Introductie
Bij spuitgieten worden metalen in gesmolten vorm verwarmd voordat ze in een mal in de gewenste vormen en structuren worden omgezet. Deze productietechniek werd al in het begin van de 1800e eeuw gebruikt en zorgde, na verschillende verbeteringen, ervoor dat onderdelen met maatnauwkeurigheid werden geproduceerd.
Dit artikel is een uitgebreid overzicht van spuitgieten, inclusief het type, de stappen bij de productie van onderdelen, materiaalopties, oppervlakteafwerking en andere ingewikkelde aspecten.
Wat is spuitgieten?
Spuitgieten is een fabricageproces van onderdelen waarbij metalen en legeringen worden gesmolten voordat ze in een vooraf gemaakte mal worden geïnjecteerd. In gegoten mallen, meestal gemaakt van aluminium of staal, koelt het vloeibaar gemaakte metaal af en stolt het in de beoogde vorm van het onderdeel.
Deze mallen worden meestal vervaardigd met behulp van een ander proces, zoals CNC-bewerking, en zijn vaak voor eenmalig gebruik. Deze functie maakt spuitgieten tot een productieproces met hoge precisie, waardoor herhaalbaarheid wordt gegarandeerd en onderdelen voldoen aan strenge tolerantie-eisen.
Classificatie van het spuitgietproces
Hoewel er verschillende spuitgietprocessen zijn, worden er in de productie-industrie twee veel voorkomende processen gebruikt. Het zijn de spuitgietprocessen in de hitkamer en de koude kamer. In feite zijn het feitelijk dezelfde processen, met specifieke verschillen.
Laten we zonder veel ophef de twee spuitgietprocessen eens onderzoeken.
Hot Chamber Spuitgieten
Spuitgieten met een warme kamer is het snellere en meest gebruikelijke proces. Het is echter beter geschikt voor metalen en legeringen met een laag smeltpunt, zoals zink, lood en tin. Het proces omvat het injecteren van het reeds verwarmde en gesmolten metaal rechtstreeks in de matrijs onder hoge druk, geregeld met een hydraulisch systeem. Terwijl het metaal afkoelt en stolt in de gewenste vorm in de matrijs, waardoor het een snellere gietcyclus wordt.
Koude kamer spuitgieten
Omdat de hete kamer gebruikelijker en sneller is, is het omgekeerde het geval bij het spuitgieten in de koude kamer. Het is ook de gunstiger keuze voor metalen met een hoog smeltpunt, zoals aluminiumlegeringen. Het proces houdt in dat het gesmolten metaal eerst naar de koude kamer wordt geleid voordat het onder extreme druk in de matrijs wordt geïnjecteerd.
Het hydraulische systeem dat wordt gebruikt voor het handhaven van hoge druk is voor beide methoden vergelijkbaar. Het spuitgieten in een koude kamer vereist echter een aanzienlijk hogere druk dan een behuizing in een warme kamer. Het spuitgieten in de koude kamer is de betere methode, aangezien het compatibel is met meer metalen opties. Bovendien vermindert het machinecorrosie en het risico op beschadiging van het pompsysteem.
De stappen bij het spuitgieten
Ongeacht het soort spuitgietkamer waarmee u werkt, volgt de bewerking soortgelijke stappen. Hieronder vindt u een kort overzicht van de volledige stappen in het spuitgietproces.
Vormvoorbereiding en vastklemmen
De eerste stap is het gereedmaken van de mal voor het spuitgieten. Deze stap is eigenlijk van cruciaal belang, omdat deze een cruciale rol speelt in het resultaat van het proces. Het repareren van mallen omvat het reinigen van de matrijs om alle onzuiverheden te verwijderen en het smeren ervan voor een betere injectie en uitwerpen van de uiteindelijke matrijs. Na de matrijsvoorbereiding klemt u de matrijs vast en zet u deze vast om de hoge druk te behouden.
Smelten en injecteren
Hoewel deze stap betekent dat je het metaal smelt en in de spuitkamer giet, is er een klein verschil. Nadat het metaal bij hoge temperatuur en druk is gesmolten, wordt het, afhankelijk van uw gebruik, in een warme of koude kamer gebracht. Daarna wordt het metaal onder hoge druk in het hydraulische systeem geïnjecteerd.
