Metalkomponenter fremstilles på forskellige måder. Støbning og smedning anses for at være de to mest almindelige metoder. Begge metoder former metal. Men de gør det ret forskelligt. Sådanne variationer har indflydelse på styrke, kvalitet, omkostninger og ydeevne. Det er vigtigt at vide, hvad forskellen er. Det hjælper ingeniører med at træffe det rigtige valg. Det hjælper industrien med at konstruere sikrere og bedre produkter. 

To af de mest almindelige processer inden for metalbearbejdning i industrien er støbning og smedning. Støbning er en proces, hvor man bruger smeltet metal og derefter hælder det i en form, hvor det hærder til den ønskede form. Den er især velegnet til fremstilling af komplicerede former, store komponenter og hule emner som motorblokke, pumpehuse og pyntegenstande. Med mindst tre typer metaller, herunder stål, aluminium, kobber og bronze, gør støbning det muligt at forme metaller relativt let, hvilket gør det omkostningseffektivt med hensyn til fremstilling af lave til mellemstore mængder.

Smedning, på den anden side indebærer, at man former metal ved at udøve trykkræfter, enten varme eller kolde, for at få den ønskede form. Dette suger metalkornene i overensstemmelse med komponentens form, hvilket fører til høj styrke, sejhed og udmattelsesmodstand. De smedede komponenter, som krumtapaksler, tandhjul og flykomponenter, er mere sikre i højbelastende og bærende applikationer. De to processer har deres egne styrker og svagheder og kan anvendes inden for teknikken afhængigt af kravene.

Hvad er casting?

Støbning er en metalbearbejdningsprocedure. Ved støbning varmes metallet op til smeltepunktet. Det smeltede metal er i form af en væske. Dette smeltede metal tilsættes en form. Den endelige del har form af et hulrum i formen. Metallet reduceres i formen. Når det er kølet ned, er metallet i form af et fast stof. Den faste form tages derefter af. Nu er delen klar.

Støbning er meget gammelt. Det har været brugt i tusindvis af år. I dag anvendes det i næsten alle industrier.

Nøglefunktioner ved støbning

• Metallet er smeltet.
• Det smeltede metal støbes i en form.
• Metallet størkner i den faste tilstand.
• Delen tager form efter formen.

Fordele ved støbning

Evnen til at lave komplicerede former.

Meget komplicerede og detaljerede former kan støbes. Man kan lave designs, som er svære eller umulige at lave med andre processer. Det er også meget nemt at skabe indvendige hulrum.

Store og tunge komponenter er velegnede.

Store dele fremstilles bedst ved støbning. Komponenter af meget stor størrelse er ikke særlig svære at fremstille. Det gør det anvendeligt i den tunge industri.

Bredt udvalg af materialer

Næsten alle metaller kan støbes. Jernholdige og ikke-jernholdige metaller er velegnede. Det giver ingeniører mange materialemuligheder.

Omkostningseffektiv produktion

Støbning kan være billigere end andre produktionsprocesser. Man kan bruge den samme form flere gange. Det forenkler og sænker omkostningerne ved masseproduktion.

Mindre bearbejdning, minimal bearbejdning.

Støbning kan producere næsten rene former. Det betyder, at der er behov for færre bearbejdninger efter produktionen. Det hjælper med at spare tid og omkostninger.

Alsidig og meget brugt

Der er flere industrier, hvor støbning anvendes. Det er fleksibelt og tilpasningsdygtigt. Det fremmer produktion i lille og stor skala.

Ulemper ved casting i produktionen:

Porøsitet og gashuller

Gas kan blive fanget af smeltet metal under størkning, og det forårsager porøsitet, som gør det endelige produkt svagt.

Overfladefinish

De støbte overflader er generelt ru og skal måske bearbejdes yderligere for at opnå en glat finish.

Unøjagtighed i dimensionerne

Under størkningen er der mulighed for svind og dermed en variation i dimensionerne, og det er ikke let at bestemme nøjagtige tolerancer.

Reducerede mekaniske egenskaber.

Indvendige defekter kan reducere styrken, duktiliteten og slagfastheden af støbte metaller sammenlignet med smedede metaller.

Begrænsninger i størrelse

Tykke eller tynde sektioner kan være meget store og derfor være svære at støbe uden fejl.

Formenes kompleksitet

Produktionen af komplekse støbeforme er tidskrævende og kostbar.

Grønne og sikkerhedsmæssige spørgsmål.

Smeltet metal er varmt, indeholder dampe og er farligt ved ulykker.

Spild af materialer

Resultatet af nogle processer er overskudsmateriale (f.eks. sprues og risers), som skal kasseres eller genbruges.

