Поставщик литья под давлением: Процесс, области применения и основные соображения

Это один из широко распространенных процессов производства металлов, отличающийся высокой эффективностью: он позволяет производить высокоточные, прочные и сложные компоненты для многих отраслей промышленности. При этом расплавленный металл, например алюминий, цинк или магний, впрыскивается в стальную форму (штамп) под очень высоким давлением. Она обеспечивает однородность, внутреннюю прочность и великолепную отделку поверхности, что делает ее правильным выбором для использования в автомобильной, аэрокосмической промышленности, электронике, медицинском оборудовании, а также в производстве потребительских товаров. Поставщик литья под давлением - очень важная компания для производства высококачественных деталей, отвечающих требованиям отрасли. Это поставщики, которые занимаются проектированием, производством и отделкой компонентов или деталей из металла со строгими допусками и сложной геометрией. Выбор правильного поставщика имеет большое значение для успеха любого проекта по литью под давлением, поскольку хороший поставщик должен обладать достаточным опытом, современными технологиями и историей успешных поставок точных и недорогих деталей.
Литье под давлением эффективно в массовом производстве и позволяет получать легкие, но прочные детали, в результате чего спрос на литье под давлением растет во всем мире. В качестве примера можно привести снижение веса автомобиля и повышение топливной эффективности за счет использования литых под давлением алюминиевых и магниевых компонентов в автомобильной промышленности. В электронной промышленности также используется литье под давлением для изготовления радиаторов, корпусов и структурных деталей, которые должны обладать высокой прочностью и электропроводностью. При поиске поставщика литья под давлением следует учитывать не только производственные возможности, но и, что более важно, процесс контроля качества, опыт работы с материалами и все, что может быть оставлено на усмотрение поставщика, например, механическая обработка, покрытие и отделка. Это позволяет получить хорошо зарекомендовавшего себя поставщика, а значит, сократить время выполнения заказа, свести к минимуму количество дефектов и обеспечить экономически эффективное производство. 

В этой статье процесс литья под давлением, Рассматриваются используемые материалы, области применения, преимущества и важные соображения при выборе поставщика литья под давлением. Металлические детали, необходимые для решения промышленных задач, требуют высокой производительности, и надежный поставщик отвечает этому критерию как при мелкосерийном, так и при крупносерийном производстве.

Процесс литья под давлением: Пошаговое руководство

1. Подготовка пресс-формы

Подготовка и проектирование пресс-формы (штампа) сопровождают начальный этап этого процесса. Двухкомпонентные стальные штампы состоят из неподвижной секции крышки и подвижной секции выталкивателя. Применяемая смазка способствует плавному течению металлического материала в пресс-форме, предотвращая его прилипание.

2. Впрыск расплавленного металла

Выбранные металлы - алюминий и цинк, а также магний - подвергаются высокотемпературному плавлению. Под действием высокого давления от 1 500 до 25 000 фунтов на квадратный дюйм расплавленный металл поступает в полость пресс-формы. Высокое давление впрыска позволяет получать точные и ровные детали с низким уровнем дефектов.

3. Охлаждение и затвердевание

В ходе этого процесса расплавленный металл быстро переходит в твердую форму, придавая деталям заданную форму. Благодаря быстрому охлаждению детали приобретают превосходные высокопрочные свойства.

4. Выброс детали

После затвердевания металла пресс-форма открывается, а выталкивающие штифты извлекают готовую деталь из камеры. Цикл изготовления одной пресс-формы заканчивается, когда она закрывается перед началом нового цикла производства.

5. Обрезка и отделка

Машинисты удаляют с детали все нежелательные остатки, включая вспышки, а также спицы и бегунки. Для придания детали превосходного внешнего вида и функциональности требуется дополнительная обработка, включающая пескоструйную обработку, порошковое покрытие и анодирование.

Различия между горячим и холодным литьем в камерах

Процесс литья под давлением осуществляется в форматах горячего или холодного камерного литья. Основное различие заключается в том, как расплавленный металл обрабатывается перед впрыском в форму при этих двух методах. Эти два метода отличаются специфическими достоинствами и ограничениями, которые делают их подходящими для определенных материалов и производственных потребностей. В следующем разделе приводится подробное сравнение систем горячего и холодного камерного литья под давлением.

1. Обзор процесса

Горячее камерное литье под давлением

- Для этого требуется встроенная печь, в которой металл находится в расплавленном состоянии.

- Система впрыска погружается в расплавленный металл, всасывает его через впрыскивающий центр и подает в полость пресс-формы.

- Процесс идет быстрее, так как нет необходимости подавать металл с отдельной плавильной станции, как в других процессах.

