Leverandør av pressstøping: Prosess, bruksområder og viktige hensyn

Det er en av de mest brukte metallproduksjonsprosessene, og den er svært effektiv: den produserer holdbare og komplekse komponenter med høy presisjon for mange bransjer. Den sprøyter smeltet metall, som aluminium, sink eller magnesium, inn i en stålform (matrise) ved svært høyt trykk. Det gir jevnhet, innvendig styrke og en fantastisk overflatefinish, noe som gjør det til det rette valget for bruk i bilindustrien, romfart, elektronikk, medisinsk utstyr og forbruksvarer. En leverandør av trykkstøping er et svært viktig selskap for produksjon av deler av høy kvalitet som tilfredsstiller bransjekravene. De er leverandører som er spesielt involvert i design, produksjon og etterbehandling av komponenter eller deler som bruker metall med strenge toleranser og intrikate geometrier. Å velge riktig leverandør har stor betydning for om et støpeprosjekt blir vellykket, ettersom en god leverandør bør ha tilstrekkelig ekspertise, toppmoderne teknologi og en historie med vellykkede leveranser av presise og rimelige deler.
Pressstøping er effektivt i masseproduksjon og gir lette, men likevel sterke deler, og som et resultat av dette øker etterspørselen etter pressstøping over hele verden. Eksempler på dette er at bilindustrien bruker pressstøpte aluminium- og magnesiumkomponenter for å redusere vekten på kjøretøyene og øke drivstoffeffektiviteten. På samme måte bruker elektronikkindustrien pressstøping til å lage kjøleribber, kapslinger og konstruksjonsdeler som er utsatt for høy holdbarhet og elektrisk ledningsevne. Når man ser etter en leverandør av trykkstøping, bør man ikke bare vurdere produksjonskapasiteten, men også kvalitetskontrollprosessen, materialkompetansen og alt som kan overlates til leverandøren, for eksempel maskinering, overflatebehandling og etterbehandling. Dette gir en veletablert leverandør, og dermed kortere ledetider, minimalt med defekter og kostnadseffektiv produksjon. 

I denne artikkelen vil trykkstøpeprosess, Vi tar for oss materialene som brukes, bruksområdene, fordelene og viktige hensyn ved valg av støpeleverandør. Metalldeler som skal brukes i industrien, må ha høy ytelse, og en pålitelig leverandør oppfyller dette kriteriet for både små og store serier.

Støpeprosessen: Steg-for-steg-veiledning

1. Klargjøring av støpeform

Det første trinnet i denne prosessen er klargjøring og utforming av støpeformen. De todelte stålformene består av en stasjonær dekkformdel og en bevegelig ejektorformdel. Påført smøring hjelper det støpte, flytende metallmaterialet til å flyte jevnt, samtidig som det hindrer materialet i å klebe seg fast.

2. Injeksjon av smeltet metall

De utvalgte metallene aluminium og sink samt magnesium smeltes ved høy temperatur. På grunn av det høye trykket på mellom 1 500 og 25 000 psi kommer det smeltede metallet inn i formhulen. Høyt innsprøytningstrykk gir både nøyaktige og jevne deler med lave nivåer av feil.

3. Avkjøling og størkning

Det smeltede metallet når raskt fast form under denne prosessen når delene skal formes til den ønskede formen. På grunn av den raske avkjølingsprosessen oppnår komponentene overlegne høystyrkeegenskaper.

4. Utstøting av delen

Etter at metallet har størknet, åpnes formen mens utstøterpinnene trekker ut den ferdige delen fra kammeret. En formsyklus avsluttes når den lukkes før en ny produksjonsrunde starter.

5. Trimming og etterbehandling

Maskinister fjerner alle uønskede rester, inkludert blinker og både sprekker og løpere fra delen. Komponenten krever ytterligere etterbehandling, som omfatter sandblåsing sammen med pulverlakkering og anodisering, for å gi den et overlegen utseende i tillegg til funksjonalitet.

