ZTL TECH heet nu Zintilon. We hebben onze naam en logo geüpdatet voor een frisse start. Nu controleren

September 29, 2024

Lagedruk- versus hogedrukspuitgieten: welke is beter voor u?

GESCHREVEN DOOR

Lilly Lilly

Lagedruk- versus hogedrukspuitgieten: welke is beter voor u? Afbeelding blog

Home / Blog / Lagedruk- versus hogedrukspuitgieten: welke is beter voor u?

Inhoudsopgave

Zich abonneren op
onze nieuwsbrief

Spuitgieten is een veelvoorkomend productieproces dat metalen voorwerpen met grote precisie en een gladde oppervlakteafwerking produceert. Het houdt in dat gesmolten metaal onder druk in een mal wordt gegoten, waar het stolt tot de gewenste vorm. Er zijn twee soorten spuitgieten: lage druk en hoge druk. Elke aanpak heeft duidelijke voordelen en is geschikt voor verschillende doeleinden.

In deze gids zullen we vergelijken spuitgieten onder lage druk en spuitgieten onder hoge druk en bespreek de voor- en nadelen ervan.

Lagedruk spuitgieten

Gesmolten metaal wordt in een spuitgietmal bij lage druk in LPDC. Het feit dat de matrijsholte continu wordt gevuld tijdens de stollings- of krimpfase draagt bij aan de grote nauwkeurigheid, wat aangeeft dat het de volumedaling compenseert. Extra kenmerken zijn onder meer een verbeterde uniformiteit van het gesmolten metaal van boven naar beneden en een afname van porositeit en oxideontwikkeling.

Kenmerken

Lage druk spuitgieten (LPDC) is een gespecialiseerd proces dat wordt gekenmerkt door het gebruik van lage druk, doorgaans variërend van 0.7 tot 1.5 bar, om gesmolten metaal in de matrijsholte te forceren. Deze methode is ontworpen om hoogwaardige metalen onderdelen te produceren met uitstekende mechanische eigenschappen en ingewikkelde geometrieën. Hier zijn enkele belangrijke kenmerken van lage druk spuitgieten:

Toepassing bij lage druk: Het proces gebruikt relatief lage druk om de mal te vullen, wat het risico op turbulentie vermindert en de vorming van gasporositeit in het eindproduct minimaliseert. Dit resulteert in onderdelen met superieure structurele integriteit en minder defecten.
Langzame vulsnelheid: De langzame en gecontroleerde vulsnelheid van gesmolten metaal zorgt voor een constante en uniforme stroom, wat essentieel is voor het bereiken van fijne details en het verkleinen van de kans op koude sluitingen en misruns.
Gravity-Assisted Filling: Bij LPDC wordt de mal doorgaans boven het gesmolten metaalreservoir geplaatst, waardoor de zwaartekracht kan helpen bij het vulproces. Dit zorgt voor een betere malvulling en vermindert metaalverspilling.
Herbruikbare mallen: Het proces maakt gebruik van herbruikbare metalen mallen (matrijzen), die een goede thermische geleidbaarheid bieden, wat leidt tot snellere koeling en stolling van het metaal. Dit verbetert de cyclustijden en de algehele productie-efficiëntie.
Verminderde turbulentie: De gecontroleerde druk en langzamere vulsnelheid verminderen de turbulentie tijdens het gietproces aanzienlijk. Dit minimaliseert het risico op ingesloten lucht en insluitsels, wat leidt tot een oppervlakteafwerking van hogere kwaliteit.
Veelzijdige toepassingen: LPDC is geschikt voor het produceren van een breed scala aan componenten, waaronder auto-onderdelen (bijv. wielen, motorblokken), lucht- en ruimtevaartcomponenten en structurele onderdelen voor verschillende industrieën. Het is met name geschikt voor het produceren van grote en complexe onderdelen met nauwe maattoleranties.

VOORDELEN

De voordelen van lagedrukspuitgieten zijn:

Uitstekende vervormbaarheid

Lagedrukvulling verbetert de vloeibaarheid van het vloeibare metaal, wat resulteert in een goede vervormbaarheid. Gietstukken die met deze methode worden geproduceerd, hebben een glad oppervlak en een duidelijke vorm. Vanwege de uitstekende vervormbaarheid is de methode over het algemeen perfect voor het maken van gegoten onderdelen met ingewikkelde geometrieën.