Холодное камерное литье под давлением

- Использует внешнюю печь для нагрева металла с целью получения требуемого изменения его состояния.

- Расплавленный металл вручную или автоматически заливается в систему впрыска, а затем впрыскивается в форму.

- Процесс идет медленнее, чем в горячей камере, потому что дополнительный этап переноса расплавленного металла требует времени.

2. Подходящие металлы

Горячее камерное литье под давлением

- Например, металлы, которые плавятся ниже этой температуры, не подходят для разъедания системы впрыска.

- Обычное сырье включает: цинк, магний, свинец и олово.

Холодное камерное литье под давлением

- Применяется для работы с металлами, имеющими высокую температуру плавления, которая склонна к деформации системы горячей камеры.

- Распространенные материалы: алюминий, латунь, медь и магниевые сплавы.

3. Скорость производства

Горячее камерное литье под давлением

- Высокая скорость выполнения операций, обычно от 5 до 15 рабочих циклов в минуту.

- Прямая подача металла позволяет отказаться от использования ковша при изготовлении изделия.

Холодное камерное литье под давлением

- К недостаткам можно отнести медленное время цикла из-за ручного или полностью автоматизированного переноса металла.

- В некоторых сплавах процесс охлаждения и затвердевания может занимать больше времени, чем в других сплавах.

4. Долговечность оборудования

Горячее камерное литье под давлением

- Система погружного впрыска имеет короткий срок службы, поскольку работает с металлами с низкой температурой плавления.

- Более длительный срок службы оборудования при надлежащем обслуживании.

Холодное камерное литье под давлением

- Износ увеличивается при повышении высоких температур, особенно в случае алюминиевых и медных сплавов.

- Мебель и оборудование могут прослужить меньше времени и, следовательно, могут нуждаться в постоянной замене и обслуживании.

5. Стоимость и эффективность

Горячее камерное литье под давлением

- Высокая производительность, поскольку время, необходимое для завершения производственного цикла, невелико.

- Снижение эксплуатационных расходов благодаря интегрированной обработке металла.

Холодное камерное литье под давлением

- Увеличение затрат на электроэнергию за счет необходимости эксплуатации внешних печей и дополнительных перемещений материала.

- Применяется для компонентов большого размера/объема, которые должны быть прочными и соответствовать обстоятельствам.

6. Приложения

Применение горячего камерного литья под давлением

- Поскольку эти детали очень малы, они должны быть очень точными.

- Автомобильные детали, такие как карбюраторные тостеры и компоненты небольших двигателей.

- Бытовая электроника, например, корпуса для фотоаппаратов и мобильных телефонов.

Метизы и крепеж: замки, ручки, гайки, болты и другие аксессуары для дома.

Применение литья под давлением в холодной камере

- Арматура, а также тяжелые детали и оборудование требуют прочности на разрыв.

- Корпуса автомобильных трансмиссий, блоки и корпуса двигателей.

- Детали из алюминия или латуни в аэрокосмической промышленности.

- Запчасти для промышленного оборудования и тяжелой техники.

Выбор между горячим и холодным литьем под давлением

Таким образом, как горячее, так и холодное камерное литье под давлением выбирается в зависимости от типа используемого металла, количества продукции, сложности деталей и ценового фактора. Литье под давлением в горячей камере лучше всего подходит для производства цинка и магния, которое требует быстрого и большого количества продукции, в то время как литье под давлением в холодной камере подходит для таких металлов, как алюминий и медь, которые являются прочными и термостойкими. Важно работать с опытным поставщиком литья под давлением, чтобы получить рекомендации по правильному методу литья под давлением в зависимости от проекта, который находится под рукой.

Материалы, используемые при литье под давлением, и их преимущества

Эти металлы относятся к процессу литья под давлением, поскольку этот процесс очень универсален и использует несколько металлов, которые обладают широким спектром преимуществ в зависимости от типа металла для конкретного применения. Основные типы металлов, используемых в литье под давлением, включают алюминий, цинк, магний, медь и латунь или латунь. Некоторые из факторов, влияющих на выбор металла, включают весовые характеристики, прочность, устойчивость к коррозии и теплопроводность. Ниже приведен список следующих металлов и их преимуществ, используемых в литье под давлением.

1. Алюминиевое литье под давлением

Преимущества:

- Он легкий и при этом обладает высокой прочностью - это означает, что он идеально подходит для использования в производстве таких изделий, как автомобили и космические шаттлы.

- Алюминий может естественным образом создавать оксидный слой, который защищает его от ржавчины.

- Высокая тепло- и электропроводность - подходит для электронных компонентов и теплоотводов.

