V automobilovém průmyslu jsou potřeba díly, které nejsou těžké, vydrží náročné podmínky, jsou velmi přesné a přitom cenově dostupné. Zinkové tlakové lití tyto přednosti zaručuje. Zejména v automobilovém průmyslu se zinkové tlakové lití stalo preferovaným výrobním procesem pro výrobu velkých objemů složitých dílů s vynikající rozměrovou přesností a kvalitou povrchu. Využití této metody podporuje mnoho aplikací v oblasti klik dveří, dílů řízení a elektronických skříní používaných v dnešních vozidlech.
Síla zinkového tlakového lití automobilových dílů spočívá v použití slitin Zamak, což je skupina materiálů na bázi zinku známá svou slévatelností, pevností a odolností proti opotřebení a korozi. Proto tyto díly vypadají složitě a dosahují tak přísných kvalitativních a automobilových standardů. Automobilové procesy tlakového lití zinku navíc umožňují vysokorychlostní výrobu s dobou cyklu často pod 30 sekund a životností formy přesahující jeden milion cyklů. Díky tomu se daří snižovat náklady a každý díl odpovídá očekávané kvalitě, což je pro dodavatele automobilového průmyslu zásadní.
V posledních letech se v souvislosti s přechodem na lehká vozidla a elektromobily dále zvýšila poptávka po řešeních pro tlakové lití automobilů zamak, a to díky jejich schopnosti integrovat více funkcí do jediného dílu, který je zároveň recyklovatelný a efektivní.
Historie tlakového lití zinku v automobilovém průmyslu
Zinkové odlitky se začaly vyrábět před více než sto lety, na počátku 20. století. Zpočátku se zinkové slitiny používaly v tiskařství a pro výrobu spotřebního zboží, ale ve 30. letech 20. století se dostaly i do automobilů. Protože se vozidla vyvíjela v detailnější stroje, potřebovala také lehčí kovové díly, které byly pevné.
Oblast odlévání se dramaticky změnila, když byly zavedeny slitiny zamaku - vyrobené ze zinku s dalšími prvky. Význam slova Zamak je složen z německých slov pro zinek, hliník, hořčík a měď. Tyto slitiny nabízely vynikající odlévací vlastnosti a rychle se prosadily v automobilovém zinkovém tlakovém lití.
V 50. a 60. letech 20. století se mnoho automobilových dílů - od klik dveří až po kryty karburátorů - vyrábělo hromadně technikou tlakového lití zinku. Díky lepším strojům na tlakové lití a zdokonalené technologii forem hrál ještě větší roli.
Co je zinkové tlakové lití?
Při tlakovém lití zinku se roztavená slitina zinku vtlačuje tryskou do těsné licí formy. Tisíce nebo někdy i miliony malých dílů, které jsou si přísně podobné, je možné vyrobit pomocí nástrojové oceli vytvarované do forem. Pro tlakové lití automobilů zamak spočívají hlavní výhody v nízké teplotě tání slitiny (přibližně 380 °C), vynikající tekutosti a vysokém poměru pevnosti k hmotnosti.
Většinu času proces vidí lidé:
- Tlaky při vstřikování se pohybují od 30 do 150 megapascalů (tj. 300 až 1500 barů).
- Efektivita se zvyšuje díky časům cyklů od 10 do 30 sekund pro každý zpracovávaný díl.
- Tolerance jsou možné s maximální přípustnou odchylkou ±0,02 milimetru.
- Některé díly OAL mají tloušťku stěny pouze 0,5 mm.
Proč je zinek důležitý pro díly vozidel?
Použití zinkového tlakového lití automobilových dílů vychází z rovnováhy mechanických a nákladových výhod, které zinek nabízí:
- Zinkové slitiny Zamak 3 a Zamak 5 mají pevnost v tahu 280-400 MPa a mohou dosahovat až 10%.
- Pevnost zinku znamená, že kola z něj vyrobená váží méně, přestože jsou podstatně kompaktnější než kola vyrobená z hliníku.
- Zinek snadno nerezaví; vytváří oxidový povlak, který ho přirozeně chrání.