Gietstukken met een hoge zuiverheidsgraad

Er is zeer weinig tot geen slak aanwezig in de gietstukken, wat ze extreem zuiver maakt. De configuratie van de gietmachine is de reden voor het lage slakniveau. Op het oppervlak van gesmolten metalen zijn doorgaans slakken te zien. Toch bevat het vloeibare metaal dat in de holte wordt gedreven geen slakken, aangezien de stijgbuizen in de warmhoudoven afdalen. Dus het uitzonderlijk zuivere gieten. De kans dat slak in de mal terechtkomt, is minimaal, omdat dit een lagedrukprocedure is.

Door het stabiele vulproces voorkomt de techniek ook dat het gesmolten metaal oxideert. Wanneer het gesmolten metaal stabiel is, worden het tuimelen, stoten en spatten verminderd of geëlimineerd. Als gevolg hiervan vormen zich geen oxidatieslakken, die de kwaliteit van de gietstukken in gevaar zouden kunnen brengen.

Kristallisatie

Het gietstuk kan kristalliseren en een compacte structuur creëren omdat het onder druk stolt. Als gevolg hiervan zijn gietstukken die met deze methode zijn gemaakt stevig en geschikt voor items die hoge sterktewaarden nodig hebben.

Verhoogde nauwkeurigheid

De methode produceert extreem nauwkeurige onderdelen omdat het stollingsproces wordt uitgevoerd bij een lage druk. Bijgevolg wordt de matrijsholte continu gevuld om te compenseren voor het volume dat krimpt naarmate het gesmolten metaal stolt. Vanwege de grote precisie is het het meest nauwkeurige proces voor het creëren van axiaal symmetrische objecten, zoals wielen.

NADELEN

Hier zijn enkele nadelen van lagedrukspuitgieten:

Niet geschikt voor het produceren van onderdelen met dunne wanden

Gietstukken die met deze methode worden gemaakt, kunnen wanden hebben die minimaal 3 mm dun zijn. Daarom is hogedrukspuitgieten een betere optie voor het produceren van dunwandige onderdelen dan deze methode.

Geërodeerd metalen onderdeel

Wanneer apparatuurmetaal in contact komt met gesmolten metaal, kan er een geërodeerde aluminium gietvorm ontstaan. Dit kan resulteren in hoge onderhoudskosten, met name in grote productiesystemen. Bovendien kan het vloeibare metaal de componenten van het apparatuurmetaalgedeelte absorberen, wat de prestaties kan verslechteren.

Verminderde gietcyclus

Een nadeel is dat door de lage druk de cyclus langzamer is. Hierdoor kunnen er weinig onderdelen worden geproduceerd en zijn ze duur.

Spuitgieten onder hoge druk

Hogedrukspuitgieten houdt in dat de metaalvloeistof in de drukkamer wordt gegoten, de malholte snel wordt gevuld, het metaal onder hoge druk kan kristalliseren en stollen en vervolgens massieve gegoten aluminiumstukken worden gemaakt. Hogedrukspuitgieten is de beste methode voor het produceren van grote hoeveelheden aluminium onderdelen met uitstekende dimensionale precisie en een gladde oppervlakteafwerking, terwijl er weinig bewerking nodig is. Dit is een goede manier om aluminium gietstukken te maken die een hoge sterkte hebben. Bovendien biedt hogedrukspuitgieten de mogelijkheid om dunnere wandsecties te produceren dan zwaartekrachtgieten of lagedrukspuitgieten.

Kenmerken

Hogedrukspuitgieten (HPDC) is een zeer efficiënt en veelgebruikt productieproces dat bekend staat om zijn vermogen om complexe en zeer nauwkeurige metalen onderdelen te leveren met hoge productiesnelheden. Hier zijn enkele belangrijke kenmerken van hogedrukspuitgieten:

