Náklady na odlévání hliníku pod tlakem se pohybují zhruba od 4$ do 6$ USD. Podobně se náklady na nástroje mohou pohybovat od 8,000$ do 15,000$ USD. Pokud máte jednoduchý design, můžete ušetřit $5 000-$10 000 na nákladech na nástroje. Navíc správná hliníková slitina jako A380 může snížit náklady až na 10%.

Existují určité způsoby, jak zlevnit a zlevnit lití hliníku pod tlakem. Z hlediska této optimalizace konstrukce jsou na prvním místě levnější slitiny, recyklovaný hliník atd. Více informací o tom, jak snížit náklady na tlakové lití hliníku, najdete v tomto článku. Přečtěte si, na co se zaměřit, abyste zlepšili výrobní výsledky.

Optimalizace návrhu formy pro snížení nákladů na tlakové lití

Význam konstrukce výsekových forem

Zřejmě, návrhy výsekových forem hrají zásadní roli. Konstrukce proto musí vytvářet díly správné velikosti, obsahovat hladké povrchy a nabízet dostatečnou pevnost. Kromě toho efektivní konstrukce matrice také vyžaduje méně času na jeden cyklus a je ovlivněna opakovaným používáním.

Dopad na kvalitu dílů

Špatná konstrukce matrice přináší různé problémy. Na začátku jsou to všechno drobné problémy, které se nakonec promění v nevyhnutelné vady, jako jsou praskliny, deformace nebo nerovnosti.

Například matrice, která nevydrží teploty mezi 400 a 700 °C, způsobuje vady.

Proto potřebujete přesnější konstrukci matrice, pokud chcete tento problém vyřešit.

Vliv nákladů na tlakové lití na rychlost výroby a životnost formy

Vliv dobře navržené matrice na celkovou výrobu zahrnuje zkrácení doby cyklu a dlouhou životnost. Například může dojít k posunu z 30 sekund na 25 sekund na jeden díl. Stejně tak se zvyšuje výrobní kapacita o 20%. V důsledku toho nejen šetří peníze, ale také zvyšuje efektivitu.

Technické aspekty konstrukce lisovacích forem

Závorové systémy:

Systém brány zahrnuje mnoho dalších součástí. Jedná se například o spuru, tlumivky, běhouny a vstupy.

Pro roztírání roztaveného hliníku do zápustek jsou důležité tyto části, jako např.:

• Vtok je základní kanál o šířce asi 10-15 mm.
• Dusítko napomáhá rychlejšímu toku kovu o šířce 5-8 mm.
• Běžce o šířce 8-12 mm nechte kovem pokrýt každou stranu raznice.
• Ingoty o šířce 3-6 mm se hodí zejména k vedení kovu směrem k matrici.

Odvětrávací systémy:

Odvětrávací systémy fungují tak, že obsahují chladicí kanály, vyhazovací kolíky, úhly tahu a dělící čáry. Jejich hlavním úkolem je zabránit zachycování vzduchu a omezit výskyt závad.

• Chladicí kanály (o průměru 6-10 mm) uvolňují dostatečné množství tlaku, aby udržely teplotu matrice na správném stupni.
• Vyhazovací kolíky je vhodné přidávat každých 50-100 mm, abyste vytlačili konečný díl.
• Úhel náklonu 1-3° umožňuje snadné vyjmutí dílů.
• Pokud dělicí čáry nesedí dokonale, vznikají na okrajích odlitku zbytky nebo otřepy.

Přenos tepla:

Během lití je důležité udržovat teplo. Nerovnoměrné chlazení formy totiž vede ke smršťování, prasklinám a deformacím.

Tento problém mohou vyřešit také správné chladicí kanály, které udržují správnou teplotu matrice.

Optimalizace návrhu formy pro snížení nákladů na tlakové lití hliníku

Výhody jednoduchých dělicích linek, účinných chladicích kanálů a snížení počtu součástí matrice by mohly být jedním ze snížení nákladů.

Například die s menším počtem součástek může ušetřit přibližně 5000-10000, zatímco chladicí systémy šetří energii.

Kromě toho design pro vyrobitelnost (DFM) vytváří snadný návrh matrice, což zlepšuje její výrobní schopnosti a použití.

Použití simulačního softwaru

Software jako MAGMAsoft a ProCAST umožňuje konstruktérům lokalizovat slabá místa a vzorce proudění. Předvídají příčinu problémů, jako je smršťování nebo trhliny, ještě před výrobou. Například integrace simulace do návrhů matric vede k úspoře materiálového odpadu až 10-15% a k výrobě lepších dílů.