Koeling en stolling
Na het injecteren ondergaat de gegoten matrijs doorgaans een afkoelfase en uiteindelijk een stolling van de inhoud. Deze fase is cruciaal voor de duurzaamheid van het gegoten vormstuk, vandaar de noodzaak van optimale koeling en stolling in de vorm van de ontworpen mal vóór het uitwerpen.
uitwerping
Eenmaal gestold, maakt de fabrikant de matrijsvorm los, gevolgd door het uitwerpmechanisme, dat het vaste gietstuk uit de matrijs duwt.
Trimmen en andere nabewerkingen
In dit stadium heb je al je gegoten onderdeel. Daarom verwijdert de fabrikant excessen in het sparrenhout en de lopers, inclusief die in het eindproduct. Gebruik een trimzaag of -matrijs om optimaal trimmen te garanderen. Daarna kunt u verdere nabewerkingen uitvoeren, zoals anodiseren of galvaniseren, om de algemene kenmerken van het product verder te verbeteren.
Gemeenschappelijke materialen voor spuitgiettechniek
Hoewel spuitgieten geschikt is voor verschillende metaalopties, heeft het de voorkeur voor metalen met een laag smeltpunt. Deze functie maakt het vaker gebruikt voor non-ferrometalen. Hieronder vindt u een overzicht van standaard metaallegeringen die compatibel zijn met productietechnieken voor spuitgieten.
aluminium
Voorbeelden van aluminiumlegeringen voor spuitgieten zijn ADC12, ADC1, A360, A380, A413, B390, EN AC 43500 en A356. Net als standaard aluminium staan deze legeringen bekend om hun uitstekende sterkte-gewichtsverhouding, waardoor ze een goede keuze zijn voor de productie van lichtgewicht onderdelen die aanzienlijke sterkte vereisen.
Bovendien zijn ze corrosiebestendig en hebben ze een uitstekende thermische geleidbaarheid, waardoor aluminiumlegeringen uitstekend geschikt zijn voor spuitgieten. Bovendien kunnen aluminium spuitgietstukken de maatvastheid behouden, zelfs na zware omstandigheden.
zink legering
Typische zinklegeringen voor spuitgietonderdelen zijn ZDC3 en ZDC5. Deze zinklegeringen staan bekend om hun smeltpunt, dat minder dan 800 graden Fahrenheit ligt. Deze eigenschap maakt ze een uitstekende keuze voor spuitgieten. Bovendien zijn zinkgietstukken zeer ductiel en hebben ze een goede thermische geleidbaarheid en maatvastheid, waardoor ze geschikt zijn voor het vervaardigen van ingewikkelde ontwerpen.
Magnesium legering
De standaard magnesiumlegering voor spuitgietonderdelen is AZ91D. De belangrijkste eigenschap is lichtgewicht, waardoor het een populaire keuze is voor het maken van componenten voor de lucht- en ruimtevaartindustrie, waar een lage dichtheid een cruciaal criterium is. Magnesium wordt echter over het algemeen bij de productie gebruikt vanwege de ontvlambaarheid ervan.
Koper legering
Voorbeelden van koperlegeringen voor spuitgieten zijn H58, H59, H62, H65 en H68. Koperlegeringen staan bekend om hun uitstekende geleidende eigenschappen. Bovendien zijn ze relatief corrosiebestendig. Deze twee kenmerken maken ze een goede keuze voor het vervaardigen van gegoten mallen.
Opties voor oppervlakteafwerking en nabewerking voor spuitgietonderdelen
Spuitgietonderdelen zijn compatibel met verschillende opties voor oppervlakteafwerking en nabewerking. Hieronder vindt u een kort overzicht van de verschillende afwerkingen die daarbij passen spuitgietproduct.
Zandstralen
Bij zandstralen, ook wel abrasief stralen genoemd, wordt schurend materiaal onder hoge druk op het oppervlak van de onderdelen gespoten. Afhankelijk van het gebruik kan het een ruw oppervlak gladder maken, een glad oppervlak opruwen of juist helpen bij het maskeren van oneffenheden en gebreken bij het spuitgieten. Het lijkt veel op parelstralen.
