您是否曾经仔细看过手中的高端笔记本电脑外壳?那不是一件式的,薄的,但强壮的金属壳令人赞叹吗?老实说,依靠传统CNC加工,这种复杂的部分通常意味着较长的处理时间和高成本。
实际上,制造了许多类似的炮弹,以及汽车发动机块和精密医疗设备零件使用高压铸造。在我们的JS公司,这是我们在制造精密金属零件的专业。
简而言之,这是为了加热和融化金属,例如铝合金,然后将其注入以极高的压力和超快速速度的高强度钢制成的精确模具。整个过程非常快,复杂的外壳成型甚至可能没有一秒钟!
这种高压 +高速组合的优点是:
- 高生产效率!特别适合需要大量生产的笔记本电脑壳。
- 可以一次制作具有特别复杂形状和精确尺寸的零件。
- 成品具有很高的一致性和光滑的表面,在许多情况下,即使是随后的完成也可以保存。
正是由于效率,精度和成本的全面优势,高压铸造过程在消费电子,汽车和医疗行业中如此受欢迎。如何更好地控制这种速度和精度,以使其既高效又可以保证最高品质是我们每天学习的。
核心答案摘要:
特征 | 高压模具铸造(HPDC) | 低压模具铸造(LPDC) | 沙子铸造 |
生产速度 | 非常快(以几秒钟/零件为单位)。 | 慢(分钟/件)。 | 慢(小时/项目)。 |
产品准确性 | 很高。 | 更高。 | 一般来说。 |
壁厚能力 | 可以生产极薄壁的零件(最大<1mm)。 | 厚厚的壁厚。 | 最厚的壁厚。 |
霉菌成本 | 极高。 | 更高。 | 低的。 |
适合批处理生产 | 批量生产(> 10,000件)。 | 中小型批次。 | 从单个项目到中等批次。 |
本文将回答您的问题:
- 在本指南中,我将带您完成高压模具铸造(HPDC)的完整过程。
- 解释机器的工作原理,分析其最关键的优势和挑战。
- 最后,使用我们处理的真实情况来解释为什么HPDC通常是效率和精确度的首选解决方案。
为什么相信本指南? JS Die Casting Workshop的专业见解
在JS的高压模具铸造车间中,我们知道它不仅仅是将熔融金属压入模具中。它更像是一种全面的知识,它使您可以知道金属流动方式,如何冷却和凝固以及如何精确设计模具。我们依靠专业软件来模拟每毫秒霉菌中熔融金属的流量和凝固。核心目标是预测和消除潜在的孔隙率缺陷。
以模具为例。这铝制高压铸造模具我们设计的是内部冷却水通道,有时比部分本身更为复杂!原因很简单:我们要确保零件大小是准确的,并且模具温度控制必须精确。
“正如汽车制造专家詹姆斯·沃马克(James Womack)经常说的那样:出色制造的秘诀是在内部消化复杂性,并向客户提供简单可靠的产品。我们在模具设计中消化了这种复杂性。”
本指南的价值来自实际情况。例如,我们帮助了汽车电子客户解决其ECU外壳的长期电磁屏蔽(EMI)故障问题。通过深入分析,我们调整了外壳的进料端口位置和排气通道设计。猜怎么着?该问题一次解决了,并通过了最严格的测试!该指南中的见解是我们日复在高压,高速和高精度铸造生产的前线中积累的经验和解决方案。
核心原理:用于熔融金属的“超注射器”
高压铸件是使用强大而超快速的机器在巨大的压力下以高速注入热液体金属,然后使其冷却并立即形成以制成复杂形的零件。
高压铸造机的两个核心系统:
(1)夹紧系统:
试想一下,如果您以很高的压力和速度倒入熔融金属,影响会有多巨大?如果模具未密封,它将被打开,液态金属会散发出来,不要开玩笑。
夹紧系统的固有功能:它是由巨大的液压缸驱动的,它可以将精密钢模具的两半(例如,所谓的铝高压铸造工具)夹在一起,重量或数十吨。这种夹紧力被称为“夹紧力“在吨中。它必须能够抵抗注射的重大影响。夹紧力不足将导致霉菌的扩张,溅起金属甚至安全事故。过多的夹紧力会导致过多的能耗和机器负载。
(2)注射系统:
- 这是整个机器的核心,可用于计量,运输和加压金属。在冷室模具铸件中,我们最初是挖出已知的熔融铝。
- 最后,主要功能是一个巨大的活塞,名为一拳。在液压或电力下,它可以加速至非常高的速度(每秒高达10米,比螺栓运行快几倍!)。
- 打孔器将铝融化在前方,通道中的桶中,并将其加压到霉菌腔中。在此过程中使用的压力巨大,通常是数百或数千种气氛(超过100 MPa)。在深海中这样的压力,但瞬间!
