A modern társadalom nagymértékben függ a villamosenergia-ipartól, amely az egyik alapvető elemeként működik. Az ipar növekedése mind az ipari energiarendszerekben, mind a fogyasztói elektronikában a teljesítménytől és a pontosságtól, valamint az innovációtól függ. Az alkatrészgyártás széleskörű átalakulása az alumínium öntvényt mint fő technikát foglalja magában.Az alumínium öntvény gyártási technikaként és technológiai tényezőként is funkcionál, amely lehetővé teszi, hogy az elektromos alkalmazások könnyű alkatrészeket kapjanak, miközben megőrzik az elektromos hőteljesítményt, valamint a korrózióállóságot és a hosszabb élettartamot.
A cikk mélyrehatóan elemzi az alumíniumöntést, hogy megértse, hogyan segíti az elektromos iparágakat a végrehajtási folyamat és a megoldási módszerek, valamint az alkalmazási területek és a műszaki szabványok vizsgálatával.
Mi az alumínium öntés?
A fémöntés, amelyet szerszámöntésnek neveznek, erőteljes nyomást alkalmaz az olvadt fémnek a formaüregekbe történő befecskendezéséhez. A szerszámok néven ismert gyártási formákat általában edzett szerszámacélból készítik, hogy megkönnyítsék az összetett darabok pontos gyártását a nagy sorozatú előkészítés révén.
Az alumínium öntvényeknél az alumíniumötvözet 380 (A380), valamint az alumíniumötvözet 383 (A383) vagy az alumíniumötvözet 413 az előnyben részesített fémek, mivel kiváló folyékonyságot mutatnak a kiváló szilárdság és a korrózióállóság mellett.
Befecskendezési nyomás: 1,500-25,000 psi (103-1,724 bar)
Töltési idő: Kevesebb, mint 0,1-0,2 másodperc
Öntési hőmérséklet (alumínium): 660°C (1,220°F)
Elérhető tűréshatárok: ±0,001″ hüvelykenként (±0,025 mm/25,4 mm)
A gyors befecskendezés gyors hűtőrendszerrel kombinálva kiváló méretpontosságú alkatrészeket eredményez, kiváló minőségű felületkezeléssel együtt, amelyek jól működnek az elektromos alkalmazásokban.
Miért használjunk alumíniumot elektromos alkalmazásokban?
Az alumínium tulajdonságai megfelelnek az elektromos iparnak:
| Ingatlan | Érték |
| Sűrűség | 2,7 g/cm³ (könnyű súly) |
| Hővezető képesség | 205 W/m-K (Kiváló hőelvezetés) |
| Elektromos vezetőképesség | 35-38 MS/m (62% réz) |
| Korrózióállóság | Természetesen oxidréteget képez |
| Szakítószilárdság (A380 ötvözet) | Akár 345 MPa |
| Nyúlásszilárdság | 160-170 MPa |
| Olvadáspont | 660,3°C (1220,5°F) |
| Újrahasznosíthatóság | 100% vagyonvesztés nélkül |
Alumínium öntési eljárás: .
Alumínium öntvény az alkatrészek rendkívül hatékony és sokoldalú alkatrészek, amelyeket alumínium öntési eljárással, alumínium olvasztott fém öntésével, öntőformába történő öntéssel állítanak elő. Az eljárás során az olvadt alumíniumot nagy nyomás alatt egy acélformába fecskendezik, így a vállalatok kiváló minőségű, tartós alkatrészeket tudnak készíteni. Az alábbiakban részletesen ismertetjük az alumínium öntési folyamatot.
1. Tervezés és gyártás
A szerszám az első dolog, amelyet a szerszámöntési eljárás során terveznek és készítenek. A szerszám jó minőségű szerszámacélból készül, és két félből áll, a mag feléből (az üreggel) és a kidobó feléből (az alkatrész öntés utáni kidobásának megakadályozására). A szerszám kialakítása olyan, hogy az olvadt alumínium egyenletesen önthető az üregbe, hogy olvadt állapotban a kívánt alakot kapja.
Szerszámozási költség: A szerszámkészítés költségei $10 000 és $100 000 között mozoghatnak, vagy még ennél is többe, ha az alkatrész nem készíthető préselt alkatrésszel.
Felhasznált anyagok: A H13 vagy P20 minőségeket azért használják, mert kiváló hő- és kopásállósággal rendelkeznek.
