La fusione dei metalli è estremamente importante nella produzione moderna. Sta tecnicamente plasmando il mondo intero. Come sapete, con questo metodo è possibile creare un'ampia gamma di parti metalliche. La pressofusione ad alta pressione è uno dei metodi di fusione dei metalli più diffusi.

Un tipico metodo di fusione dei metalli versa il metallo fuso in uno stampo per creare forme complesse e precise. Ogni industria ha bisogno di questi pezzi fusi per molte applicazioni. Possono servire per il supporto strutturale o per i loro prodotti principali.

Uno dei metodi più diffusi per modellare il metallo è la pressofusione e la pressofusione ad alta pressione è uno dei metodi più comuni. Questo metodo è l'argomento principale di questo articolo. Verranno illustrate le modalità di produzione, i vantaggi e le modalità di utilizzo. Scoprirete inoltre le differenze tra HPDC e LPDC.

Panoramica della pressofusione ad alta pressione (HPDC)

HPDC è l'acronimo di High-Pressure Die Casting (pressofusione ad alta pressione). Come suggerisce il nome, questo metodo di fusione dei metalli richiede un'alta pressione. La pressofusione HPDC è adatta alla produzione di molti pezzi metallici con tolleranze elevate.

Nella pressofusione HPDC, il metallo fuso viene iniettato in uno stampo o matrice di acciaio ad alta velocità e pressione. Di conseguenza, è possibile creare centinaia di pezzi di fusione in meno tempo. La pressione è necessaria per garantire che il metallo fuso riempia le caratteristiche dettagliate dello stampo. Per questo motivo, la pressofusione ad alta pressione è adatta alla produzione di grandi volumi.

Una macchina per la pressofusione ad alta pressione è costituita da diversi componenti primari. Tutti sono molto importanti per il sistema. Tuttavia, è possibile trovare anche altri componenti. Tuttavia, queste quattro parti sono le più importanti nel processo di pressofusione ad alta pressione. Di solito sono loro a decidere la qualità finale dei pezzi fusi.

Stampi per pressofusione

Gli stampi per pressofusione, o matrici, sono parti della macchina per la pressofusione ad alta pressione che generalmente determinano la forma finale. Hanno due metà principali: una fissa e una mobile. Di solito sono realizzati in acciaio ad alta resistenza. La realizzazione di questi stampi di pressofusione HPDC è chiamata attrezzaggio per la pressofusione ad alta pressione. Si noti che l'utensileria HPDC è fondamentale per ottenere la migliore qualità della colata di metallo.

Perni di espulsione

I perni di espulsione sono un altro componente importante dello stampo di pressofusione ad alta pressione. Facilitano la rimozione del getto solidificato dallo stampo. Questi perni si trovano all'interno della metà mobile dello stampo. Una volta che la colata di metallo si è raffreddata e solidificata, è possibile azionare questi perni per rimuoverla. Il loro ruolo è fondamentale nel ciclo di produzione.

Macchina per la pressofusione a camera fredda

La macchina per la pressofusione a camera fredda è uno dei macchinari più importanti che dispone di un sistema di iniezione, di un sistema di pressatura, di un sistema di espulsione e così via.

Componenti di riscaldamento

I componenti di riscaldamento possono includere forni ed elementi riscaldanti. In genere non fondono il metallo, ma mantengono costante la temperatura. L'obiettivo principale di questa parte della macchina per la pressofusione ad alta pressione è garantire che il metallo sia in forma liquida. Si noti che un riscaldamento costante è fondamentale per la qualità e la consistenza dei getti finali.

Come funziona la pressofusione ad alta pressione?

In generale, la pressofusione ad alta pressione si svolge in cinque fasi. Ogni fase è fondamentale per la qualità finale dei getti. Pertanto, quando si avvia un processo di pressofusione, è necessario ispezionare sempre il dispositivo. Verificare la presenza di eventuali difetti o viti allentate. Regolare sempre il dispositivo sulle sue impostazioni ottimali. Controllare se il sistema di raffreddamento funziona correttamente o meno.

Dopo aver controllato correttamente il dispositivo, è possibile procedere al processo primario di pressofusione ad alta pressione. Indossare sempre dispositivi di sicurezza, come guanti, abiti e occhiali.