高压 +高速,该功能的作用是一个:允许铝液体充满整个霉菌腔的所有角落的一千分之一甚至更少,甚至薄薄的结构都将完美地复制,内部缺陷较少。
现代高压模具铸造机的关键性能参数范围:
范围 | 典型范围 | 技术意义和应用 |
夹紧力(吨) | 100-5000+(大型机器最多10000+)。 | 确定组件的最大投影面积和结构复杂性。汽车结构组件通常需要> 3500吨。 |
最大注射速度(m/s) | 4-10(空气速度可以达到更高)。 | 确保完全填充薄壁和复杂的特征,从而影响表面质量和内部缺陷。 |
最大注入压力(MPA) | 50-150+(在增压阶段可以更高)。 | 提供充满功率和压缩压力。真空铸造的应用压力通常大于90 MPa。 |
干循环时间 | <2.0-10.0+(取决于机器尺寸)。 | 反映机器运动系统的效率并影响整体生产节奏。 |
数据来源:北美死亡铸造协会的NADCA标准和行业实践。
高压模具铸造依赖于夹紧系统来提供坚实的“要塞”,并且注射系统起着精确的“射击者”的作用。两者完美地合作,将液体铝变成精确形状的零件。
“我们在JS正在考虑如何使此“超级喷油器”更加准确,更快,更好,并产生零缺失,高性能的模具铸件。如果您具有高需求,复杂形状的铝合金零件,请不要犹豫直接与JS联系以聊天!”
逐步:高压铸造的闪电周期
作为一名工程师,他在JS上很长一段时间在高压铸造的前线工作,我将带您完成我们每天在研讨会中每天都有的制造过程 - 铝高压铸造的核心周期。从铝水到零件,整个过程与闪电一样快,通常在数十秒钟内完成,高度自动化且充满精确的控制。
步骤1:喷涂和模具关闭
模具打开后,机器人臂将立即喷一层特殊涂料(释放剂)在腔表面。
这种涂层具有很大的影响:
- 首先,它允许将固化零件平滑地删除,就像将“不粘涂层”涂在模具上一样。
- 其次,它有助于清除模具表面的热量,以防止局部过热影响零件的质量和模具的寿命。
喷涂后,巨大的夹紧系统立即发挥力,两半的精密钢模具被数百甚至数千吨的夹紧力锁定。该空间必须足够强,以承受高速注入下部金属液体的巨大影响。
步骤2:注射
计量汤匙准确地测量熔融液体铝合金进入注入套筒(桶)。
注射打孔开始移动,过程非常挑剔:
- 慢速阶段:首先要以较低的速度加速打孔,目的是将金属液体推入模具的凹槽中,并同时将空气耗尽袖子和跑步者的空气以减少空气夹带。这是确保零件内部质量的第一步。
- 高速阶段:金属液体到达摄入剂后,一次性速度将速度达到数米甚至每秒10米的速度!用高速和高压铝液体填充整个霉菌腔的所有角落,精确复制模具的结构。
步骤3:增强和冷却
一旦腔填充,压铸机就会施加高于注入压力的暂时增强压力(也称为补充压力)。
这个简短的次要加压绝对是必不可少的:
- 它加压金属冷冻和紧密收缩,推出可能的收缩腔并加压金属结构,从而提高了所得的强度和密度铝高压铸件。
- 同时,模具内部的冷却水管开始最佳运行,循环冷却水很快吸收了铸造和模具的热量。精确的温度控制调节铸造固化的速率和均匀性,这直接影响了零件的尺寸准确性和内部质量。冷却时间通常从几秒钟到数十秒钟不等。
步骤4:模具的射击和开放
在冷却和凝固模具内部的铸件以保持其形状的范围后,释放了夹紧力并打开模具。
下一个,喷射销系统在模具中移动以从模具腔中弹出模制部分。弹出部分通常会自动落在传送带或接收设备上,并进入下一个链接。