Forskjeller mellom varmkammer- og kaldkammerstøping

Trykkstøpeprosessen foregår enten som varmkammerstøping eller kaldkammerstøping. Hovedforskjellen ligger i hvordan det smeltede metallet behandles før det sprøytes inn i støpeformen. De to metodene har ulike styrker og begrensninger som gjør dem egnet for bestemte materialer og produksjonsbehov. I det følgende avsnittet gir vi en utførlig sammenligning mellom varmkammerstøpesystemer og kaldkammerstøpesystemer.

1. Oversikt over prosessen

Varmkammerstøping

- Det krever en innebygd ovn, som holder metallet i smeltet tilstand.

- Injeksjonssystemet er nedsenket i det smeltede metallet, suger det gjennom injeksjonen av et senter og tilfører det til formhulrommet.

- Prosessen går raskere siden det ikke er behov for å transportere metallet fra en uavhengig smeltestasjon som i andre prosesser.

Støping i kaldt kammer

- Benytter en ekstern ovn til å varme opp metallet for å oppnå den nødvendige tilstandsendringen.

- Det smeltede metallet øses enten manuelt eller automatisk inn i injeksjonssystemet, og deretter sprøytes det inn i støpeformen.

- Prosessen er langsommere enn varmkammerprosessen fordi det ekstra trinnet med overføring av smeltet metall tar tid.

2. Egnede metaller

Varmkammerstøping

- Som metaller som smelter under denne temperaturen, for eksempel de som ikke er egnet til å erodere injeksjonssystemet.

- Vanlige råmaterialer inkluderer: sink, magnesium, bly og tinn.

Støping i kaldt kammer

- Brukes til arbeid med metaller som har et høyt smeltepunkt som har en tendens til å deformere varmekammersystemet.

- Vanlige materialer: aluminium, messing, kobber og magnesiumlegeringer.

3. Produksjonshastighet

Varmkammerstøping

- Høyere driftshastighet, normalt mellom 5 og 15 driftssykluser per minutt.

- Den direkte metalltilførselen bidrar til at man unngår bruk av øseprosessen i fremstillingen av produktet.

Støping i kaldt kammer

- Noen av ulempene er de lange syklustidene på grunn av manuell eller helautomatisk metalloverføring.

- Andre faktorer kan gjøre at avkjølings- og størkningsprosessen tar lengre tid i dette tilfellet med noen av legeringene.

4. Utstyrets holdbarhet

Varmkammerstøping

- Det nedsenkede injeksjonssystemet har kort levetid siden det håndterer metaller med lavt smeltepunkt.

- Lengre levetid for utstyret med riktig vedlikehold.

Støping i kaldt kammer

- Slitasjen øker med høye temperaturer, spesielt når det gjelder aluminium- og kobberlegeringer.

- Møbler og utstyr kan ha kortere levetid og kan derfor ha behov for kontinuerlig utskifting og vedlikehold.

5. Kostnad og effektivitet

Varmkammerstøping

- Høy produksjon siden tiden det tar å fullføre en produksjonssyklus er kort.

- Lavere driftskostnader takket være integrert metallhåndtering.

Støping i kaldt kammer

- Økte energikostnader på grunn av eksterne ovner og ekstra materialforflytninger.

- Kan brukes til store/volumetriske komponenter som skal være sterke og stabile.

6. Søknader

Bruksområder for varmkammerstøping

- Siden disse delene er svært små, må de være svært nøyaktige.

- Bildeler som forgasserbrødristere og små motorkomponenter.

- Forbrukerelektronikk som kamerahus og rammer til mobiltelefoner.

Beslag og reparasjoner som låser, håndtak, muttere, bolter og annet tilbehør til hjemmet.

Bruksområder for kaldkammerstøping

- Beslag samt tunge deler og utstyrsdeler krever strekkfasthet.

- Girkasser, motorblokker og -hus til biler.

- Deler som består av aluminium eller messing i luftfartsindustrien.

