu.

- Vrtání a závitování - proces vytváření otvorů nebo závitů pro upevnění určité součásti s jinou.

- Broušení a leštění - pomáhá dosáhnout jemné povrchové úpravy a těsných tolerancí.

2. Povrchová úprava a nátěr

Při tlakovém lití se součásti následně povrchově upravují, aby se změnila jejich povrchová úprava, která je odolná proti korozi nebo má lepší mechanické vlastnosti.

- Práškové lakování - Označuje typ nátěrové techniky, která nevyžaduje žádná rozpouštědla, přičemž povrchová úprava vytváří silný povlak, který je odolný vůči korozi a přilnavý k povrchu.

- Eloxování - proces, který se obvykle používá u hliníkových dílů, zvyšuje ochranu proti korozi a umožňuje menší zabarvení dílu.

- Galvanické pokovení (chrom, nikl, zinek nebo měď) - zvyšuje životnost materiálu a jeho odolnost proti oděru a korozi.

- Nátěry a tekuté nátěry - Zlepšují estetický vzhled, dodávají barvu nebo zlepšují schopnost chránit před několika vlivy.

- Chemická pasivace - Jedná se o další metodu, která pomáhá zvýšit ochranu proti korozi mimo jiné hliníku a zinku.

3. Tepelné zpracování

Tepelné zpracování mění některé fyzikální vlastnosti tlakově litých dílů; zpevňuje je, kalí nebo činí tvárnějšími, aby splňovaly určitá očekávání.

- Žíhání - pomáhá snižovat vnitřní napětí v kovu a také zvyšuje stupeň tažnosti.

- Tepelné zpracování a stárnutí v peci - používá se při zpevňování hliníkových odlitků.

- Kalení a temperování - zvyšuje odolnost proti křehkému lomu a maximalizuje tvrdost materiálu, který má být použit v oblastech s vysokým namáháním.

4. Montážní a integrační služby   

Společnosti zabývající se bočním odléváním nabízejí montážní služby, které jim umožňují nabízet hotové komponenty připravené k použití.

- Montáž lisováním - Vkládání součástí, jako jsou pouzdra, ložiska nebo spojovací prvky, do odlitků.

- Svařování a pájení - Jedná se o další proces bezpečného spojování několika kovových dílů.

- Nýtování a upevňování - jedná se o proces, při kterém se používá jiné upevnění zpevňující konstrukci vozu.

- Aplikace tmelu - zvyšuje odolnost proti vlhkosti a vlivům prostředí.

5. Odjehlování a odlehčování

Některé odlitky mohou být přebytečným materiálem, který se obvykle označuje jako otřepy nebo otřepy a který je třeba dále zušlechtit, aby bylo možné stroj správně provozovat.

- Vibrační dokončování - zahrnuje použití brusných materiálů, které pomáhají při odstraňování otřepů a leštění povrchů.

- Tryskání nebo pískování - Odstraňuje jakýkoli typ slévárenského pláště a zdrsňuje povrch.

- Ruční odstraňování otřepů - nejzákladnější a nejjednodušší proces, při kterém se provádí dokončovací proces k odstranění veškerého nežádoucího materiálu.

6. Vlastní značení a gravírování

Výrobky, zejména ve výrobních podnicích, je třeba často označovat, opatřovat značkou nebo sledovat pro určité účely, například pro zajištění kvality.

- Laserové gravírování - technika označování různých sériových čísel, čárových kódů nebo loga s větší přesností.

- Ražení nebo jiné procesy - Identifikuje trvalé značky na místech na kovu.

Proč jsou sekundární operace důležité

Tyto služby jsou následující: dokončovací služby mají za úkol zajistit, aby vyrobené tlakové odlitky měly správnou velikost, tvar a kvalitu nebo odpovídaly normě stanovené na trhu. V automobilovém, leteckém a kosmickém průmyslu, elektronice i ve spotřebním zboží zvyšují sekundární operace odolnost, vzhled a užitné vlastnosti výrobku a zároveň snižují náklady na montáž. Integrace služeb následného zpracování od dodavatele tlakového lití je tedy způsob spolupráce se společností, která zaručuje efektivitu a kvalitu konečného výrobku.

Budoucí trendy v tlakovém lití

1. Ekologické a udržitelné tlakové lití

 Hliník a zinek se záměrně používají k výrobě, aby se recyklovaly. Některé detaily přinášejí vyšší účinnost a udržitelnost odlévacích strojů.

2. Lehké kovové součásti

Trendem je používání hořčíkových odlitků pod tlakem, zejména v automobilovém a leteckém průmyslu. Lehkost v tomto smyslu znamená snížení hmotnosti vozidel, protože zvyšuje spotřebu paliva i emise.

3. Inteligentní výroba a automatizace

Automatizace tlakového lití s využitím umělé inteligence pro zvýšení kvality a snížení počtu vad. Díky integraci internetu věcí lze výrobu okamžitě sledovat v reálném čase.

4. 3D tisk a rychlé prototypování

Pokrok v používání materiálů, zejména kovů, k tisku forem umožnil růst rychlejší výroby nástrojů a forem. To znamená, že společnost bude schopna přicházet s novými výrobky pro trh v kratším časovém cyklu.

Závěr

Dodavatel tlakových odlitků dodává přesné a standardní kovové díly pro automobilový, letecký a kosmický průmysl, elektroniku, zdravotnictví a další odvětví zabývající se výrobou. Mezi pilíře pro výběr správného dodavatele patří zkušenosti dodavatele, kvalita, odbornost materiálu, schopnost dodavatele rozšiřovat své služby a také sekundární služby, které dodavatel nabízí.
Tlakové lití je odvětví, které se přizpůsobuje změnám díky automatizaci, udržitelnosti a lehkým materiálům, které přináší technologie. Proto je pro malosériovou i hromadnou výrobu důležité najít spolehlivého dodavatele, který dodá kovové díly za rozumnou cenu a ve vysoké kvalitě.