步骤5:零件完成
刚刚弹出的部分,材料手柄和连接到浇注系统的门可能具有少量的溢流金属边缘。这些是填充过程中必要的部分,但最终产品不需要。
我们将删除这些多余的零件,这些零件可以通过自动修剪机或手动修剪和抛光工具来盖章。在完成整理过程之后,铝制高压铸件真正完成,可以发送随后的处理(例如CNC,表面处理)或组装。
高压模具铸造的精确周期:喷涂,霉菌关闭,注入,加压冷却,开口和射血效果,将其连接在一起,反映了工程控制的本质。
“在JS,我确保通过严格的过程控制和经验积累来确保每个铝制高压铸件具有良好的质量和一致性。如果您正在寻找高效且可靠的高压铸造解决方案,以制造复杂而精确的铝合金零件,欢迎与JS团队进行深入的讨论。”
实际战斗案例分析:制造5G基站的轻巧,高热量耗散过滤器外壳
5G基站越来越小,但是需求越来越高,尤其是核心组件 - 滤清器壳体。它必须像精确的艺术品,轻便的羽毛,快速散热和批量生产。这是高压模具铸造可以表现出其力量的地方。
客户挑战:制作一个既轻巧又复杂的5G住房,并以数百万计的大量产生!
背景:一家全球通信巨头与我们联系,为其最新的5G基站开发新的过滤器外壳。
主要困难是什么?
- 设计限制:外壳壁厚需要小于1.5毫米,并且覆盖有高且稀薄的散热鳍。
- CNC加工不起作用:想使用整个铣削的铝?处理时间太长,工具磨损很大,每件的成本太高而无法承受,这完全无法满足每年数百万件的需求。
- 普通铸造的局限性:金属液体低压铸造流相对较慢,施加压力也很低。当面对那些薄而深的(鳍间隙)腔区域时,金属液体的前端可能会在完全流向末端之前开始凝固。这将不可避免地导致填充不完整。
JS解决方案:高压铸造铝技术的优势应用
客户的核心需求很明确:质量产生薄壁的零件具有高度复杂的结构,同时确保超低单位成本。高压铸造铝技术可以完美地满足这些要求!
我们的响应策略:
(1)技术路线:锁定高压铸造
这些零件具有复杂的形状,非常薄的墙壁,需要大量生产。因此,高压铸造是唯一的可行选择。它依靠高速和高压将熔融金属压入模具中,特别是解决了困难的成型问题,例如薄壁和深腔。
(2)材料:选择合适的铝合金
我们使用高流量铝材材料类似于ADC12。将这种合金融化成液体后,它像水一样容易流动,并且可以完美地填充复杂的薄壁结构。最终的零件既强大又轻。
(3)模具:核心的核心
模具确定它是否可以均匀生产。我们为模具流量分析付出了很多努力,并优化浇注系统,以确保铝液体可以高速流动,稳定流入整个霉菌腔,尤其是那些微小的散热器空隙。
为了防止在铝散热器的高压铸造过程中产生气泡并确保散热器的完整性和效果,模具专门配备了真空功能。在注入金属之前,该设备可以立即清除霉菌腔中的空气,从而大大降低了涉及气泡的风险。这是很好地使用高压铸造铝。
(4)自动化:保证快速和良好
我们为客户提供了一个全自动生产线。机器人负责所有步骤,例如喷涂剂,进行零件,修剪等。该系统每天可以运行24小时,大大减少了手动操作,确保每个部分的质量同样好,并且可以完美地满足客户所需的大量需求。
最终结果:打破约束并为全球5G构建服务
戏剧性的时刻:当第一个样品从生产线上脱颖而出时,客户看到了薄薄但完整的散热器鳍,他们的眼睛睁大了。他们没想到我们真的可以做到!