Fase #1 Preparazione dello stampo per pressofusione

È possibile preparare lo stampo per pressofusione ad alta pressione in due fasi principali. In primo luogo, se è già stato realizzato, prima di utilizzarlo è necessario verificare che non ci siano difetti o contaminazioni. In secondo luogo, la progettazione dello stampo è necessaria per i prodotti personalizzati.

La progettazione di uno stampo per pressofusione prevede diverse fasi. Innanzitutto, è possibile disegnare il progetto utilizzando software 3D come SolidWorks, AutoCAD e altri. Durante la progettazione, assicurarsi di aver organizzato correttamente la guida del cancello e la base dello stampo. Anche il sistema di raffreddamento è una parte fondamentale del processo di progettazione. Infine, controllate il sistema di sfiato e di espulsione.

Una volta terminata la progettazione, procedere con l'analisi del progetto. È possibile verificarne la funzionalità con vari software di simulazione. Dopo i test e i controlli di qualità, è possibile utilizzare gli stampi per la pressofusione per la produzione finale.

Fase #2 Iniezione di metallo fuso

In questo processo di colata HPDC, la macchina inietta il metallo fuso nella cavità dello stampo. A differenza di altri metodi, la colata ad alta pressione utilizza una pressione e una velocità elevate per questo lavoro, motivo per cui viene chiamata colata in stampo ad alta pressione.

Innanzitutto, si collegano saldamente le due metà dello stampo di pressofusione. Quindi, premendo un pulsante, la macchina HPDC spinge il metallo fuso nella camera. Questa pressione assicura che il metallo fuso riempia l'intera cavità. Una volta terminata l'iniezione, il metallo fuso viene lasciato raffreddare e solidificare.

Il sistema di pressofusione HPDC utilizza due metodi di iniezione principali. È possibile scegliere il metodo corretto per il lavoro in base alle esigenze del progetto.

Iniezione a camera calda

Quando il meccanismo di iniezione è immerso nel serbatoio del metallo fuso, si parla di iniezione a camera calda. Quando lo stantuffo si muove, attira il metallo fuso nella camera e lo inietta nella cavità dello stampo. Questo tipo di iniezione è adatto ai metalli con basso punto di fusione. Spesso questo tipo di iniezione macchina per la pressofusione a camera calda si utilizzano leghe di zinco e magnesio.

Iniezione a camera fredda

L'iniezione a camera fredda, invece, utilizza un forno di fusione separato. È possibile versare il metallo fuso utilizzando un sistema manuale o automatico. Nella produzione, il sistema automatico è generalmente azionato da uno stantuffo idraulico. Esso forza il metallo fuso a inserirsi nella cavità dello stampo. L'iniezione in camera fredda è una tecnica comune per la colata di alluminio HPDC.

Fase #3 Raffreddamento e solidificazione

Dopo l'iniezione, il metallo fuso si raffredda rapidamente nella cavità dello stampo. Alcune fabbriche, come CNM TECH, utilizzano un raffreddamento controllato. Durante questo periodo, è necessario garantire una solidificazione adeguata.

Si noti che un raffreddamento adeguato è necessario soprattutto per evitare difetti. Come è noto, diversi difetti si verificano a causa di un raffreddamento inadeguato. Alcuni difetti sono i punti caldi, le chiusure a freddo o gli errori di esecuzione, il ritiro e la porosità.

I canali di raffreddamento all'interno dello stampo in genere stabilizzano la temperatura. È necessario assicurarsi che queste cavità siano progettate correttamente quando si progetta uno stampo per pressofusione. Nella fabbrica di pressofusione ad alta pressione CNM, i nostri ingegneri esperti testano sempre questi sistemi di raffreddamento. In questo modo, la nostra colata di metallo ha quasi zero difetti.

Passo #4 Espulsione

Una volta che il pezzo in lega metallica si è raffreddato e solidificato all'interno dello stampo, espellerlo utilizzando i perni di espulsione. Eseguire questa operazione con attenzione per evitare danni esterni. I perni di espulsione di solito facilitano questo processo di rimozione. Si trovano sulla parte mobile dello stampo di pressofusione.

Fase #5 Rifinitura e rifinitura

Dopo aver rimosso la parte metallica, si può trovare del materiale in più sul corpo. Potrebbero essere necessari ulteriori processi di finitura per rimetterlo in forma. È possibile eseguire la rifilatura, la molatura o altri metodi di trattamento della superficie.

