圧縮鋳造: 応用と利点に関する包括的なガイド

鋳造は,高圧下で溶融金属を再利用可能な模具腔 (鋳型) に押し込むことを含む,汎用的で効率的な金属鋳造プロセスです.複合物質の大量生産能力で有名ですこのガイドは,その応用,利点,材料,および設計の考慮事項の詳細な概要を提供します.

ダイカスタイリングの紹介

鋳造は,模具腔 (模具) と高圧を用いて溶融金属を注入する精密金属鋳造プロセスである.このプロセスは高度に自動化されており,厳格な許容を必要とする部品の大量生産に最適ですその起源は19世紀から印刷機の製造に遡ります自動車などの産業における近代的な製造の礎石に発展しました航空宇宙,電子機器,消費品

他の鋳造方法 (重力鋳造など) との重要な違いは,金属注入中に高圧の適用である.これは,より速い詰め込み,より細かい詳細の複製を可能にする.そして,最終部に優れた機械的特性があります.

鋳造 工 術 の 概要

基本的鋳造過程には,いくつかの重要な段階が含まれます.

• 固定: 切片 の 両半 を しっかり しっかり 閉じ て 固定 する.
• 噴射: 溶融した金属を高圧で模具の穴に噴射します.
• 冷却: 金属 は 模具 の 中 で 冷却 し,固まり,形状 を 取る.
• 発射: 鋳型が開き,発射ピンは鋳型を押し出します.
• トリミング:余分な材料 (フラッシュ,ゲート,ランナーなど) を部品から取り除く.

鋳造機は,溶融金属の処理方法によって区別される2つの主要な種類があります

鋳造 の 主要 な 利点

圧縮鋳造は,大量生産のための好ましい選択にする説得力のある利点を提供しています:

• 高い生産効率とコスト効率:このプロセスは,高速な生産サイクル (特に熱室機械では) を可能にし,大量の製造に最適です.大量生産で部品コストが低いため,経済的に有利です..
• 特殊な寸法精度と安定性鋳造部品は,優れた寸法一貫性と狭い耐性を示しています.最初の2.5cmでは典型的精度は0.1mm以内であり,追加のセンチメートルあたり0.002mmです.これは,二次加工の必要性を減らす.
• 表面表面塗装:生産された部品は表面の表面が滑らか (通常は1-2,5 μm Ra) で,通常は最小限の後処理仕上げが必要で,最終使用アプリケーションに適しています.
• 複雑な幾何学と薄い壁:高圧注入により 溶融金属は 固化前に 精密に 模具の穴を 満たすことができ 複雑な形状や細部他の鋳造方法で達成するのが困難または不可能である非常に薄い壁.
• 高強度と耐久性圧力の下での金属の急速な冷却により 細粒子の微小構造が形成され 機械的強度,硬さ,砂鋳造などの他の鋳造技術と比較して鋳造部品の耐久性.
• 材料の多用性亜鉛,アルミニウム,マグネシウム,銅,鉛,锡合金など,様々な用途で異なる性質を提供する幅広い非鉄金属と合金が鋳造できます.
• 組み立て の 必要 が 減る複雑 な 部品 は,しばしば 単一 の 鋳造 に 統合 さ れ,後に 組み立て られ なけれ ば なら ない 部品 の 数 を 排除 し たり 減らす こと が でき ます.

鋳型部品の主要用途

圧縮鋳造の独特の利点は,多くの産業で不可欠なものになります:

自動車産業: 圧縮鋳造は軽量化および構造部品にとって重要です.一般的な用途には,トランスミッションハウジング,エンジンブロック,シリンダーヘッド,ブレーケット,ステアリング部品電気自動車への移行は,バッテリーホイスやモーター部品の需要をさらに増加させた.

要求条件下で高強度,軽量,信頼性の高いコンポーネントの必要性により,機材,コックピットアセンブリ,レーダーハウジング,他の構造部品.

電子機器と消費品: 圧迫鋳造は,耐久性があり,熱を散らす,そしてラップトップ,スマートフォン,電動工具,ルーター,家電 (例えば,懐中電灯)EMI/RFIのシールド能力も 価値があります

工業機械: ポンプハウジング,水力マニホールド,バルブボディ,ギアなどの頑丈な部品の製造に使用されます.耐久性や寸法安定性を要求する重装備部品.