- Deler til industrielt utstyr og tunge maskiner.

Å velge mellom varmkammer- og kaldkammerstøping

Derfor velges både varmkammer- og kaldkammerstøping etter hvilken type metall som skal brukes, produksjonsmengder, delkompleksitet og prisfaktor. Varmkammerstøping er best for sink- og magnesiumproduksjon som krever rask og stor produksjon, mens kaldkammerstøping er passende for metaller som aluminium og kobber som er sterke og varmebestandige. Det er viktig å samarbeide med en erfaren pressstøpeleverandør for å bli anbefalt om riktig metode for pressstøping avhengig av prosjektet som er tilgjengelig.

Materialer som brukes i pressstøping og fordelene med dem

Disse metallene er knyttet til trykkstøpeprosessen på den måten at prosessen er svært allsidig og bruker flere metaller som har en lang rekke fordeler basert på hver metalltype for applikasjonen. De viktigste metalltypene som brukes i pressstøping, er aluminium, sink, magnesium, kobber og messing eller messingfarget messing. Noen av faktorene som påvirker valget av metall, er vekt, styrke, korrosjonsbestandighet og varmeledningsevne. Nedenfor er en liste over følgende metaller og deres fordeler som brukes i pressstøping.

1. Støping av aluminium

Fordeler:

- Det er lett og har samtidig høy styrke - det betyr at det er perfekt til bruk der det produseres produkter som biler og romferger.

- Aluminium kan naturlig danne et oksidlag som beskytter det mot rust.

- Høy termisk og elektrisk ledningsevne - egnet for elektroniske komponenter og kjøleribber.

- Aluminium har utmerket bearbeidbarhet og en høyverdig overflatebehandling som gjør det mulig å jodisere eller påføre maling og pulverlakk for å oppnå både estetiske og holdbarhetsmessige fordeler.

- Materialet har vist seg å være bærekraftig fordi aluminium opprettholder sin posisjon som et av de mest resirkulerte metallene.

Bruksområder:

- Motorblokker, girhus og strukturelle komponenter til biler.

- Delkomponenter for romfartsapplikasjoner inkluderer braketter sammen med hus, mens innvendige seksjoner fullfører listen over brukbare deler.

- Kabinetter til bærbare datamaskiner, smarttelefoner og annet forbrukerelektronikkutstyr tilhører denne kategorien.

- Industrimaskiner og HVAC-komponenter.

2. Pressstøping av sink

Fordeler:

- Materialet har overlegen styrke og holdbarhet fordi det tåler støt bedre enn aluminium når det brukes i krevende bruksområder.

- Produktet krever mindre energi til smelting på grunn av den lavere temperaturterskelen, noe som fører til reduserte produksjonskostnader.

- God dimensjonsstabilitet og nøyaktighet - Kan produsere små deler med små toleranser.

- Utmerket korrosjonsbestandighet - ideell for bruk utendørs og i tøffe miljøer.

- Høyhastighetsproduksjon - Den er enorm i støpehastighet, og derfor egnet for masseproduksjon.

Bruksområder:

- Elektriske komponenter og kontakter.

- Bilkomponenter som låser, gir og drivstoffsystemer er blant bruksområdene.

- Forbrukerprodukter som håndtak, hengsler og skap.

- Produksjonsindustrien bruker dette metallet til å bygge sterke og holdbare elementer i industrielle systemer.

3. Pressstøping av magnesium

Fordeler:

- Det letteste konstruksjonsmetallet - ca. 33% lettere aluminium og 75% lettere enn stål.

- Forholdet mellom seighet og vekt er overlegen, noe som sikrer suverene materialegenskaper med minimal vekt.

- Gode elektromagnetiske skjermingsegenskaper - brukes i elektronikk og kommunikasjonsutstyr.

- Det er mulig å forme komplekse design med dette materialet på grunn av dets utmerkede bearbeidingsegenskaper.