- Алюминий демонстрирует отличную обрабатываемость в сочетании с высококачественной отделкой, позволяющей йодировать или наносить краску и порошковое покрытие как для эстетических, так и для долговечных целей.

- Этот материал доказал свою экологичность, поскольку алюминий остается одним из самых перерабатываемых металлов.

Приложения:

- Блоки автомобильных двигателей, корпуса трансмиссий и структурные компоненты.

- Компоненты деталей для аэрокосмической промышленности включают в себя кронштейны и корпуса, а внутренние секции дополняют список используемых деталей.

- К этой категории относятся корпуса для ноутбуков, а также корпуса для смартфонов и другой бытовой техники.

- Промышленное оборудование и компоненты систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

2. Литье цинка под давлением

Преимущества:

- Этот материал обладает превосходной прочностью и долговечностью, поскольку превосходит алюминий в противостоянии ударам при использовании в сложных условиях.

- Благодаря более низкому температурному порогу продукт требует меньше энергии для плавления, что приводит к снижению производственных затрат.

- Хорошая стабильность размеров и точность - возможность изготовления небольших деталей с малыми допусками.

- Отличная коррозионная стойкость - идеально подходит для использования на открытом воздухе и в суровых условиях.

- Высокоскоростное производство - отличается огромной скоростью литья, поэтому подходит для массового производства.

Приложения:

- Электрические компоненты и разъемы.

- Автомобильные компоненты, включая замки, шестерни и топливные системы, составляют область его применения.

- Потребительские товары, такие как ручки, петли и корпуса.

- В обрабатывающей промышленности этот металл используется для создания прочных и долговечных элементов промышленных систем.

3. Литье магния под давлением

Преимущества:

- Самый легкий конструкционный металл - примерно на 33% легче алюминия и на 75% легче стали.

- Соотношение прочности и веса достигает высочайшего уровня, что обеспечивает превосходные эксплуатационные характеристики материала при минимальном весе.

- Хорошие электромагнитные экранирующие свойства - используется в электронике и коммуникационных устройствах.

- Процесс формирования сложных конструкций из этого материала возможен благодаря его отличным характеристикам обрабатываемости.

- Литые детали служат экологически безопасной альтернативой стальному алюминию, поскольку они пригодны для вторичной переработки и устойчивы, что позволяет сократить выбросы углекислого газа в аэрокосмическом и автомобильном секторах.

Приложения:

- Некоторые из категорий продукции включают автомобильные детали, такие как рулевые колеса, кронштейны и каркасы сидений.

- Автомобильные компоненты, так как снижение веса всегда желательно для автомобилей.

- Например, продукты для отдыха: каркасы ноутбуков, структурные каркасы дронов и другие ситуации, требующие использования легких и прочных конструкций, например, медицинские приборы.

4. Литье под давлением из меди и латуни

Преимущества:

- Хорошая проводимость электричества и тепла - Muse использует электропроводящие материалы, в том числе медь.

- Твердость - В то время как чистые металлы являются мягкими для придания формы и усиления, существуют разновидности металлов, которые тверже большинства других продуктов на рынке, как, например, латунь.

- Устойчивость к износу и коррозии - медные сплавы не такие мягкие, как алюминий и цинк, и поэтому более устойчивы к истиранию и коррозии.

- Отличная износостойкость - идеально подходит для промышленных и механических применений.

Приложения:

- Электрические компоненты, такие как разъемы, клеммы и печатные платы.

- Сантехническая и морская арматура благодаря своей способности противостоять эрозии.

- Промышленное оборудование и оснастка.

- Теплообменники и компоненты систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Области применения литья под давлением

1. Автомобильная промышленность: При использовании литья под давлением некоторые из продуктов включают: блоки двигателей, корпуса трансмиссий, колеса, кронштейны и структурные детали. Уменьшает массу автомобиля, но в то же время увеличивает его жесткость, повышая экономию топлива.

2. Электронная промышленность: Он используется в производстве смартфонов, корпусов ноутбуков, радиаторов и разъемов. Он также гарантирует тонкость, прочность и теплоотдачу деталей.

3. Аэрокосмическая и оборонная промышленность: Литые сплавы могут использоваться в конструкции авиационных двигателей, беспилотных летательных аппаратов, военной техники и так далее. Использование алюминиевых и магниевых сплавов позволяет получить легкие детали, снижающие общий вес самолета.

4. Медицинское оборудование: Эти материалы используются при производстве хирургических инструментов, частей аппаратов МРТ и диагностических аппаратов - литые детали обеспечивают точность, долговечность и, кроме того, обладают свойствами биосовместимости.