Zandstralen is echter agressiever en zorgt voor dichtere coatings. Daarom is het een betere keuze voor het verwijderen van verontreinigingen op spuitgegoten metalen oppervlakken. Toch dienen beide vergelijkbare toepassingen om de algehele oppervlakte-eigenschappen van een onderdeel te verbeteren, inclusief esthetiek en weerstand tegen stoten, krassen en corrosie.
Poeder Coating
Poedercoaten is een typische afwerkingsbewerking voor spuitgietonderdelen. Het gaat om het aanbrengen van geladen poederdeeltjes op het oppervlak van een materiaal. Het zorgt er echter voor dat fabricagefouten en oneffenheden worden gemaskeerd, terwijl de dikte, het uiterlijk en de mechanische eigenschappen worden verbeterd.
Daarom is het eindproduct duurzamer en bestand tegen krassen, stoten en corrosie. Bovendien is poedercoaten milieuvriendelijk, omdat er geen giftig of schadelijk materiaal wordt gebruikt of gegenereerd.
Schilderwerk
Schilderen is misschien wel de meest gebruikte oppervlakteafwerking vanwege zijn eenvoud. Het gaat om het spuiten van verf of soms email of lak op het oppervlak van het afgewerkte onderdeel. Het eindresultaat van deze oppervlakteafwerking is een glanzender en esthetisch aantrekkelijker onderdeel.
Anodiseren
Anodiseren is een ander proces dat de oppervlaktekwaliteit van een spuitgietmetaaloppervlak verbetert. Het proces omvat het creëren van een anodische oxidefilm op het oppervlak van het metaal, waardoor een extra dikke laag ontstaat en de esthetiek wordt verbeterd. In tegenstelling tot de eerder besproken afwerking is het relatief duur.
Het is ook een meer standaardafwerking voor aluminium onderdelen, hoewel ook andere non-ferrometalen zoals zink compatibel zijn met deze afwerking. Na deze afwerking heeft het resulterende gegoten stuk een verbeterd uiterlijk en een verbeterde mechanische en chemische weerstand, waardoor de duurzaamheid wordt vergroot.
Plating
Plateren omvat het standaard galvaniseren of het stroomloze proces. Bij beide processen worden de spuitgietonderdelen gecoat met een ander metaal met verbeterde mechanische en chemische eigenschappen, zoals corrosieweerstand. Het belangrijkste verschil is dat terwijl elektrische stroom het galvaniseerproces katalyseert, mineralen het stroomloze galvaniseren van de gegoten onderdelen katalyseren.
Teflon coating
Tefloncoating is een chemisch coatingproces waarbij Teflon wordt gebruikt – een plastic materiaal dat chemisch bekend staat als polytetrafluorethyleen (PTFE). Het proces bestaat uit het besproeien van het metalen oppervlak met deze waterdichte kunststof, waardoor het onderdeel verbetert. Het resulterende oppervlak is niet-corrosief en minder reactief, omdat het een mechanische barrière vormt die het onderdeel beschermt, waardoor een grotere duurzaamheid wordt gegarandeerd.
bevruchting
Impregneren is een ander coatingproces dat verzadigingscoating of porositeitsafdichting wordt genoemd, omdat hierbij gebruik wordt gemaakt van poreuze substraten met een structuur die poriën bevat die door het gehele substraat dringen. Het resulterende proces zorgt ervoor dat de poriën worden gevuld met thermoharders en harspolymeren, waardoor het materiaal verder wordt versterkt. Daarom is het resulterende gegoten materiaal verbeterd met betere mechanische, chemische en algemene oppervlakte-eigenschappen.
Machinisten en OEM's moeten hun gietonderdelen reinigen voordat ze met enige nabewerking beginnen. Hoewel de oppervlakteafwerking onzuiverheden helpt maskeren, is het beter om sommige daarvan, zoals olie en smeermiddel, te verminderen of te verwijderen voordat u afwerkt, om de kwaliteit van de afwerking verder te verbeteren.
Toepassingen van spuitgietonderdelen
Spuitgieten is zeer veelzijdig en geschikt voor het maken van verschillende structuren, inclusief complexe onderdelen. Deze functie maakt het een veelgebruikte productietechniek in verschillende industrieën. Hieronder vindt u een kort overzicht van het gebruik ervan in enkele van 's werelds populaire industrieën.