Minimalizace složitosti a snížení množství odpadu

Na cenu matrice mají vliv faktory, jako jsou podřezání a jádra. V tomto případě tedy proveďte méně podseknutí a přidejte jednoduchá jádra, abyste ušetřili čas i peníze. Rovněž se zaměřte na systémy vnějších uzávěrů, jako jsou kuželové vtoky, abyste zabránili vzniku otřepů a zmetků.

Tyto techniky výrazně šetří materiálový odpad a dobu cyklu až o 12%.

Výběr správné hliníkové slitiny

Přehled slitin hliníku

Výrobci používají hliníkové slitiny především kvůli jejich nízké hmotnosti, pevnosti a odolnosti proti korozi. Jejich běžnými typy jsou A380, ADC12 a AlSi9Cu3.

Každý z nich je jiný, protože jejich chemické složení není stejné. Například A380 se skládá z Al-8,5%Si-3,5%Cu a ADC12 z Al-10%Si-2,5%Cu.

Klíčové vlastnosti

Jak jsme uvedli výše, slitiny hliníku se vyrábějí přidáním několika prvků.

Proto tyto prvky ovlivňují jejich vlastnosti (pevnost v tahu, mez kluzu a tažnost). Například u slitin A380 je pevnost v tahu ~310 MPa a tepelná stabilita 250 °C.

Kromě tepelné stability je to parametr, který ukazuje, jak dobře slitina funguje při vysokých teplotách.

Obrázek například ukazuje různé aspekty horkých slitin Al a AlSi H13. Zachovávají si pevnost až do 400-600 °C, což je vhodné pro použití ve vysokoteplotních dílech.

Rozdíly mezi primárními a sekundárními slitinami

Primární a sekundární slitiny lze rozlišit podle jejich skutečného zdroje. Primární slitiny totiž obsahují čistý materiál, zatímco sekundární obsahují recyklované položky.

Přítomnost stopových prvků, jako je železo a mangan, může změnit jeho vlastnosti. Například slitina s příliš velkým obsahem železa může mít nižší tažnost.

Vliv výběru slitiny na náklady na tlakové lití

Náklady na materiál nejsou v každém regionu nebo nastavení stejné. Jejich ceny se tedy neustále mění. Například A380 není o mnoho dražší než ADC12. Zejména ADC12 má dobrou tekutost. To však způsobuje méně vad při odlévání.

Stejně tak složité slitiny, včetně AlSi9Cu3, mohou způsobit opotřebení nástroje a zvýšit náklady na obrábění.

Vliv slitiny na náklady a životnost formy

Některé slitiny, například AlSi H13 za tepla, mají vynikající tepelnou stabilitu. To proto, že u nich nedochází k opotřebení matrice, což zvyšuje jejich výkonnostní cykly.

Správný výběr slitiny může přinést velmi nízké náklady. Tímto způsobem lze získat specifické vlastnosti, jako je kvalita dílů, prodloužená životnost zápustek a snadná výroba za lepší ceny.

Například slitina AlSi9Cu3 je vhodná pro vysokou pevnost, ale zároveň šetří 10% náklady na obrábění.

Zlepšení efektivity procesu odlévání

Přehled procesu tlakového lití

Za účelem výroby profilových dílů výrobku připravují výrobci roztavený hliník. Tento materiál se pak přesune do vstřikovací formy, kde je tlačen silou pod vysokým tlakem.

Na procesu odlévání se podílejí i další komponenty. Například forma, podávací trubice a vyhazovací kolíky.

• Forma obsahuje tvar profilu.
• Podávací trubice jsou jako cesty, které dodávají kovy.
• Vyhazovací kolíky pomáhají bezpečně vyjmout díly z formy.

Metody tlakového lití

Odlévání lze provádět v horkých i studených komorách. Výběr mezi nimi spočívá v typech kovů a jejich bodech tání.

Je to proto, že tlakové lití v horké komoře nemůže zpracovávat slitiny s vysokými body tání. Dobře si poradí s nízkými teplotami tání, jako je zinek.

V případě vyšších teplot tání (hliník) však chladicí komory fungují efektivně.

V horkých komorách trvá dokončení jednoho cyklu kratší dobu, zatímco ve studených komorách jsou díly pevnější.

Metody zvyšování efektivity procesů

Optimalizace řízení teploty:

Již víme, že je nutné kontrolovat teplotu matrice. Proto jsou k dispozici ohřívače a chladicí systémy, které vám pomohou. Také sledování teploty v reálném čase umožňuje vyrábět díly s podobnými vlastnostmi nebo konzistencí.