- Pro povrchovou úpravu lze použít chromování a práškové lakování, protože zinek je dobře přijímá.
- Nástroje pro tlakové lití zinku mají mnohonásobně delší životnost než nástroje pro hliníkové odlitky.
Zaměřte se na Zamak
U většiny operací tlakového lití zinku pro automobilový průmysl dominují při výběru materiálu slitiny Zamak. Následuje rychlý přehled nejobvyklejších typů poezie.
| Slitina | Al Content | Vlastnosti |
| Zamak 3 | ~4% Al | Vynikající rozměrová stabilita, nízké náklady |
| Zamak 5 | ~4% Al + Cu | Vyšší pevnost a tvrdost |
| Zamak 2 | ~4% Al + Cu + Mg | Vysoká odolnost proti tečení |
| ZA-8 | ~8% Al | Vyšší pevnost, lepší odolnost proti opotřebení |
Při tlakovém lití autozámků se nejčastěji používá Zamak 3 díky své rovnováze mezi výkonem a odlévatelností.
Proces tlakového lití v designu automobilových výrobků
Proces tlakového lití se skládá z různých důležitých fází.
1. Příprava formy
Před vstřikováním se lisovací formy zahřejí na teplotu přibližně 200 °C a poté se postříkají speciálním mazivem, které usnadňuje separaci.
2. Vstřikování
Slitina Zn (roztavený Zamak) se tlačí do formy rychlostí 0,5 až 4 metry za sekundu při tlaku 500-1500 barů.
3. Tuhnutí
Zinek v zápustce téměř okamžitě tuhne, takže jeho tvarování a vyhození trvá zpravidla méně než 5 sekund.
4. V tomto kroku hovoříme o vysouvání a ořezávání.
O chvíli později je meteorit vymrštěn vystřelovacími kolíky. Veškeré další informace, jako je například blesk, jsou odstraněny.
5. Následné zpracování
Pomocí CNC obrábění, vibračního odstraňování otřepů nebo pokovování se dosáhne požadovaných specifikací.
Každý krok je optimalizován tak, aby byla zajištěna opakovatelnost, která je obzvláště důležitá u zinkového tlakového lití automobilových dílů.
Důležité aspekty a technická fakta
Podívejme se na technické specifikace, které se obvykle vyskytují u zinkových tlakových odlitků pro automobilový průmysl:
| Parametr | Typický rozsah |
| Teplota tání (Zamak) | 380-425°C |
| Vstřikovací tlak | 300-1500 barů |
| Doba cyklu | 10-30 sekund |
| Hmotnost dílu | 0,02 - 3,0 kg |
| Životnost plísní | 500 000 - 1 000 000 záběrů |
| Tloušťka stěny | 0,5 - 4,0 mm |
| Rozměrová tolerance | ±0,02 mm |
Vynikající tepelná vodivost zinku (přibližně 120 W/m-K) umožňuje rychlé chlazení, což je ideální pro hromadnou výrobu zinkových odlitků v automobilovém průmyslu.
Použití zinkového tlakového lití pro automobilový průmysl
Díky své spolehlivosti, stálosti a hospodárnosti je zinkové tlakové lití důležité v automobilovém průmyslu. Tato metoda podporuje mnoho aspektů různých systémů vozidel. Níže jsou uvedeny hlavní oblasti, ve kterých se zinkové tlakové lití v automobilovém průmyslu nejčastěji používá.
1. Interiérové automobilové komponenty
Zinek najdete v mnoha interiérech, které vyžadují detailní design a stabilitu. Tvary najdete také na přezkách bezpečnostních pásů, na ovládacích prvcích palubní desky, páčce ventilace a krytu zapalování. Výjimečná povrchová úprava a přesnost dosažená díky tlakovému lití automobilového zinku pomáhají splnit vizuální i bezpečnostní standardy uvnitř kabiny.
2. Vnější díly automobilů
Díky své odolnosti proti korozi a schopnosti pokovovat lze zinek použít na venkovní konstrukce. Pomocí zinkového tlakového lití se často vyrábějí kliky dveří, emblémy, držáky zrcátek a díly stěračů automobilů. I v náročných podmínkách si tyto součásti musí během své životnosti zachovat svůj design.