2. Alumínium olvasztása
Ezt követően az alumíniumötvözetet megolvasztják. A kemencében az alumíniumot körülbelül 660 °C-700 °C (1220 °F-1292 °F) hőmérsékletre melegítik. Az alumínium olvadáspontja olyan magas, hogy megolvad, és így könnyen formázható a szerszámüregben.
Alumíniumötvözetek: Az A380, A383 és A413 folyékonyságuk és szilárdságuk miatt gyakori ötvözetek.
Olvadási idő: Az olvadás körülbelül 20-30 percig tart, a használt kemence típusától és az ötvözet ötvözetétől függően.
3. Az olvadt alumínium befecskendezése a szerszámba
Az alumíniumot ezután megolvasztják, majd az olvadt alumíniumot a folyamatnak megfelelően hideg- vagy melegkamrás öntőgépbe juttatják. A hidegkamrás eljárás során az olvadt alumíniumot a kamrába kanalazzák, és nagy nyomáson (1500 psi-től 25 000 psi-ig) fecskendezik a szerszámba.
Befecskendezési nyomás: 1,500-25,000 psi (103-1,724 bar)
Ciklusidő: A befecskendezési lépés 0,1-0,2 másodperc alatt történik, így a termelékenység biztosított.
4. Hűtés és megszilárdulás
Amint az alumíniumot behelyezték a szerszámba, az szinte azonnal hűlni és fagyni kezd. Ez az időszak nagyon fontos, mert a lehűlés sebessége befolyásolja az öntvény szilárdságát és a felület minőségét. A hűtési idő az alkatrész vastagságától és összetettségétől függően 5 és 30 másodperc között lehet.
Hűtési sebesség: Itt látható, hogy gyorsabb hűtés esetén az alkatrész szilárdsága és felülete jobb.
Megszilárdulási idő: Azt is meg kell jegyezni, hogy ha a szelvényvastagság vastagabb, akkor talán sokkal tovább tart a megszilárdulás, mint ha a szelvényvastagság vékonyabb.
5. Kilövés és trimmelés
Miután az alkatrész kihűlt és megmerevedett, kilökik a szerszámból. Ezt a kidobórendszerrel érik el, amely az öntvényt a szerszámból kiszorítja. Végül eltávolítják a felesleges anyagot, amely magában foglalja a kapukat, a futókat és a peremet.
Kilökőerő: Ez a folyamat a becslések szerint körülbelül 1000-5000 fontnyi erőt igényel, a gyártandó alkatrésztől függően.
Vágási folyamat: Vágószerszámokat vagy egyéb megmunkálási műveleteket alkalmaznak a lángok és egyéb felesleges anyagok eltávolítására.
6. Utófeldolgozás
Az utolsó művelet, amelyre szükség lehet, a befejezés, amely magában foglalhatja a megmunkálást, a felületkezelést, amely olyan technikai felületkezelés, mint az eloxálás, a por- vagy nedves festékbevonat és az adott öntvény minőségellenőrzése.
Megmunkálás: Néhány alkatrésznek meghatározott tűréshatárral kell rendelkeznie, ami CNC megmunkálással valósítható meg.
Felületkezelés: Az eloxálás egyrészt a korróziós képesség fokozásáról ismert, másrészt a porszórás fényezett és kemény felületet biztosít.
Az alumínium öntéshez használt ötvözetek
Az alumíniumötvözet és a cinkötvözet gyakori öntőanyagok, mivel ezek határozzák meg az elektronikai termékek teljesítményét, szilárdságát és élettartamát. Néhány az elektronikai iparban használt anyagok közül, értékeikkel együtt, a következők:
1. Alumíniumötvözetek (pl. A380, A383, A413)
Hővezető képesség: 205 W/m-K - Kiválóan alkalmas a hőelvezetésre olyan alkatrészeknél, mint a hűtőbordák és tápegységek.
Elektromos vezetőképesség: 35-38 MS/m - Számos elektronikai alkatrészhez elegendő, különösen a csatlakozókban és a burkolatokban.
Szakítószilárdság: 345 MPa ( A380) - A rögzített mechanikai feszültség biztosítja, hogy a felhasznált alkatrészek elég erősek legyenek a mechanikai nyomás elviseléséhez.
Sűrűség: 2,7 g/cm³ - Könnyű, ideális hordozható eszközökhöz.
Alkalmazások: Elektronikus hűtőrendszer, ház, átalakítók és elosztószekrények.