Eksempler på støbte produkter

Dele til biler

Biler er et vigtigt tilbehør til støbte produkter. Nogle af de mest almindelige er motorblokke, topstykker, bremsetromler, gearkasser og krumtapaksler.

Industrielle maskiner

Støbte komponenter, der ofte bruges i industrimaskiner, er pumpehuse, ventilhuse, turbinehuse og maskinbaser.

Husholdningsartikler

Støbning bruges til at producere mange husholdningsartikler, f.eks. køkkengrej som pander og kedler, dørhåndtag og også dekorative genstande som lamper og statuer.

Byggematerialer

Et af de støbte produkter i byggeriet er mandehuller, rør og metalrammer.

Kunst og skulptur

Støbning er en teknik, der bruges til at lave statuer, buster og dekorative designs af kunstnerne.

Elektriske komponenter

Støbte komponenter, som f.eks. transformerhuse, koblingshuse og motorkomponenter, bruges ofte i elektrisk udstyr.

Diverse genstande

De andre støbte produkter er smykker, mønter og musikinstrumenter som klokker.

Hvad er smedning?

Smedning er ikke det samme som støbning. Under smedeprocessen smeltes metallet ikke. Metallet forbliver fast. Det bliver varmet op til en høj temperatur. Men det forbliver i fast form. Derefter påføres kraft. Metallet bankes eller formes. Metallet presses sammen. Dette gøres for at styrke metallet.

Fusk har også eksisteret i tusind år. Sværd og værktøj blev før i tiden lavet af smede. I dag udføres smedning i store maskiner.

Nøglefunktioner ved smedning

• Metallet er opvarmet.
• Den forbliver solid.
• Metallet flyder og får en ny form.
• Strukturen er gjort stærkere.
• I dag sker trykpåvirkningen ved hjælp af hamre eller presser.

Fordele ved smedning

Høj styrke

Komponenter fremstillet ved smedning er stærkere end støbte eller bearbejdede dele, fordi metalets kornstruktur er i overensstemmelse med komponentens form. Det forbedrer de mekaniske egenskaber som f.eks. trækstyrke og udmattelsesstyrke.

Forbedret robusthed

Fejl som porøsitet og hulrum er mindre tilbøjelige til at opstå som følge af smedning, og derfor viser materialet sig at være hårdt og mere modstandsdygtigt over for stress.

Bedre modstandsdygtighed over for udmattelse

Smedede komponenter kan bedre modstå cyklisk belastning og udmattelsessvigt som følge af den konstante strøm af korn langs delen.

Pålidelighed og sikkerhed

Smedede komponenter har færre chancer for at gå i stykker, når de udsættes for store belastninger eller højtryksmiljøer, og de er derfor velegnede i miljøer, hvor der står meget på spil, som f.eks. fly, biler og maskiner.

Alsidighed

Smedning kan bruges på en række forskellige legeringer og metaller, hvilket gør det muligt at lave enkle til komplekse former.

Økonomisk, når det gælder produktion af store mængder

Selv om det indledende arrangement kan vise sig at være dyrt, giver smedning omkostningseffektivitet ved fremstilling af en stor mængde dele, da det indebærer mindre bearbejdning og spild af materialer.

Ulemper ved smedning

Høje startomkostninger

Smedning er meget dyrt i form af de nødvendige maskiner og matricer, og derfor er det meget dyrt til at begynde med.

Begrænset i forhold til former og størrelser

De meget komplekse eller meget store komponenter kan ikke smedes på grund af begrænsninger i udstyr og matricer.

Faglært arbejdskraft påkrævet

Det kræver ofte dygtige operatører til at styre temperatur, tryk og formgivning, hvilket øger lønomkostningerne.

Materialeaffald

Visse smedeprocesser kan skabe skrot eller uønsket materiale, især når der er tale om trimning.

Overfladefejl

Uden ordentlig kontrol med processen kan smedede dele udvikle revner eller defekter på overfladen, hvilket kræver yderligere efterbehandling.

Ikke egnet til alle metaller

Visse skøre metaller er svære at smede og revner eller går ikke i stykker.

Eksempler på smedede produkter

Komponenter til biler

Smedning bruges også til at fremstille holdbare og stærke dele til biler, f.eks. krumtapaksler, plejlstænger, gear, aksler og hjulnav.

Luft- og rumfartskomponenter

Smedede komponenter med høj styrke er nødvendige i fly, f.eks. landingsstel, turbineaksler og konstruktionsdele.

Industrielle maskiner

De brugte maskindele er smedede, f.eks. spindler, aksler, håndtag og tunge maskindele, der har høje krav til styrke og sejhed.

Værktøj og hardware

Hardware-værktøj som f.eks. hamre, skruenøgler og tænger er normalt smedet for at være holdbare og pålidelige.