数据确认:
- 单件生产时间:从几个小时的CNC处理缩短到死模的45秒!
- 单件成本:与CNC解决方案相比,减少了90%以上!
- 产品资格率:高达99.5%以上,完全满足客户的全球规模交付需求。
我的建议:
如果您正在制造一些轻巧,薄壁和复杂的东西,例如迷宫,并且想以低成本制造数百万美元。不要犹豫,高压铸造不仅是一个不错的选择,而且可能是您终点的唯一方法。它使不可能变成了可能的事情,并且快速,良好且便宜。
“ 5G外壳产品是通过高压铸造完成的,它是快速,准确且经济的。它完美地解决了世界上的超薄和复杂的质量生产结构的世界问题。如果您也有兴趣产生质量的相似,高缺陷的大型金属零件,我强烈建议您在瓶装上脱颖而出。它可以在瓶子上脱颖而出。它可以在瓶子上脱颖而出。帮助您实现梦想!”
常见问题解答 - 回答您有关高压铸造的更多问题
1。高压铸造的优点和缺点是什么?
优点:
当批量生产时,它的速度非常快(一秒钟内的一件),并且每件的成本可以保持在很低。零件的尺寸准确,表面优美,许多零件不需要辅助处理。最重要的是,它可以处理具有特别复杂的结构和薄壁的零件,其中成千上万的零件是相同的。
限制:
最大的限制是大量的初始霉菌投资,因此将其用于小规模生产并不具有成本效益。另外,由于熔融金属以高速注入模具,因此很容易形成微小的气泡,因此这种类型的零件不适合增强热处理。最后,与其他处理方法不同,可用于模具铸造的铝合金类型相对有限。
2。哪些材料主要用于高压铸造?
高压模具铸造最常用于易于流动的非有产金属。
- 铝合金是绝对的主要力,例如常用的ADC12,A380和其他等级,它们具有良好的流动性和强度。例如,我们制作的具有复杂散热器的5G壳是典型的铝合金高压铸件。
- 锌合金(例如Zamak 3,5)也很常见,特别适合具有高表面要求的小零件。
- 镁合金用于需要极轻的产品(例如超薄笔记本壳)。尽管可以使用铜合金,但它们会对模具造成巨大损害,并且在实践中很少使用。
3。高压模具铸件和低压铸造之间的核心差异是什么?
关键在于熔融金属如何进入霉菌以及其速度的速度。
- 高压铸造依赖于巨大的机械压力,可以在几秒钟内高速注入熔融金属。这种速度非常快,可以产生非常薄且复杂的形状,但是很容易以高速将气体包裹在零件中。
- 低压铸造更加温和。它依靠底部的稳定气压来稳定地从底部到顶部“支撑”熔融金属。填充速度缓慢而有序,零件的内部更稠密,更强,但不能使结构特别薄,速度较慢。
概括
高压铸造,这项技术确实可以称为最好的高压铸造解决方案用于现代群众生产!最令人惊奇的是,一组精确的模具可用于换成快速生产速度,精度极高,还可以处理这些特别复杂的形状。考虑一下,我们每天使用的手机,我们驾驶的汽车以及可以快速,廉价地制造各种通信设备。高压模具铸造在其背后起着必不可少的作用。这是一种以效率和规模获胜的制造理念。
那么,您的产品呢?
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- 如何最合理和耐用地设计模具?
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