5. Потребительские товары и техника: Дверные ручки, замки, держатели для фотоаппаратов и электроинструментов - вот некоторые из изделий, которые производятся методом литья под давлением. Специфическими условиями, которыми обладают наши изделия, являются высокая прочность, сложные узоры и тонкие поверхности.

Преимущества литья под давлением

- Высокая точность и сложные формы - производство сложных деталей с высокими допусками.

- Высокая эффективность производства - подходит для массового производства с повторяемой точностью.

- Литые детали также прочнее пластиковых и штампованных металлических деталей.

- Превосходная обработка поверхности - требует минимальной последующей обработки или дополнительной обработки.

- Экономичность при больших партиях - более низкая стоимость единицы продукции при крупносерийном производстве.

Как выбрать лучшего поставщика литья под давлением

1. Опыт и репутация в отрасли

Ищите поставщиков с многолетним опытом работы в области литья под давлением. Изучите их прошлые проекты, отзывы клиентов и примеры из практики.

2. Производственные возможности

Также убедитесь, что они предоставляют услуги по литью как в холодной, так и в горячей камере. Они должны быть способны продемонстрировать возможность обработки сложных геометрических форм и жестких допусков.

3. Контроль качества и сертификация

Нелишним будет обратить внимание на сертификаты ISO 9001, IATF 16949 (автомобильная промышленность) и AS9100 (аэрокосмическая промышленность), чтобы узнать, как они проводят следующие процедуры: Рентгеновский контроль, испытания на КИМ (координатно-измерительной машине), испытания давлением и т. д. для обеспечения качества.

4. Экспертиза материалов

Ваши поставщики должны быть надежными, если речь идет о сплавах, таких как алюминий, цинк и магний. Убедитесь, что они используют качественное сырье, чтобы не допустить брака.

5. Услуги по проектированию оснастки и пресс-форм

Выбирайте поставщиков, у которых есть собственная разработка пресс-форм и создание прототипов. Более длительный срок службы пресс-формы и меньшие затраты в долгосрочной перспективе определяются хорошим качеством оснастки.

6. Масштабируемость и производственные мощности

Наконец, важно выбрать поставщика, который может производить продукцию в больших масштабах, если вам нужны большие объемы поставок. Узнайте, используют ли они автоматические литейные машины для повышения эффективности.

7. Вторичные процессы и отделка

Следующий поиск, который вы хотите сделать, - это найти поставщиков, которые также обеспечивают механическую обработку, порошковую окраску, анодирование и полировку, а поставщик тисков с полным комплексом услуг сокращает время выполнения заказа и затраты.

Вторичные операции и отделочные услуги, предоставляемые поставщиками

Таким образом, литье под давлением - это не только изготовление необработанных металлических деталей. Практически каждый поставщик литья предоставляет своим клиентам дополнительные услуги, которые позволяют улучшить эксплуатационные характеристики, срок службы и внешний вид литых деталей. Все эти дополнительные процессы обеспечивают соблюдение определенных промышленных стандартов, а также улучшают характеристики конечного продукта. Ниже перечислены некоторые из многочисленных вторичных операций и услуг по отделке, предлагаемых компаниями, занимающимися литьем под давлением.

1. Операции механической обработки

Из описанного выше процесса следует, что некоторые литые детали нуждаются в окончательной обработке в соответствии с определенными допусками. Эти операции помогают уменьшить размер литых деталей и улучшить их форму для использования.

- Обработка с ЧПУ - компьютеры управляют станками, которые выполняют процессы резки, сверления или придания формы отливке с высокой точностью.

- Фрезерование и токарная обработка - операция, которая заключается в удалении материала с целью получения гладкой поверхности.

- Сверление и нарезание резьбы - процесс создания отверстий или резьбы для крепления одной детали к другой.

- Шлифовка и полировка - помогает добиться тонкой обработки поверхности и соблюдения точных допусков.

2. Обработка поверхности и нанесение покрытия

В процессе литья под давлением компоненты подвергаются поверхностной обработке, чтобы изменить их поверхность, сделать ее устойчивой к коррозии или улучшить механические свойства.

- Порошковое покрытие - относится к типу технологии нанесения покрытий, не требующих растворителей, при которой образуется прочное покрытие, устойчивое к коррозии, окрашенное, а также сцепляющееся с поверхностью.

- Анодирование - процесс, обычно используемый для алюминиевых изделий, усиливает защиту от коррозии и позволяет меньше окрашивать изделие.

- Гальваническое покрытие (хром, никель, цинк или медь) - увеличивает срок службы материала и его устойчивость к истиранию и коррозии.