Hoge injectiedruk: HPDC houdt in dat gesmolten metaal in de matrijsholte wordt geïnjecteerd bij zeer hoge druk, doorgaans variërend van 700 tot 2500 bar. Deze hoge druk zorgt ervoor dat het gesmolten metaal de matrijs snel en volledig vult, zelfs in het geval van dunwandige of complexe geometrieën.
Snelle cyclustijden: Vanwege de hoge druk en snelle injectiesnelheden, maakt HPDC zeer snelle cyclustijden mogelijk, waardoor het ideaal is voor productie in grote volumes. Deze efficiëntie kan de productiekosten aanzienlijk verlagen en de productiviteit verhogen.
Precisie en nauwkeurigheid: De hoge druk die wordt gebruikt in HPDC zorgt ervoor dat het metaal precies overeenkomt met de afmetingen van de mal, wat resulteert in onderdelen met een hoge dimensionale nauwkeurigheid en nauwe toleranties. Dit maakt HPDC geschikt voor het produceren van ingewikkelde componenten met fijne details.
Dunne wandsecties: Het vermogen om metaal bij hoge druk te injecteren, maakt de productie van onderdelen met zeer dunne wanden mogelijk, wat niet eenvoudig te bereiken is met andere gietmethoden. Dit is met name voordelig voor lichtgewichttoepassingen in industrieën zoals de automobiel- en lucht- en ruimtevaart.
Herbruikbare metalen mallen: vergelijkbaar met LPDC, gebruikt HPDC herbruikbare metalen mallen (matrijzen) gemaakt van hoogwaardig staal. Deze mallen kunnen de hoge temperaturen en druk weerstaan die bij het proces komen kijken, wat bijdraagt aan de kosteneffectiviteit van de methode.
Oppervlakteafwerking: HPDC produceert doorgaans onderdelen met een uitstekende oppervlakteafwerking en minimale nabewerkingsvereisten. De hoge druk zorgt voor een glad, dicht oppervlak, waardoor er minder behoefte is aan extra bewerking of afwerking.
Legeringcompatibiliteit: HPDC is compatibel met een breed scala aan metaallegeringen, waaronder aluminium, zink, magnesium en koper. Deze veelzijdigheid stelt fabrikanten in staat om het beste materiaal te selecteren voor hun specifieke toepassingsbehoeften, waarbij factoren zoals sterkte, gewicht en kosten in evenwicht worden gebracht.

VOORDELEN

Hieronder staan de voordelen van het hogedrukspuitgietproces:

Gladde oppervlakteafwerking

De gladde oppervlakken van HPDC-componenten maken ze perfect voor coatings of andere finishing touches. Als gevolg hiervan zijn er minder secundaire CNC-bewerkingsprocedures nodig, wat zowel geld als tijd bespaart. Bovendien verbetert het de esthetische aantrekkingskracht van het eindproduct, wat vooral voordelig is voor consumentenartikelen.

Dunwandige componenten

De hoge druk van dit proces maakt het mogelijk om componenten te gieten met wanden die zo dun zijn als 1 mm. Dit kenmerk helpt bij het produceren van lichtgewicht maar sterke en duurzame onderdelen, wat handig is voor industrieën zoals elektronica, automotive en lucht- en ruimtevaart.

De productie is kosteneffectief en snel

HPDC is een productieve procedure. Omdat het snel grote aantallen onderdelen kan creëren, is het vaak de meest economische keuze voor productieruns met een hoog volume. Na verloop van tijd zorgen de snelheid en nauwkeurigheid van gietcycli voor lagere kosten per eenheid, wat ook minder afval en een hogere efficiëntie garandeert.

CONS

Hieronder staan de nadelen van het gebruik van de hogedrukreiniger spuitgieten werkwijze:

Hoge opstartkosten

HPDC heeft aanzienlijke uitgaven vooraf, met name voor gereedschap en installatie. Deze kosten kunnen prohibitief zijn voor kleinschalige productie of prototyping. Bij productieruns met een hoog volume worden deze kosten echter vaak gecompenseerd door lagere eenheidskosten.

Porositeitsproblemen

Een typisch probleem met HPDC is porositeit, wat de productie is van microscopisch kleine gaten of openingen in het gegoten onderdeel als gevolg van ingesloten gas. Porositeit kan de mechanische eigenschappen van het gegoten onderdeel beschadigen, de levensduur verkorten en de schoonheid ervan aantasten. Hoewel een goed ontwerp en procescontrole dit probleem kunnen verminderen, kan het niet volledig worden uitgeroeid.

Beperkte warmtebehandeling

De porositeit in HPDC beperkt verder de capaciteit om componenten grondig te warmtebehandelen na het gieten. Warmtebehandeling, die vaak wordt gebruikt om de sterkte en duurzaamheid van metalen onderdelen te vergroten, kan minder effectief zijn vanwege de aanwezigheid van poreuze gebieden.