その他の用途:医療機器 (ハンドル,ハウジング),建設ハードウェア (フランク,ロック) および消費者製品 (電動工具ハウジング,おもちゃモデル) にも広く使用されています.

鋳造 用 の 材料 の 選択

材料の選択は,部品の特性,コスト,適用性に大きな影響を与えます.一般的な鋳型金属には以下が含まれます:

亜鉛合金: 優れた柔らかさ,衝撃強度,および塗装の容易さを提供する. 薄い壁や複雑な形状に適しています. 自動車,ハードウェア,消費財にしばしば使用されます.

アルミニウム合金: 強い重量比,優れた耐腐蝕性,高熱電導性. 自動車,航空宇宙,電子機器産業.

マグネシウム合金: 鋳造用として利用可能な最も軽い構造金属. 強い重量比と優れた加工能力を提供します. 重量削減が重要なアプリケーションで使用されます.,パソコン用ケース,自動車用部品)

銅合金 (銅/青銅): 高強度,着用耐性,腐食耐性 を 備える.彼らは優れた電気と熱伝導性を持っているが,より高い鋳造圧力と温度を必要とする電気部品,ギア,そして船舶のハードウェアに使用されます.

鋳造 の 設計 考察

製造可能な設計 (DFM) は,成功する鋳造には不可欠です.

設計角度:軽い draft 角度 (通常は1〜3°) をエジェクション方向に平行な壁に組み込むことで,部品を簡単に取り外し,牽引痕跡を防ぐ.

壁の均一厚さ:均等な冷却と固化を促進するために,貫通性,歪み,またはシンクマークなどの欠陥を最小限に抑えるため,一貫した壁厚さを目指す.

肋骨とフィレット:固さ や 硬さ を 増やす ため に 肋骨 を 使用 し て も,大きく 厚さ を 増やす こと は でき ませ ん.フィレット (内側 の 丸い 角) は ストレスの 集中 を 減らし,金属 の 流出 を 改善 し ます.

分断線とフラッシュ:切断線 は 切断 の 半分 が 交わる 場所 で ある.設計 者 は,その 位置 を 考慮 し て 視覚 的 な 影響 を 最小限に 抑え,切断 を 簡素 に する 必要 が ある.フラッシュは,分離線で逃れることができる材料の薄い層であり,取り除く必要があります.

余計 に 複雑 な こと を 避ける鋳造機は複雑で優れているが,可能な限り設計を簡素化することで 鋳造コストを削減し,生産効率を向上させることができる.

鋳造 の 限界 と 課題

圧迫鋳造には,その利点にもかかわらず,いくつかの限界があります.

初期費用が高く鋳造機の製造は複雑で高価で,主に大量生産では経済的に便利です.

毛孔性:高速注射により,鋳造物内には空気が閉じ込められ,内部に孔隙が生じる.これは部品の強さに影響し,圧迫性がないようにします.圧縮型鋳造などの技術で 軽減できます.

物質的な制限:主に低溶融点を持つ非鉄金属に限定されている.高溶融点と付随する模具の損傷により,鉄金属の鋳造は非常に困難である.

部品サイズ制限:大型部品は存在するが,機械のサイズとクランプ力の制約下,鋳造可能な部品のサイズには実用的な制限がある.

トリミング 必要:この過程でフラッシュ,ランナー,スプルーが生成され,二次操作で取り除く必要があります.

压成 鋳造 の 将来 的 な 傾向 と 革新

圧迫鋳造産業は,いくつかの主要な傾向で進化し続けています.

自動化と産業 4.0ロボットとIoT (モノのインターネット) の統合を拡大し,積み上げ,潤滑,部品の抽出,トリミングなどの作業を行う.リアルタイムのデータモニタリングは,予測的なメンテナンスとプロセス最適化を促進します.

先進的な合金とプロセス制御: 強化された特性 (例えば,より高い強度,より高い強度) を有する新しい合金の開発質の向上と欠陥の削減のために,より洗練されたプロセス制御システム.

自動車産業の軽量化への推進は,非常に大きな構造型圧鋳造品 (例えば,電気自動車の電池用トレイと底部用ギガキャスティング).

持続可能性: エネルギー効率の良い機械,金属廃棄物のリサイクル (ランナー,スプルー,廃棄された部品はしばしば再溶融されます) に焦点を当てます.環境に優しい潤滑剤や放出剤の開発.