3. Automechanika a díly vozidel
Prostory pod kapotou vašeho vozidla jsou horké, mastné a plné vibrací. Zinek je velmi vhodný pro sedadla, kryty olejových čerpadel a solenoidů a součásti v převodovkách. Řešení zinkového tlakového lití pro automobilový průmysl nabízí vysokou pevnost a rozměrovou stabilitu, které jsou pro tyto náročné aplikace nezbytné.
4. Digitální a senzorová pouzdra
Vozidla jsou dnes konstruována s velkou závislostí na senzorech a řídicích systémech. Tepelná vodivost a stínění proti elektromagnetickému rušení (EMI) zinku znamená, že je ideální pro použití v konektorech baterií, krytech řídicích jednotek a krytech senzorů. Díky těmto faktorům je tlakové lití auto zamak klíčovou metodou pro výrobu přesných, ochranných elektronických krytů.
5. Obložení v dekorativních stylech
Protože slitiny zinku vypadají skvěle, designéři je rádi používají pro jmenovky, loga a chromované díly. Je téměř nemožné najít zařízení, které by bylo tak schopné vytvářet tak hladké a přesné linie a povrchy jako toto. Přestože se jedná pouze o malé díly, mohou tyto možnosti ovlivnit jak vnímání značky, tak i pocit uživatelů z vozidla.
Výhody zinkového tlakového lití pro automobilový průmysl
- Vysoká přesnost při výrobě komponentů ve tvaru sítě, které se jinými metodami obtížně tvarují.
- Materiály se snadno neštípou ani neopotřebovávají.
- Ekonomické - Šrot je nízký a opotřebení kovové formy Amazon trvá déle.
- Povrchová úprava - na rozdíl od broušení lze použít chromování, lakování a práškové lakování.
- Práce s hliníkem může často trvat déle než operace s lehkými termoplasty.
Díky tomu je tlakové lití automobilů zamak u malých až středně velkých dílů upřednostňovanou metodou před litím hliníku nebo hořčíku.
Problémy a řízení kvality
Navzdory výhodám je třeba se při tlakovém lití zinku vypořádat s některými velkými problémy.
- K pórovitosti může dojít v důsledku zadržení vzduchu nebo smrštění předmětu.
- Vibrace nástrojů - ačkoli jsou pomalejší, po určité době používání se nástroje stávají méně přesnými.
- Hrubá destilace vede k tepelnému praskání, které způsobuje namáhání matric.
Metody kontroly kvality jsou:
- Rentgenové testování k zachycení vnitřních problémů
- Kontroluje měření pomocí souřadnicového měřicího stroje (CMM).
- Ostré praskliny na povrchu obvykle způsobují, že do nich prosakuje barva.
- Je možné zjistit změny hmotnosti ±2%.
Tyto metody zajišťují spolehlivost zinkového tlakového lití automobilových dílů.
Věci o životním prostředí a recyklaci
- Zinek můžeme snadno recyklovat. Naprostá většina zinku v automobilovém průmyslu, který vzniká tlakovým litím, se recykluje a znovu používá.
- Defektní, běžce a blesky se znovu roztaví a poté filtrují. Navíc:
- Při tavení potřebuje zinek pouze méně energie než hliník, protože teplota tání zinku je mnohem nižší (419,5 °C oproti 660 °C).
- Výběrem výrobků vyrobených z recyklovaného zinku se snižuje pravděpodobnost, že budou přispívat ke globálnímu oteplování. 60%
Udržitelné tlakové lití zinku pro automobilový průmysl je v souladu s cíli oběhového hospodářství v moderní výrobě vozidel.
Očekávaný pokrok v oblasti tlakového lití zinku pro automobilový průmysl
Mezi prvky konstrukce elektromobilu patří skříně baterií, chladicí systémy a elektrické skříně.
- Vestavěné senzory jsou cennou součástí konstrukce odlitků.
- Práce s kusy ze zinku a materiálu ElastoMerc®
- Amalgámový design: Odlitky vyrobené jako multifunkční pro méně náročnou montáž
Cesta vpřed pro zinkové tlakové lití vautomobilovém průmyslu zahrnuje inovace vmateriálech, automatizaci a systémech zajištění kvality založených na umělé inteligenci.