Byggematerialer

Elementer som bolte, møtrikker og fastgørelseselementer i bygninger og broer er ofte smedede.

Diverse genstande

Andre forfalskede produkter er dele af jernbaner, dele af skibe og landbrugsudstyr, herunder plovskær og traktordele.

Støbning vs. smedning Mekaniske egenskaber

En tabel med relative numeriske værdier for styrke, vægt osv. og ikke kun kvalitative beskrivelser. Følgende er en af versionerne, der bruger standard ingeniørdata:

Ejendom	Støbning (ca.)	Smedning (ca.)
Trækstyrke	200-400 MPa	400-700 MPa
Udbyttestyrke	100-250 MPa	250-600 MPa
Forlængelse (%)	5-15%	15-35%
Udmattelsesstyrke	50-150 MPa	200-400 MPa
Tæthed/vægt	Lidt højere på grund af porøsitet (~7,2 g/cm³ for stål)	Lidt lavere, mere effektiv (~7,85 g/cm³ for stål, tættere, men mindre affald)
Hårdhed (Brinell)	100-200 HB	150-300 HB

Bemærkninger:

Værdierne varierer afhængigt af materialet (stål, aluminium osv.) og processen.

Udmattelsesstyrken og duktiliteten for smedede dele er normalt 2-3 gange højere end for støbte dele.

Anvendte materialer

Støbning

Støbning kan udføres i et meget stort udvalg af metaller og legeringer. De mest anvendte er støbejern, stål, aluminium, kobber, bronze, messing og magnesiumlegeringer. Støbning er især velegnet til flydende metaller, som let kan flyde ind i støbeforme for at danne komplicerede former.

Smedning

De metaller, der normalt smedes, er dem, der har en god duktilitet og kan modstå deformation under højt tryk. Nogle af de almindelige materialer er kulstofstål, legeret stål, rustfrit stål, aluminium, kobber, titanium og nikkelbaserede legeringer. Smedning er ideel til materialer, der kræver stor styrke og sejhed, når de er færdige.

Strukturelle forskelle mellem støbning og smedning

Den vigtigste strukturelle forskel mellem støbning og smedning er metallets kornstruktur og dets mekaniske egenskaber. Ved støbning hældes smeltet metal gennem en form og får lov til at størkne. Det giver en grov og uensartet kornstruktur, som kan føre til svage punkter og porøsitet. Derfor har de støbte dele en tendens til at være svagere og mere duktile end de smedede dele, og de har let ved at få defekter, herunder krympehuller og gashuller. De støbte metaller har tilfældigt orienterede korn; det gør materialet isotropt, men de er svagere langs belastningsvejene.

Smedning indebærer derimod mekanisk deformation af metallet, og det får kornene til at følge emnets form. Denne flydning af kornene forbedrer styrken, sejheden og udmattelsesmodstanden. Smedede komponenter har færre indre defekter, men man skal være meget opmærksom på at undgå revner på overfladen. Smedede komponenter har kornene i deres retning, som er stærkere i retning af de belastninger, der påføres delene. Generelt resulterer smedning i dele med bedre mekaniske egenskaber, mens støbning er begrænset til mere komplicerede former, som dog er mindre stærke.

Smedning er derfor stærkere strukturelt. Den interne struktur i støbning er svagere.

Forskel i omkostninger

Prisen varierer alt efter form, mængde og behov.

Støbning bliver billigere, når:

• Designet er komplekst.
• Delen er stor.
• Der er brug for mange brikker.

Smedning er dyrere, end det er:

• Udgifterne til udstyr er høje.
• Materialerne skal kunne tåle at blive smedet.
• Der er brug for mere arbejde eller maskintid.

Smedede dele har dog en lang levetid. De reducerer omkostningerne ved fejl. Smedning er dyrt, når det drejer sig om sikkerhedsdele.

Overfladefinish og nøjagtighed

Støbning

Overflade- og dimensionsnøjagtigheden på dele, der fremstilles ved støbning, er typisk lav. Svind, porøsitet, ujævn størkning og så videre er faktorer, der bidrager til overfladernes ufuldkommenhed. På grund af dette kan støbte komponenter have brug for mere bearbejdning eller efterbehandling for at nå op på det krævede niveau af præcision og glathed.

Smedning

Smedning giver dele med forbedret overfladefinish og dimensionsnøjagtighed. Metallet tvinges nedad; det er det, der får kornene til at flyde i overensstemmelse med komponentens linjeretning. Smedede komponenter kræver minimal bearbejdning og er velegnede til højpræcisionsopgaver, hvor både styrke og nøjagtighed er afgørende.