2. Cinkötvözetek (pl. Zamak 3, Zamak 5)
Hővezető képesség: 116 W/m-K - Alkalmas alacsony és közepes hőterhelésű elektronikához.
Elektromos vezetőképesség: Kevesebb, mint az alumíniumé, de általában a réz vezetőképessége körülbelül 30% - Alkalmas olyan alkalmazásokban való használatra, amelyek nem igényelnek nagy áramáramot.
Szakítószilárdság: 230 MPa (Zamak 3) - Jó mechanikai szilárdságot biztosít kisebb alkatrészekhez.
Sűrűség: 6,5 g/cm³ - Nehezebb, mint az alumínium, de még mindig viszonylag könnyű a különböző burkolatokhoz.
Alkalmazások: Ilyen alumíniumöntvény alkatrészek például a televízióházak, mobiltelefon-keretek, kis elektronikai cikkek, például kapcsolók és tartókonzolok.
3. Magnézium ötvözetek
Hővezető képesség: 156 W/m-K - Alacsonyabb, mint az alumínium, de még mindig elegendő a könnyű elektronikához.
Elektromos vezetőképesség: Alacsony - Nem alkalmas nagyáramú alkalmazásokhoz, de jó a könnyű házakhoz.
Szakítószilárdság: 230 MPa (AZ91D) - Megfelelő szilárdság számos könnyűszerkezetes alkatrészhez.
Sűrűség: 1,8 g/cm³ - A legkönnyebb az öntött anyagok közül, ami lehetővé teszi a teljes tömeg csökkentését.
Alkalmazások: Hordozható elektronikus eszközök, hordozható számítógépek és laptopok, mobiltelefonok, valamint könnyűszerkezeti alkatrészek és részegységek.
4. Rézötvözetek (pl. bronz)
Hővezető képesség: 390 W/m-K - Ez különösen hasznos olyan teljesítményű eszközöknél, amelyeknek nagy mennyiségű hőenergiát kell leadniuk.
Elektromos vezetőképesség: 59 MS/m (réz esetében) - Kiváló elektromos vezetőképesség, ideális nagyáramú alkatrészekhez.
Szakítószilárdság: 450 MPa (bronz) - Nagy szilárdság a feszültségálló alkatrészekhez.
Sűrűség: 8,9 g/cm³ - Sűrűsége nagyobb, mint az alumíniumé, de nagy szilárdságot és nagy elektromos vezetőképességet biztosít.
Alkalmazások: Energiaelosztó rendszerek, elektromos csatlakozók, kapcsolóberendezések és gyűjtősínek.
5. Ólommentes ónötvözetek
Olvadáspont: 183°C (ón-ezüst ötvözetekhez) - Alkalmasabb forrasztás esetén.
Elektromos vezetőképesség: Alacsony - Inkább a forrasztási folyamatra, mint áramvezetésre alkalmas.
Korrózióállóság: Ennek a szelepanyagnak az a jellemzője, hogy jó teljesítményt nyújt alacsony és közepes korróziós légkörben és közepes ezüsttartalommal.
Alkalmazások: A különböző alkatrészek PCBS-en történő csatlakoztatása, a kis szerkentyűk és elektronikus eszközök összeszerelése, valamint a mikroelektronikai eszközök tokozása ingyenes.
6. Ón-ezüst ötvözetek
Olvadáspont: 217°C - Alkalmas nagy teljesítményű forrasztáshoz.
Elektromos vezetőképesség: Alacsony - Az áramkörök hegesztésénél, valamint az elektronikus alkatrészek egyesítésénél használatos.
Hőstabilitás: Magas - Nagy hőterhelés mellett is megőrzi a stabilitást.
Alkalmazások: A forrasztással kapcsolatos alkalmazások a nagy megbízhatóságú elektronikus rendszerekben, a hőátadás szempontjából rendkívüli pontosságot igénylő elektronikus eszközökben.
Minden az alumínium öntésről
Az alumínium nyomásos öntés számos olyan különleges értéket biztosít az elektromos ipar számára, amelyek különösen alkalmassá teszik azt erre az iparágra. Az ezen értékek által felölelt fizikai, mechanikai és elektromos tulajdonságok a fizikai és mechanikai, valamint a fizikai és elektromos tulajdonságok széles spektrumát képviselik, amelyek lehetővé teszik az alumínium nyomásos öntvény alkatrészek alkalmazását kritikus alkalmazásokban. Kövessen minket az egyes tulajdonságok lebontásával.