Il metodo di rifilatura di solito rimuove il materiale in eccesso dalla parte metallica. Può essere manuale o automatizzato. Tuttavia, per ottenere una superficie liscia può essere necessaria la rettifica, la levigatura o la lavorazione. Questi metodi possono aiutare a raggiungere le dimensioni desiderate.

Se è necessaria una maggiore finitura, è possibile utilizzare diversi trattamenti superficiali dell'alluminio. Esistono molti modi per farlo. Queste tecniche possono aiutare i vostri pezzi fusi in HPDC a essere più robusti e meno soggetti alla ruggine. I metodi più comuni sono il nero o il alluminio anodizzato chiaroverniciatura, verniciatura a polvere, e-coating e altro ancora.

Dopo tutto questo, i vostri pezzi fusi HPDC potrebbero dover essere testati per ottenere le certificazioni. Si noti che le certificazioni creano fiducia e affidabilità per i clienti nelle applicazioni reali.

Quali sono le caratteristiche principali della pressofusione ad alta pressione?

Nella sezione precedente abbiamo discusso in dettaglio il processo di pressofusione HPDC. Come è noto, nel processo di colata HPDC, la macchina versa il metallo fuso nella cavità dello stampo ad alta pressione e velocità. Questa tecnica offre diversi vantaggi. Vediamo di analizzarli uno per uno.

Caratteristica #1 Parti metalliche di alta precisione

Uno dei migliori vantaggi del processo di fusione HPDC è la precisione. Utilizzando questa tecnologia, è possibile ottenere un'accuratezza molto elevata. Secondo gli esperti di vari settori, la tolleranza varia da ± 0,016 mm a ± 0,12 mm.

Caratteristica #2 Lavorare con progetti più complessi

Il processo di pressofusione HPDC consente anche di lavorare con progetti più complessi. Come sapete, l'alta pressione costringe il metallo fuso a riempire una dettagliata cavità dello stampo. Ciò significa che il metallo fuso può raggiungere ogni dettaglio del progetto. La maggior parte delle parti metalliche complesse in alluminio viene realizzata con il processo di fusione HPDC.

Caratteristica #3 Migliore finitura superficiale

Il processo di fusione HPDC produce anche una migliore finitura superficiale. Il metallo fuso riempie ogni angolo della cavità dello stampo ad alta pressione. Grazie a questa pressione, anche la densità della parte metallica rimane invariata. Per questo motivo, la superficie ottiene un risultato migliore dopo il raffreddamento.

Caratteristica #4 Aumento della produttività

Il processo di pressofusione ad alta pressione è molto veloce. In alcune produzioni, questo processo è completamente automatizzato. Tuttavia, che sia manuale o automatizzato, è comunque più veloce di altri metodi. Per questo motivo, è possibile produrre centinaia di pezzi di metallo in meno tempo. Questo aumenta la produttività e riduce i costi.

Caratteristica #5 Lavorare con prodotti a parete più sottili

Anche in questo caso, il metallo fuso ad alta pressione riempie ogni angolo della cavità dello stampo. Questa tecnologia consente di lavorare con prodotti dalle pareti più sottili. Alcuni esempi tipici sono i componenti dei motori, gli alloggiamenti e i dissipatori di calore.

Caratteristica #6 Migliore qualità

I pezzi di fusione ad alta pressione sono famosi per la loro alta qualità e consistenza. I parametri di processo controllati e gli stampi precisi forniscono sempre getti uniformi. Questa qualità costante garantisce proprietà meccaniche migliori. In particolare, i pezzi di metallo fusi possono avere maggiore resistenza e durata.

Caratteristica #7 Mortai durevoli

Infine, gli utensili utilizzati nella colata HPDC sono solitamente in acciaio di buona qualità. Questi stampi o matrici possono facilmente gestire ripetutamente l'alta pressione. Nel complesso, gli stampi durevoli eliminano la necessità di sostituirli frequentemente. Una volta creati, possono produrre migliaia di pezzi metallici ripetutamente, riducendo i costi di produzione.

Quali materiali sono compatibili con la pressofusione ad alta pressione?

Sebbene la fusione HPDC possa funzionare con la maggior parte dei tipi di metalli, non è comune. I materiali più comuni sono l'alluminio, il magnesio e lo zinco. I metalli ferrosi, in particolare, non sono ideali perché sono più inclini alla ruggine.