Fejl og pålidelighed

Støbning

Størkningsprocessen øger fejlene i støbningen. Porøsitet, krympehuller og gashuller samt revner er almindelige defekter. De resulterende defekter reducerer komponentens mekaniske styrke og pålidelighed og brugen af støbte dele i kritiske eller højspændte applikationer. Det kan også være nødvendigt med yderligere kontrol og forarbejdning for at opnå et acceptabelt kvalitetsniveau.

Smedning

Smedning fremstiller komponenter med færre indre defekter, da metallet deformeres under tryk, så de indre hulrum forsegles, og kornstrukturen bliver parallel. Modstykkerne er for det meste stærkere, mere pålidelige og kan bære tunge belastninger og gentagne belastninger. Selv om der kan opstå revner i overfladen, hvis processen ikke styres korrekt, bruges smedning til kritiske og bærende anvendelser, da det er mere pålideligt.

Hvor støbning er bedre

Komplekse former

Støbning er bedst egnet, når geometrien af de komponenter, der skal produceres, er kompliceret, designet er kompliceret, og mellemrummet er svært eller umuligt at smede.

Store komponenter

Støbning er en billigere og mere praktisk metode til at producere store komponenter, herunder motorblokke, pumpehuse eller statuer, end smedning.

Anvendelser med lav styrke

Støbning er mere passende til de dele, der ikke har brug for en meget høj grad af styrke eller sejhed, som f.eks. dekorative genstande, køkkengrej eller nogle huse.

Produktion i lille skala er økonomisk.

Lavvolumenproduktion er økonomisk at støbe, da det er nemt at lave en form til lavvolumenproduktion, og komplicerede former kan støbes i færre operationer.

Hvor smedning er bedre

Komponenter med høj styrke

Smedning er også velegnet til komponenter, der kræver høj styrke, sejhed og udmattelsesstyrke, f.eks. krumtapaksler, plejlstænger og turbineaksler.

Bærende applikationer af kritisk betydning

Dele, der udsættes for store belastninger, hyppig stress eller stød, som f.eks. landingsstel, tandhjul og aksler i fly, er bedre tjent med at blive smedet, da de er mere pålidelige.

Øgede mekaniske egenskaber

De smedede dele har en homogen kornstruktur, reducerede indre defekter og en forbedret duktil karakteristik, som er velegnet til brug af dele, der kræver holdbarhed og forlænget levetid.

Mellemstore til store produktionsserier

Det er dyrt, men det er nemt at bruge smedeforme, og det er omkostningseffektivt, når der produceres mellemstore til store mængder af stærke og præcise dele, da der kræves mindre bearbejdning og mindre materialespild.

Konklusion

For at opsummere, støbning og smedning er afgørende produktionsoperationer, og de har deres egne fordele og anvendelser. Komplekse former, store dele og dele med lav til middel styrke håndteres bedst gennem støbning, i modsætning til dele med høj belastning, der kræver høj stress, sejhed og pålidelighed, som bedst opnås gennem smedning. Hos GC Precision Mould fokuserer vi på at levere støbeløsninger af høj kvalitet til alle former for krav. Vi er udstyret med alle typer af støbeprojekter og har alle de nødvendige faciliteter, hvilket gør os effektive og præcise i udførelsen af disse støbeopgaver. Når du vælger at bruge GC Precision Mould, vælger du en partner, der går op i kvalitet, præcision og kundetilfredshed, så dine komponenter bliver produceret i den højeste kvalitet. Vi vil med glæde tilbyde dig tidløse, højkvalitets og fejlfrit udførte støbninger, der vil tjene dine forretningsformål.

Ofte stillede spørgsmål

Arbejde: Hvilken slags støbning tilbyder GC Precision Mould?

Vi tilbyder alle former for støbning, såsom sandstøbning, investeringsstøbning, trykstøbning og gravitationsstøbning, som garanterer præcision og kvalitet i alle projekter.

Hvad kan støbes hos GC Precision Mould?

Vi arbejder med et stort udvalg af metaller, stål, aluminium, kobber, bronze, messing, magnesiumlegeringer osv. Alt efter dine behov.

Hvad er forskellen mellem smedning og støbning?

Smedning sker ved at trykke på metal for at danne dele med øget styrke, sejhed og udmattelsesmodstand, og støbning sker ved at hælde smeltet metal i forme for at danne komplekse former.

Hvad er grunden til, at jeg skulle vælge GC Precision Mould?

Vi kan tilbyde holdbare komponenter af høj kvalitet og er en god partner inden for alle former for støbning på grund af vores erfaring, højteknologi og dedikation til præcision.

Er GC Precision Mould i stand til at håndtere skræddersyede projekter?

Ja, det gør vi! Vi kan tilbyde dig en skræddersyet støbeløsning baseret på dine krav, uanset om det er til industri-, bil- eller dekorative formål.