Zkrácení doby cyklu:

Urychluje proces plnění formy a udržuje vstřikovací tlak kolem 500-1500 barů. Optimalizujte dobu chlazení a proces vyjmutí tak, abyste ušetřili 5-10 sekund na jednotku.

Implementace automatizace:

Automatizace zvyšuje efektivitu práce a snižuje náklady. Roboti jsou totiž rychlejší a dělají méně chyb než lidé. Mohou být použity k nanášení maziv na zápustku, vytahování dílů a provádění kontrolních kroků.

Preventivní údržba:

Pravidelně kontrolujte vybavení každého stroje a jeho podpůrné části. Zjistěte, zda nedošlo k poruše a zda není třeba provést výměnu. Tato podpora údržby udržuje nastavení v chodu.

Klíčové aspekty zdokonalení tlakového lití vám tedy skutečně pomohou zlevnit výrobu.

Snížení materiálového odpadu

Význam snižování materiálového odpadu

Materiálový odpad neprospívá životnímu prostředí ani úsporám nákladů. Například odpad z hliníkových třísek způsobuje vážné škody, pokud není znovu použit. Kromě toho je na přetavení a zpracování šrotu potřeba více energie. V důsledku toho se zvyšují výrobní náklady.

Metody minimalizace odpadu

1. Optimalizace konstrukce matrice:

Abyste snížili množství odpadu, je třeba optimalizovat systémy běhounů a bran. V současné době vybírejte menší podběhy a brány.

Například posuňte velikost hradla z 6 mm na 4 mm. Spotřebuje se méně materiálu, čímž se ušetří 10% na zmetcích.

K dispozici je také možnost optimalizovat přetečení zachycením přebytečného kovu pro opětovné použití.

2. Zavádění recyklačních programů:

Tento druh odpadu z hliníkových třísek lze recyklovat přímo v podniku pomocí stroje na vytlačování za tepla. Složitý odpad, jako jsou dráty EDM nebo kompaktní extrudát, však potřebuje externí recyklační zařízení.

3. Snížení nadprodukce:

Předvídání poptávky a zásady štíhlé výroby pomáhají při odstraňování nadbytečných zásob. Navrhují díly s použitím materiálů v aktuálním množství.

4. Správné zacházení s taveninou:

Ultrazvukové lázně pomáhají odstraňovat oxidaci z povrchu hliníku před tavením. Vzniká tak méně odpadu, který se snižuje o 5-10%.

Snížení množství materiálového odpadu prostřednictvím procesů a konstrukce výlisků pomáhá společnostem ušetřit více a chránit životní prostředí. Tyto techniky rovněž podporují udržitelnost. Například opětovné použití hliníkových třísek může ušetřit $10 000 ročně.

Zvažte alternativní výrobní metody

Přehled alternativních výrobních metod

K výrobě dílů se specifickými vlastnostmi se zřejmě používá několik technik. Například 3D tisk, obrábění, investiční lití a vstřikování kovů. Každá metoda má určité výhody a nevýhody.

Výhody a nevýhody ve srovnání s tlakovým litím

• 3D tisk: Pro výrobu dílů složitých tvarů a menšího množství je nejvhodnější, ale pro velké zakázky je příliš pomalý.
• Obrábění: Přesnost dílu, přidání přesných detailů, ale vzniká materiálový odpad.
• Investiční lití: Pro hromadnou výrobu je však mnohem dražší.
• Vstřikování kovů: Tímto procesem lze vyrábět složité díly malých rozměrů. Zpracovává však jen určité slitiny.

Alternativní metody snižování nákladů na tlakové lití hliníku

1. Snížení plýtvání materiálem: 3D tisk funguje efektivně, pokud je pořízen v téměř síťovém tvaru. To snižuje množství odpadu až o 20-30%.
2. Nižší náklady na nástroje: 3D tisk nepotřebuje složité nástroje a snižuje náklady na seřízení o $10 000-$50 000.
3. Větší flexibilita designu: 3D tisk dokáže vyrobit výrobky s těmi nejnáročnějšími vlastnostmi. Není tedy třeba k dílům přidávat další komponenty.

Závěr

Na stránkách tlakové lití hliníku řešení pro snížení nákladů spočívá v různých faktorech. Patří mezi ně konstrukce matric, vhodné slitiny, zlepšení efektivity procesu a snížení množství odpadu.

Také alternativní metody, jako je 3D tisk, přinášejí větší úspory. Optimalizujte tyto parametry odpovídajícím způsobem, abyste získali efektivní výrobu za nižší cenu. Obraťte se na nás a podívejte se na skutečné výsledky.