Automotive Industry
Spuitgieten is een typisch proces voor het vervaardigen van onderdelen voor de auto-industrie. Het wordt gebruikt voor het maken van eenvoudige tot complexe onderdelen, zoals onder meer tandwielen, motorblokken en cilinderkoppen, gladhands, connectoren en transmissiecomponenten.
Luchtvaartindustrie
Vanwege de relatief hoge precisie, veelzijdigheid en kosteneffectiviteit is het geschikt voor het maken van onderdelen voor de lucht- en ruimtevaartindustrie. Het produceert onderdelen die voldoen aan gespecificeerde kwaliteits- en veiligheidsnormen. Deze onderdelen zijn bestand tegen zware omstandigheden en garanderen duurzaamheid en strakke tolerantiespecificaties.
Elektronica- en consumentengoederenindustrie
De elektrische industrie is een andere belangrijke sector die gebruik maakt van spuitgieten producten voor de vervaardiging van diverse apparaten. Het productieproces wordt gebruikt om elektrische en huishoudelijke componenten te maken, zoals schakelapparatuur, stroomonderbrekers, verbindingsstangen, compressorzuigers, paneelplaten, enz.
medische industrie
Met spuitgieten kunnen onderdelen worden gemaakt die voldoen aan de FDA-normen en veiligheidsvoorschriften, waardoor het een geschikt proces is voor het vervaardigen van medische apparaten en gereedschappen. Het proces wordt gebruikt om duurzame medische instrumenten en apparatuur te creëren.
Andere toepassingen
Naast alle hierboven besproken toepassingen biedt spuitgieten nog steeds toepassingen in verschillende industrieën, zoals het vervaardigen van onderdelen voor meubels of andere huishoudelijke componenten. Het wordt bijvoorbeeld gebruikt bij het vervaardigen van hardware zoals gootsteenkranen, ladetrekkers en -knoppen, deurgrepen, speelgoed, behuizingen van elektrisch gereedschap, koellichamen, enz.
Voor- en nadelen van spuitgieten
In dit gedeelte worden de voor- en nadelen van spuitgieten bij het vervaardigen van onderdelen en constructies besproken.
Voordelen van spuitgieten
Spuitgieten is een veelgebruikt productieproces vanwege de lage productiekosten en het productiegemak. Hieronder vindt u meer specifieke voordelen bij het spuitgieten.
- Maakt de creatie van eenvoudige tot complexe onderdelen mogelijk
- Minder arbeids- en gereedschapskosten vergeleken met andere processen zoals machinale bewerking
- Biedt productie met hoge precisie en handhaaft strakke tolerantiespecificaties
- Snelle productiesnelheden met hoog rendement
- Het is een zeer veelzijdig proces dat geschikt is voor verschillende metaalsoorten, waaronder aluminium, zink, koper en magnesium.
- Milieuvriendelijk, omdat de meeste materialen voor dit proces recyclebaar zijn
Nadelen van spuitgieten
Hieronder staan enkele nadelen van dit proces
- Niet geschikt voor grote plaatwerkconstructies
- Afhankelijk van de complexiteit van de onderdelen kan spuitgieten langere productiecyclustijden hebben.
- Niet geschikt voor metalen met hoge smeltpunten
Factoren die van invloed zijn op de kosten van spuitgieten
Spuitgieten is relatief kosteneffectief in vergelijking met andere productieprocessen zoals machinale bewerking en 3D-printen. Sommige specifieke criteria kunnen echter de productiekosten van spuitgieten verhogen. \
Hieronder vindt u een overzicht van enkele van deze factoren.
Gereedschaps- en matrijskosten
Ongeacht het productieproces spelen de matrijs- en totale gereedschapskosten een cruciale rol in de resulterende productiekosten. Met betrekking tot spuitgieten moeten fabrikanten vaak eerst de mal vervaardigen voordat ze overgaan tot het spuitgieten van het onderdeel. Daarom zal het productieproces voor het maken van de gegoten mal de kosten bepalen.
Materiaalkeuze
Het geselecteerde materiaal voor het spuitgieten bepaalt ook de vervaardigingskosten. Over het algemeen zijn sommige materialen duurder; Aluminium is bijvoorbeeld duurder dan koolstofstaal, en titanium is zelfs duurder dan aluminium. Als u een duur materiaal gebruikt, verwacht u daarom een algemene stijging van de totale productiekosten. Bovendien hebben sommige materialen mogelijk meer warmte en druk nodig om te spuitgieten. In dit geval verhogen ze de productiekosten door verwerking.