- Støpte deler er et miljøvennlig alternativ til stål og aluminium fordi de er resirkulerbare og bærekraftige, noe som reduserer karbonutslippene i luftfarts- og bilindustrien.

Bruksområder:

- Noen av produktkategoriene omfatter bildeler som ratt, braketter og seterammer.

- Bilkomponenter som vektreduksjon er alltid ønskelig biler.

- Fritidsprodukter, for eksempel: rammer til bærbare datamaskiner og strukturelle rammer til droner, og andre situasjoner som krever bruk av lette og sterke strukturer, for eksempel medisinsk utstyr.

4. Pressstøping av kobber og messing

Fordeler:

- God ledningsevne for både elektrisitet og varme - Muse bruker elektrisk ledende materialer, inkludert kobber.

- Hardhet - Mens rene metaller er myke når de skal formes og forsterkes, finnes det varianter av metallene som er hardere enn de fleste andre produkter på markedet, slik som messing.

- Motstandsdyktig mot slitasje og korrosjon - kobberlegeringer er ikke like myke som aluminium og sink og er derfor mer motstandsdyktige mot slitasje og korrosjon.

- Utmerket slitestyrke - ideell for industrielle og mekaniske bruksområder.

Bruksområder:

- Elektriske komponenter som kontakter, terminaler og kretskort.

- Rørlegger- og marinearmaturer på grunn av deres evne til å motstå erosjon.

- Industrielle maskiner og verktøy.

- Varmevekslere og HVAC-komponenter.

Bruksområder for trykkstøping

1. Bilindustrien: Noen av produktene som brukes ved pressstøping, er motorblokker, girhus, hjul, braketter og konstruksjonsdeler. Reduserer bilens masse, men øker samtidig stivheten, noe som gir bedre drivstofføkonomi.

2. Elektronikkbransjen: Det brukes i produksjonen av smarttelefoner, kabinettet til bærbare datamaskiner, kjøleribber og kontakter. Det garanterer også de fine, permanente og varmelagrende delene.

3. Luft- og romfart og forsvar: De støpte applikasjonene kan brukes i konstruksjonen av flymotorer, droner og militære og så videre. Bruken av aluminium- og magnesiumlegeringer resulterer i lette deler som reduserer flyets totalvekt.

4. Medisinsk utstyr: Disse materialene brukes i produksjonen av kirurgiske instrumenter, deler av MR-maskiner og diagnostiske apparater - støpte deler som gir presisjon, holdbarhet og biokompatibilitet.

5. Forbruksvarer og hvitevarer: Dørhåndtak, låser, kameraholdere og verktøyholdere er noen av produktene som produseres ved hjelp av pressstøping. Våre produkter har høy holdbarhet, komplekse mønstre og fine overflater.

Fordeler med pressstøping

- Høy presisjon og komplekse former - Produserer komplekse deler med høy toleranse.

- Høy produksjonseffektivitet - egnet for masseproduksjon med repeterbar nøyaktighet.

- Støpte deler er også sterkere enn plast- og stansede metalldeler.

- Utmerket overflatefinish - krever minimal etterbehandling eller ytterligere maskinering.

- Kostnadseffektivt for store serier - lavere kostnad per enhet for høyvolumproduksjon.

Hvordan velge den beste leverandøren av pressstøping

1. Bransjeerfaring og omdømme

Se etter leverandører med mange års erfaring innen pressstøping. Se på tidligere prosjekter, tidligere kundevurderinger og tidligere casestudier.

2. Produksjonskapasitet

Sørg også for at de tilbyr både kaldkammer- og varmkammerstøping. De bør kunne vise at de er i stand til å bearbeide komplekse geometrier og stramme toleranser.

3. Kvalitetskontroll og sertifiseringer

Det er lurt å se etter ISO 9001-, IATF 16949- (bilindustrien) og AS9100-sertifiseringer (romfart): Røntgeninspeksjoner, CMM-testing (koordinatmålemaskin), trykktesting osv. for kvalitetssikring.