Srovnání zinku a hliníku v automobilovém tlakovém lití
Ačkoli hliník je široce vybírán pro rámy hlavních vozidel, zinek je upřednostňován pro své jemné složité tvary, tenké složení stěn a nižší teploty tavení v jiných částech.
| Majetek | Zinek (Zamak 3) | Hliník (A380) |
| Bod tání (°C) | ~420°C | ~660°C |
| Zemřít život (záběry) | 500,000-1,000,000 | 100,000-150,000 |
| Tloušťka stěny | Do 0,5 mm | Obvykle ≥1,5 mm |
| Povrchová úprava | Vynikající | Mírná |
| Tepelná vodivost | 120 W/m-K | 170-230 W/m-K |
| Hustota (g/cm³) | 6.6 | 2.7 |
Proto je tlakové lití zinku pro automobilový průmysl stále preferovanou volbou pro díly, jako jsou emblémy, převodové páky, pouzdra a spojovací prvky, u nichž je rozhodující přesnost, povrchová úprava a životnost.
Konstrukce nástrojů pro tlakové lití zinku
Úspěšný proces tlakového lití závisí z velké části na kvalitním nástroji. Správná konstrukce lisovacích forem vede k menšímu počtu problémů, delší životnosti a vyšší produktivitě.
Hlavní body, na které je třeba myslet při navrhování
- Způsob, jak se zbavit vzduchu během vstřikování.
- Lehké elektrické tepelné regulační zařízení (chladicí potrubí) pro nastavení teploty formy
- Brány jsou konstruovány pro rychlý přenos tenkých dílů.
- Používá se pro díly s více než jedním tvarem
Materiály H13 nebo SKD61 pro zinkové matrice jsou kalené tak, aby vydržely teploty kolem 400-450 °C a tlaky až 1500 barů.
Typická forma pro tlakové lití automobilů zamak může stát $8 000-$25 000, ale může dát více než 1 milion dílů s malou degradací.
Vady a problémy při tlakovém lití zinku
I při automatizaci a kontrole kvality se mohou v procesech tlakového lití zinku v automobilovém průmyslu vyskytnout vady. Pochopení těchto faktorů zlepšuje váš provoz.
| Defekt | Příčina | Řešení |
| Pórovitost | Uvězněný vzduch nebo plyn | Vylepšené odvětrávání, vakuové lití |
| Studené uzávěry | Neúplná fúze kovových toků | Zvýšení teploty kovu, zvýšení rychlosti vstřikování |
| Smršťování | Nerovnoměrné chlazení nebo silné úseky | Rovnoměrná tloušťka stěny, optimalizované brány |
| Flash | Přebytečný kov na dělících čárách | Zvyšuje se přítlak lisovacích kleští, lepší uložení |
Moderní stroje na tlakové lití jsou vybaveny snímači tlaku výstřiku, teploty a doby plnění dutiny v reálném čase, což umožňuje včasné odhalení potenciálních problémů při tlakovém lití automobilových dílů.
Využití automatizace při tlakovém lití zinku v automobilovém průmyslu
Automatizace je dnes integrována téměř do všech fází tlakového lití zinku v automobilovém průmyslu:
- Robotické postřikovače dodávají maziva do kovů s povrchovou úpravou.
- Naběračky na lince samy nalévají tekutý zinek.
- Časování výstřelu a tlak se řídí umístěním materiálu pod tlak pomocí programovatelných logických regulátorů (PLC).
- Robotická ramena dopravují odlitky na pásem poháněné ořezávací stanice.
- Tyto procesy zajišťují, že teplota v pracovním prostoru zůstane stejná, chrání přítomné osoby a zabraňují mnoha chybám.
- Typická doba automatického buněčného cyklu se pohybuje mezi 18 a 25 sekundami na jeden díl.
- Ruční obsluha dílu v tomto systému trvá 30 až 40 sekund.
- Automatizace umožňuje vyrábět větší objemy dílů, což je důležité při výrobě komponentů, jako jsou pouzdra rámu sedadla nebo páky ovládání řazení v automobilových linkách pro tlakové lití zinku.