Opties voor oppervlakteafwerking
De nabewerkingen die het spuitgieten vereist, hebben ook invloed op de productiekosten. Dit omvat de basisafwerking, zoals trimmen, tot meer uitgebreide afwerkingen, zoals schilderen en galvaniseren. Daarom zullen de werkelijke kosten van deze operatie de prijs beïnvloeden.
Terwijl trimmen vooral voor iedereen wordt verwacht spuitgieten productenkunnen fabrikanten het uiterlijk verbeteren door verdere afwerking, waardoor de duurzaamheid van het onderdeel en de totale kosten worden verbeterd. U verwacht bijvoorbeeld dat schilderen minder kost dan beplating of een andere geavanceerde secundaire afwerking.
Tolerantie en kwaliteitseisen
Strikte toleranties en kwaliteitsnormen beïnvloeden de productiekosten. Fabrikanten hebben vaak gespecialiseerd gereedschap en oppervlakteafwerking nodig om ervoor te zorgen dat onderdelen aan nauwe toleranties en hoge kwaliteitseisen voldoen. Het vervaardigen van deze onderdelen vereist extra zorg, verhoogde precisiemonitoring en kwaliteitsanalyse, wat meer kosten met zich meebrengt.
Grootte, gewicht en volume van onderdelen
De vereiste maat, het gewicht en de hoeveelheid gegoten onderdelen zijn ook van invloed op de kosten. Het formaat en het gewicht bepalen bijvoorbeeld het materiaalgebruik, de productietijd en het energieverbruik. Daarom zullen uitgebreidere en zwaardere componenten meer kosten. Bulkproductie kan echter de kosten per onderdeel verlagen, omdat hiervoor dezelfde gereedschappen en specificaties nodig zijn en toch de productiekosten over de afzonderlijke componenten worden gespreid.
De deskundige spuitgietdiensten van Zintilon
Hoewel spuitgieten relatief eenvoudig is, vereist het bereiken van gewenste resultaten expertise. Daarom moet u samenwerken met een gerenommeerde dienst om ervoor te zorgen dat uw fabricage aan alle noodzakelijke ontwerpspecificaties voldoet.
Zintilon is een deskundige spuitgietdienstverlener. Wij beschikken over uiterst deskundige professionals met de juiste vaardigheden om u te helpen verzekeren spuitgieten producten geschikt is voor uw beoogde gebruik. We bieden zelfs deskundig advies over de beste manier om uw stuk te maken als u opheldering nodig heeft.
Neem vandaag nog contact met ons op voor uw spuitgietonderdelen!
Conclusie
Spuitgieten is een essentieel fabricageproces van metalen onderdelen. Het is zeer veelzijdig, kosteneffectief en efficiënt voor het maken van onderdelen met verschillende vormen, structuren en precisienormen. Deze eigenschappen maken het tot een waardevolle productietechniek voor industriële productie. Dit artikel biedt een gedetailleerd overzicht van alles wat u moet weten over het proces voordat u het voor uw fabricage selecteert.
Veelgestelde vragen
Wat is een gegoten exemplaar?
Een spuitgietstuk verwijst naar het resultaat van het spuitgietproductieproces. Het is een deels metalen onderdeel vervaardigd door spuitgieten.
Wat is spuitgietgereedschap?
Het spuitgietgereedschap verwijst expliciet naar de matrijs of stalen mal, die een integraal onderdeel is van het gietproces. De mal wordt meestal vooraf gemaakt met behulp van een geschikt productieproces, dat de vorm, het ontwerp, de structuur en andere specificaties van het beoogde product definieert.
Hoe verschilt spuitgieten van spuitgieten?
Hoewel beide processen enkele overeenkomsten vertonen, en sommige ze zelfs als dezelfde methode beschouwen, zijn spuitgieten en spuitgieten verschillend. Het belangrijkste verschil is dat bij het spuitgieten metalen onderdelen worden vervaardigd, terwijl bij het maken van kunststof onderdelen de voorkeur wordt gegeven aan spuitgieten.
Geweldig, Samen