4. Materiell ekspertise

Leverandørene bør også være pålitelige når det gjelder legeringer som aluminium, sink og magnesium. Sjekk at de bruker gode råvarer, slik at det ikke oppstår feil.

5. Verktøy- og formdesigntjenester

Å velge leverandører som har sin egen formdesign og prototyping. Lengre levetid for støpeformen, færre kostnader i det lange løp avgjøres av god verktøykvalitet.

6. Skalerbarhet og produksjonskapasitet

Til slutt er det viktig å velge en leverandør som kan produsere i stor skala hvis du har behov for store volumer. Finn ut om de bruker automatiske støpemaskiner for å gjøre produksjonen mer effektiv.

7. Sekundære prosesser og etterbehandling

Det neste søket du vil gjøre, er å finne leverandører som også tilbyr maskinering, pulverlakkering, anodisering og polering fullserviceleverandør av skruestikk som reduserer ledetider og kostnader.

Sekundære operasjoner og etterbehandlingstjenester levert av leverandører

Støping er altså ikke bare produksjon av rå metalldeler. Nesten alle støpeleverandører tilbyr kundene sine tilleggstjenester som kan forbedre ytelsesegenskapene, levetiden og utseendet til de støpte delene. Alle disse tilleggsprosessene sikrer at spesifikke bransjestandarder oppfylles og forbedrer ytelsen til sluttproduktet. Her nedenfor er noen av de mange sekundære operasjonene og etterbehandlingstjenestene som tilbys støpefirmaer.

1. Maskineringsoperasjoner

Av prosessen ovenfor fremgår det at noen av de støpte delene trenger en viss sluttbehandling i henhold til visse toleranser. Disse operasjonene bidrar til å redusere størrelsen på de støpte delene og forbedre formen for bruk.

- CNC-maskinering - Datastyrte maskiner som utfører skjære-, bore- eller formprosesser på støpegods med høy presisjon.

- Fresing og dreiing - Operasjonen som går ut på å fjerne materiale slik at det blir mulig å oppnå en jevn finish.

- Boring og gjengetapping - En prosess der man lager hull eller gjenger for å feste en bestemt del med en annen.

- Sliping og polering - bidrar til å skape en fin overflatefinish og tette toleranser.

2. Overflatebehandling og belegg

I pressstøpeprosesser blir komponentene deretter overflatebehandlet i et forsøk på å endre overflaten slik at de blir korrosjonsbestandige eller får bedre mekaniske egenskaper.

- Pulverlakk - En type lakkeringsteknikk som ikke krever løsemidler, og hvor overflaten danner et sterkt belegg som er korrosjonsbestandig, farget og som fester seg til overflaten.

- Anodisering - en prosess som vanligvis brukes for aluminiumsdeler, forbedrer korrosjonsbeskyttelsen og gjør det mulig å redusere fargen på delen.

- Galvanisering (krom, nikkel, sink eller kobber) - Det øker materialets levetid og motstand mot slitasje og korrosjon.

- Maling og flytende belegg - Forbedrer estetiske svinger, tilfører farge eller forbedrer evnen til å beskytte mot flere av elementene.

- Kjemisk passivering - Dette er en annen metode som bidrar til å øke korrosjonsbeskyttelsen av blant annet aluminium og sinkmetaller.

3. Varmebehandling

Varmebehandling endrer noen av de fysiske egenskapene til pressstøpte deler, slik at de blir sterkere, herdere eller mer duktile for å oppfylle visse forventninger.

- Gløding - Det bidrar til å redusere indre spenninger i metallet og øker også graden av duktilitet.

- Ovnvarmebehandling og aldring - brukes i forsterkningsprosessen for aluminiumstøpegods.

- Quenching og temperering - øker motstanden mot sprøbrudd og maksimerer hardheten til materialet som skal brukes i områder med høy belastning.