Případová studie: Tlakové lití zinku pro pouzdro sloupku řízení
Jedním z praktických příkladů odlévání automobilových dílů pod tlakem zinku je kryt sloupku řízení, který se nachází v sedanech střední třídy.
- Tento materiál je začleněn: Zamak 5
- Vynález má rozměry 180 mm x 70 mm x 40 mm.
- Tloušťka tepelně tvarované stěny je 1,5 milimetru.
- Tento výrobek váží 0,92 kg.
- Použitý vstřikovací tlak byl 1200 barů.
- Doba cyklu se měří na 21 sekund
- Společnost ročně vyrobí 1,2 milionu kusů.
Malý přípustný rozdíl (±0,03 mm) v konstrukci vyžadoval, aby byl díl vyroben vakuovým litím za účelem snížení pórovitosti. Tohoto antikorozního efektu bylo dosaženo díky tomu, že díly byly povrchově upraveny chromováním. Konstrukce prošla všemi testy na vibrace, solnou mlhu (po 240 hodinách) a více než 100 000 nárazů na silnici.
Jak funguje tlakové lití zinku v elektrických vozidlech?
Vzestup počtu elektromobilů mění poptávku v automobilovém průmyslu tlakového lití zinku:
Mezi obvyklé součásti EV Zinc patří:
- Pouzdra pro senzory
- Systém obsahuje nástroje pro ovládání baterie.
- Dodává se spolu s komponenty elektrárny
- Pro řídicí jednotky se používají konstrukce chladičů.
Pro elektroniku elektrických vozidel je velmi důležité, aby zinek dokázal rychle odvádět teplo. Tyto materiály také slouží k ochraně důležité elektroniky před rušením. Díky těmto vlastnostem je zinkové tlakové lití automobilových součástí důležitou součástí elektrifikované mobility.
Závěr
Automobilový průmysl tlakové lití zinku zůstává jednou z nejefektivnějších metod výroby velkoobjemových a vysoce přesných součástí vozidel. Díky optimálnímu využití materiálu Zamak, nejmodernějšímu vybavení a vhodné době cyklu si zinkové díly udržují své vysoké postavení v automobilovém průmyslu. Ať už se jedná o automobilové díly, tlakové lití zinku pro ovládací prvky interiéru, tlakové lití automobilového zinku pro mechanické kryty nebo tlakové lití automobilového zamaku pro vnější obložení, tento proces je hnací silou výkonnosti i efektivity. Jeho kořeny v historii a jeho budoucnost, poháněná inovacemi, udržují zinkové tlakové lití přímo uprostřed automobilového průmyslu.
Nejčastější dotazy
1. Jaké jsou aplikace zinkového tlakového lití v automobilovém průmyslu?
Práškový proces výroby kovů se nejčastěji používá pro kliky dveří, mechanismy bezpečnostních pásů, skříně převodovek a elektronické skříně. Výroba tímto procesem je užitečná při velkosériové výrobě vozidel na naftu, benzin a elektřinu.
2. Proč se u některých automobilových dílů používá zinek místo hliníku?
Odlévání zinku usnadňuje proces, tenčí díly jsou pevnější a vaše nástroje by měly vydržet déle. Protože může poskytovat robustní povrchovou úpravu a přísnější specifikace, je nejvhodnější pro automobilové předměty s mnoha malými součástmi.
3. Jaké slitiny zamaku se používají při tlakovém lití zamaku v automobilovém průmyslu?
Slitiny zamaku se skládají ze zinku, hliníku, hořčíku a mědi. Tyto slitiny se vyrábějí pro tlakové lití a poskytují dobrou pevnost, snadno nerezaví a zachovávají si stálost rozměrů.
4. Jak odolné jsou zinkové tlakové odlitky pro automobily?
Zinek je známý tím, že se z něj vyrábějí houževnaté díly, které mají silnou pevnost v tahu, jsou odolné proti korozi a nelámou se při nárazu. Takové kondenzátory snesou drsné pracovní prostředí s vibracemi, teplem a vlhkostí.