Alluminio

L'alluminio è uno dei materiali più utilizzati nella fusione HPDC. Questo metallo ha un elevato rapporto resistenza/peso ed è 100% riciclabile. L'alluminio è famoso anche per la sua eccellente resistenza alla corrosione. Rispetto al suo peso, l'alluminio può sopportare grandi carichi. Può essere utilizzato nel settore edile, automobilistico e aerospaziale.

Inoltre, l'alluminio ha una buona conducibilità termica ed elettrica. Per questo motivo, viene spesso utilizzato negli elettrodomestici e in vari dispositivi elettrici.

Magnesio

Anche il magnesio è un metallo leggero utilizzato nella fusione HPDC. Sebbene non sia famoso come l'alluminio, anche il magnesio è diffuso in molte applicazioni. È particolarmente adatto per l'uso dove la riduzione del peso è fondamentale. Può essere utilizzato nei sedili dei veicoli, nei carrelli, nei computer portatili o nelle macchine fotografiche.

Il magnesio è resistente e facile da lavorare. È possibile dargli una forma complessa e dettagli intricati. Inoltre, può essere utilizzato per varie applicazioni di smorzamento.

Zinco

Le leghe di zinco sono un altro famoso materiale utilizzato nella pressofusione ad alta pressione. Sono tipicamente rinomate per la loro eccellente fluidità e il basso punto di fusione. Tuttavia, le leghe di zinco hanno una migliore stabilità dimensionale. È possibile creare forme complesse con pareti sottili.

Le leghe di zinco sono anche resistenti agli urti e adatte a lavori di lunga durata. Vengono utilizzate principalmente nelle decorazioni, ma altre applicazioni includono strumenti di bloccaggio, ingranaggi e varie parti di automobili.

L'uso della colata HPDC in vari settori industriali

I pezzi di pressofusione HPDC sono diffusi in molti settori. Sono versatili e vengono utilizzati in molte applicazioni. Dal momento che l'HPDC offre diverse caratteristiche, il suo utilizzo è possibile nei seguenti settori:

Industria automobilistica

Il settore automobilistico è un luogo comune per le fusioni HPDC. Sono tipici i blocchi motore, gli ingranaggi della trasmissione, gli alloggiamenti del cambio e altre parti in alluminio. Come per i sedili delle auto, la colata ad alta pressione può essere utilizzata anche per vari supporti strutturali.

Come sapete, la colata HPDC produce componenti resistenti e leggeri, molto importanti nell'industria automobilistica.

Elettronica di consumo

Un altro luogo popolare per i pezzi fusi HPDC è l'elettronica di consumo. È possibile trovare questi pezzi fusi in smartphone, computer portatili, macchine fotografiche e altri dispositivi elettronici.

Come sapete, il processo di fusione ad alta pressione garantisce che questi componenti rispettino tolleranze ristrette. Altri metodi di finitura possono ottenere un aspetto estetico.

Apparecchiature mediche

In campo medico è fondamentale utilizzare materiali leggeri e precisi. La fusione HPDC consente di realizzare parti metalliche di alta qualità e di rispettare tolleranze ristrette.

Anche diversi dispositivi diagnostici e apparecchiature chirurgiche utilizzano fusioni HPDC. Inoltre, anche gli alloggiamenti di vari dispositivi sono realizzati con fusioni ad alta pressione.

Industria della difesa

La necessità di componenti leggeri è fondamentale per la difesa. I camion militari sono più mobili, più veloci e consumano meglio il carburante. In questo modo, le operazioni sono più efficienti e più facili da spostare e allestire.

Soprattutto, i materiali leggeri offrono vantaggi tattici in vari combattimenti. Ne sono un esempio le armi, i veicoli militari e i dispositivi di comunicazione.

Industria aerospaziale

Questo settore si basa principalmente sui componenti di fusione HPDC. La maggior parte degli aeroplani ha bisogno di parti resistenti e leggere. Le parti del motore, gli alloggiamenti e le staffe sono elementi comuni degli aeroplani HPDC.

Che cos'è la colata di alluminio HPDC?

La colata HPDC in alluminio è la più comune pressofusione ad alta pressione. Il processo è lo stesso, ma il materiale è l'alluminio. Tuttavia, l'alluminio HPDC è adatto per vari motivi.

I pezzi in alluminio HPDC sono di tendenza perché sono precisi. La loro finitura di alta qualità li rende ideali per molti lavori. Come abbiamo visto nella sezione precedente, questi componenti vengono utilizzati in molti settori.