4. Montering og integreringstjenester   

Sidestøperier tilbyr monteringstjenester som gjør at de kan tilby komponenter som er ferdige og klare til bruk.

- Pressfitt-montering - Setter inn komponenter som foringer, lagre eller festeanordninger i pressstøpte deler.

- Sveising og lodding - Det er en annen prosess for å sammenføye flere metalldeler på en sikker måte.

- Klinking og festing - Dette er prosessen med å bruke andre festemidler for å forsterke bilens struktur.

- Påføring av fugemasse - Forbedrer motstandsdyktigheten mot fuktighet og miljøfaktorer.

5. Avgrading og avflassing

Noe av støpegodset kan være overskuddsmateriale, som vanligvis kalles grater eller flammer, og må bearbeides ytterligere for at maskinen skal fungere som den skal.

- Vibrasjonsbehandling - innebærer bruk av slipende materialer som hjelper til med å avgrate og polere overflatene.

- Sandblåsing eller sandblåsing - Fjerner alle typer støpehud samt overflateruhet.

- Håndavgrading - Den mest grunnleggende og enkle prosessen som innebærer å utføre en etterbehandlingsprosess for å fjerne alt uønsket materiale.

6. Tilpasset merking og gravering

Produkter, spesielt i produksjonsbedrifter, må ofte merkes, merkes eller spores av hensyn til for eksempel kvalitetssikring.

- Lasergravering - en teknikk for merking av ulike serienumre, strekkoder eller logoer med større nøyaktighet.

- Stempling eller andre prosesser - Identifiserer permanente merker på steder på metallet.

Hvorfor sekundære operasjoner er viktige

Disse tjenestene er som følger: Etterbehandlingstjenester har ansvaret for å sikre at de pressstøpte komponentene som produseres, har riktig størrelse, form og kvalitet, eller at de lever opp til standarden som er satt i markedet. I bil-, romfarts-, elektronikk- og forbrukervarebransjen bidrar etterbehandlingen til å forbedre produktets holdbarhet, utseende og nytteverdi, samtidig som den senker monteringskostnadene. Integrering av etterbehandlingstjenester fra en leverandør av trykkstøping er derfor en måte å samarbeide med et selskap som garanterer effektivitet og kvalitet på sluttproduktet.

Fremtidige trender innen pressstøping

1. Miljøvennlig og bærekraftig pressstøping

 Aluminium og sink brukes bevisst til produksjon for å resirkulere dem. Noen detaljer gjør støpemaskinene mer effektive og bærekraftige.

2. Lette metallkomponenter

Det er en trend mot bruk av magnesiumstøping, spesielt i bil- og flyindustrien. Lettvekt i denne sammenhengen betyr å redusere vekten på kjøretøyene, ettersom det øker både drivstofforbruket og utslippene.

3. Smart produksjon og automatisering

Automatisering av pressstøping ved hjelp av kunstig intelligens for å forbedre kvaliteten og redusere antall feil. IoT-integrering betyr at produksjonen kan overvåkes i sanntid.

4. 3D-utskrift og rask prototyping

Utviklingen innen bruk av materialer, spesielt metall, til å skrive ut støpeformer har gjort det mulig å utvikle raskere verktøy og støpeformer. Det betyr at en bedrift kan utvikle nye produkter for markedet på kortere tid.

Konklusjon

Støpeleverandører leverer nøyaktige og standardiserte metalldeler til bilindustrien, romfart, elektronikk, medisin og andre sektorer som er involvert i produksjonsvirksomheten. Noen av pilarene for å velge riktig leverandør inkluderer leverandørens erfaring, kvalitet, materialkompetanse og leverandørens evne til å skalere sine tjenester og også de sekundære tjenestene som tilbys av leverandøren.
Støping er en industri som tilpasser seg endringer gjennom automatisering, bærekraft og lette materialer som følge av ny teknologi. Derfor er det viktig å finne en pålitelig leverandør som kan levere metalldeler av høy kvalitet til en rimelig pris, både for små og store serier.