- Окраска и жидкое покрытие - улучшает эстетический вид, добавляет цвет или повышает способность защищать от некоторых элементов.

- Химическая пассивация - это еще один метод, который помогает повысить антикоррозийную защиту алюминия и цинка, а также других металлов.

3. Термическая обработка

Термическая обработка изменяет некоторые физические характеристики литых под давлением деталей: упрочняет, закаляет или делает их более пластичными, чтобы они соответствовали определенным ожиданиям.

- Отжиг - помогает уменьшить внутреннее напряжение в металле, а также повышает степень пластичности.

- Печная термообработка и старение - используется в процессе упрочнения алюминиевых отливок.

- Закалка и температура - повышают устойчивость к хрупкому разрушению и максимизируют твердость материала для использования в зонах повышенных нагрузок.

4. Услуги по сборке и интеграции   

Компании, занимающиеся боковым кастингом, предлагают услуги по сборке, что позволяет им предлагать готовые к использованию компоненты.

- Сборка с прессовой посадкой - вставка компонентов, таких как втулки, подшипники или крепежные элементы, в литые детали.

- Сварка и пайка - это еще один процесс надежного соединения нескольких металлических деталей.

- Клепка и крепление - это процесс использования других крепежных элементов, усиливающих конструкцию автомобиля.

- Нанесение герметика - повышает устойчивость к влаге и факторам окружающей среды.

5. Снятие заусенцев и дефляширование

Некоторые отливки могут иметь излишки материала, обычно называемые заусенцами или вспышками, и нуждаются в дальнейшей доработке для обеспечения правильной работы машины.

- Вибрационная обработка - предполагает использование абразивных материалов, которые помогают снимать заусенцы и полировать поверхности.

- Дробеструйная или пескоструйная обработка - удаляет любые типы литейной кожи, а также придает шероховатость поверхности.

- Ручное удаление заусенцев - самый простой и базовый процесс, который включает в себя проведение финишной обработки для удаления всего нежелательного материала.

6. Маркировка и гравировка по заказу

Продукция, особенно в производственных компаниях, нуждается в маркировке, клеймении или отслеживании, что часто необходимо для некоторых целей, например, для контроля качества.

- Лазерная гравировка - техника нанесения различных серийных номеров, штрих-кодов или логотипов с повышенной точностью.

- Штамповка или другие процессы - выявление постоянных следов в местах на металле.

Почему вторичные операции имеют значение

Эти услуги включают в себя следующее: отделочные услуги отвечают за то, чтобы производимые литые компоненты были нужного размера, формы и качества или соответствовали стандартам, установленным на рынке. В автомобильной, аэрокосмической промышленности, электронике, а также в производстве потребительских товаров вторичные операции повышают долговечность, внешний вид и практичность изделия и в то же время снижают стоимость сборки. Таким образом, интеграция услуг по пост-обработке от поставщика литья под давлением - это способ сотрудничества с компанией, которая гарантирует эффективность и качество конечного продукта.

Будущие тенденции в области литья под давлением

1. Экологически чистое и устойчивое литье под давлением

 Алюминий и цинк специально используются для производства, чтобы переработать их. Некоторые детали повышают эффективность и экологичность литейных машин.

2. Легкие металлические компоненты

Существует тенденция к использованию магниевого литья под давлением, особенно в автомобильной и авиационной промышленности. Легкость в этом смысле означает уменьшение веса транспортных средств, так как это увеличивает расход топлива, а также вредные выбросы.

3. Умное производство и автоматизация

Автоматизация литья под давлением с использованием искусственного интеллекта для повышения качества и снижения количества дефектов. Интеграция IoT позволяет оперативно контролировать производство в режиме реального времени.

4. 3D-печать и быстрое прототипирование

Прогресс в использовании материалов, особенно металла, для печати пресс-форм способствовал росту числа более быстрых инструментов и пресс-форм. Это означает, что компания сможет разрабатывать новые продукты для рынка в течение более короткого времени.

Заключение

Поставщик литья под давлением обеспечивает точные и стандартные металлические детали для автомобильной, аэрокосмической, электронной, медицинской и других отраслей, вовлеченных в производственный бизнес. При выборе правильного поставщика следует учитывать опыт поставщика, качество, экспертизу материалов, способность поставщика масштабировать свои услуги, а также вторичные услуги, предлагаемые поставщиком.
Литье под давлением - это отрасль, которая адаптируется к изменениям благодаря автоматизации, устойчивости, а также легким материалам, привнесенным технологией. Поэтому как для малого, так и для массового производства важно найти надежного поставщика, который предоставит металлические детали по разумной цене и высокого качества.