Inoltre, le fusioni in alluminio HPDC sono robuste e durano a lungo. Sono forti per quanto sono leggeri rispetto alla loro resistenza. Pertanto, è possibile utilizzarli in molti luoghi in cui è necessario un supporto, come i sedili delle auto.

Come è noto, la colata di alluminio HPDC lavora ad alta pressione e velocità. Pertanto, può produrre centinaia di pezzi in poco tempo. Pertanto, la pressofusione di alluminio ad alta pressione è economica per unità.

Le leghe di alluminio HPDC sono diffuse anche in una serie di applicazioni strutturali. Alcune parti strutturali della vostra auto sono realizzate in leghe di alluminio HPDC, così come i blocchi motore e il telaio.

Le leghe di alluminio comunemente utilizzate negli HPDC sono A380, A383 e A360. L'A380 o l'A383 sono adatti per la forza e la resistenza alla corrosione. L'A360, invece, offre un'eccellente tenuta alla pressione. Queste leghe presentano vantaggi unici nei processi di fusione HPDC.

Pressofusione ad alta pressione vs. pressofusione a bassa pressione (HPDC vs LPDC)

Sia la pressofusione ad alta pressione che quella a bassa pressione sono prevalenti nelle applicazioni reali. Tuttavia, ognuna di esse presenta vantaggi e utilizzi unici. Abbiamo già imparato molto sulla HPDC. Confrontiamo la pressofusione HPDC con la pressofusione LPDC nella tabella seguente.

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CNM TECH è società di pressofusione ad alta pressione in Cina, è stata fondata nel 1999 ed è sostenuta da una famiglia che ha 18 anni di esperienza in pressofusione ad alta pressione attività di produzione. Questa fabbrica si occupa generalmente di fusioni e di diversi tipi di lavorazione. È possibile ottenere parti metalliche OEM, parti metalliche personalizzate e altre parti metalliche. Una delle attività principali è la pressofusione ad alta pressione (HPDC).

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Domande frequenti

L'acciaio può essere pressofuso?

L'acciaio inossidabile può essere pressofuso, ma succede raramente. L'alluminio, il magnesio e lo zinco sono metalli popolari che possono essere utilizzati per la pressofusione ad alta pressione (HPDC). L'acciaio ha un punto di fusione elevato. In poche parole, le sue qualità lo rendono inadatto alla pressofusione ad alta pressione. È comunque possibile realizzare la pressofusione, ma potrebbe costare più del previsto.

Quali prodotti vengono realizzati con la pressofusione ad alta pressione?

Con la tecnologia HPDC è possibile creare un'ampia gamma di prodotti. Come sapete, la pressofusione ad alta pressione utilizza alta pressione e velocità per realizzare ogni componente. Di conseguenza, è possibile creare progetti di qualità migliore e più complessi. Alcuni getti HPDC sono blocchi motore, attrezzature chirurgiche, computer portatili e altro ancora.

Qual è la pressione di colata in HPDC?

La pressione di colata è solitamente la forza utilizzata nel processo di colata HPDC. Questa pressione di solito costringe il metallo fuso a raggiungere ogni angolo della cavità dello stampo. Tuttavia, in genere varia da 1500 a 2500 psi. La pressione esatta dipende dal tipo di progetto e dai metalli.

Quale tipo di alluminio viene utilizzato per la pressofusione ad alta pressione?

Il grado di alluminio più comunemente utilizzato per le fusioni HPDC è l'A380. L'A380 è la lega più comune nella pressofusione perché è forte e facile da lavorare. Questa lega ha solitamente una maggiore fluidità rispetto all'A360. Pertanto, l'A380 è più adatto dell'A360 per il processo di pressofusione ad alta pressione. Inoltre, l'A380 offre un'eccellente stabilità dimensionale e conduttività.

Sintesi

La pressofusione ad alta pressione (HPDC) crea parti metalliche ad alta pressione e velocità. La pressione varia solitamente da 1500 psi a 2500 psi. La pressofusione HPDC è un metodo rapido ed efficiente per realizzare forme complesse.

La fusione in alluminio HPDC è la più comune. La lega di alluminio A380 è la più diffusa in questo caso. L'alluminio è forte, leggero e offre un'eccellente resistenza alla corrosione. Pertanto, viene spesso utilizzato in molte applicazioni.

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