1. Hővezető képesség: 205 W/m-K
A hővezető képesség az egyik legfontosabb érték, amikor az elektromos alkalmazásokhoz használt alumínium öntvényekről van szó. A hővezető képesség azt méri, hogy egy anyag mennyire jól vezeti a hőt. Az elektromos alkatrészeknél, különösen a teljesítményelektronikában és a motoroknál kritikus fontosságú, hogy a hőt hatékonyan elvezesse, így megelőzve a túlmelegedést és biztosítva a működés megbízhatóságát.
Az alumínium hővezető képessége: Jelentősen magasabb, 205 W/m-K, mint más fémek, például az acél (50 W/m-K) vagy a réz (390 W/m-K).
Előny: A hűtőbordákhoz, inverterházakhoz és hasonló típusú alkatrészekhez az alumínium öntvény éppen ezért ideális.
Alkalmazás: Például az alumíniumöntvény hűtőbordákat a LED-meghajtók, transzformátorok és tápegységek hűtésére használják, hőkezeléssel biztosítva a teljesítményromlást vagy az egység meghibásodását.
2. Elektromos vezetőképesség: 35-38 MS/m
Az elektromos vezetőképesség kifejezés azt jelenti, hogy (hogyan) könnyen átengedi az elektromos áramot egy elektromosan vezető anyag. Az alumínium elektromos vezetőképessége csak 62 százaléka a rézének; a legtöbbek számára azonban életképes alternatíva, ha nagy vezetőképességre van szükség, de költség- és súlykorlátozások állnak fenn.
Az alumínium vezetőképessége: Ez kiválóan alkalmas a legtöbb alacsony és közepes áramú alkalmazáshoz, azaz 35-38 MS/m.
Előny: Az alumíniumöntvényeket csatlakozókhoz, csatlakozókhoz és gyűjtősínekhez használják az elektromos rendszerekben, és megbízható, de olcsó vezetőre van szükségük.
Alkalmazás: Az alumínium könnyebb és költséghatékonyabb a nagy teljesítményű elektromos alkatrészek, például a napenergia-csatlakozók, akkumulátorcsatlakozók vagy áramelosztó egységek esetében, és kevésbé vezetőképes, de a réznél több is elég.
3. Az oxidréteg természetes kialakulása (korrózióállóság).
Az alumínium kiváló korrózióállósága az egyik legfőbb előnye. Az alumíniumot természetes módon védi egy védő oxidréteg, amely a levegővel érintkezve képződik, és amely megóvja a környezeti tényezőktől, például a nedvességtől, a sótól és a vegyi anyagoktól. Ennek a természetes tulajdonságnak köszönhető, hogy olyan jó jelöltek a kültéri alkalmazásokhoz és a durván időjárásnak kitett eszközökhöz.
Előny: Ezenkívül az alumínium korrózióállósága különösen fontos a kültéri burkolatok, napenergia-berendezések és elektromos dobozok esetében, amelyek ki vannak téve esőnek, nedvességnek és más korróziós körülményeknek.
Alkalmazás: A környezettel való állandó találkozás esetén alumíniumot használnak a közvilágítási vagy forgalomirányítási rendszerekhez tartozó csatlakozódobozok és kültéri vezérlőegységek öntéséhez.
4. Sűrűség: 2,7 g/cm³
Az anyag sűrűsége tehát az anyag súlyát és szilárdságát egyaránt befolyásolja, és az anyag térfogategységenkénti tömegének mértékegysége. Az alumínium, amelynek sűrűsége 2,7 g/cm³, könnyű fém. Tömege körülbelül egyharmada az acélénak (7,85 g/cm³), így.
Előny: Mivel az alumínium könnyű, csökkenti az elektromos rendszerek egészének súlyát, ami azt jelenti, hogy az alkatrészeket könnyebb kézben tartani, szállítani és beszerelni. Ez különösen hasznos a motoroknál, az akkumulátorok burkolatánál és a szórakoztató elektronikában.
Alkalmazás: Az alumínium öntött alkatrészeket gyakran használják az elektromos járművek (EV) motorjaiban, a HVAC-rendszerekben és a hordozható elektromos berendezésekben a hatékonyság és a könnyű használat javítása érdekében.
5. Szakítószilárdság: 345 MPa (A380 ötvözet)
A szakítószilárdság az anyag húzó- vagy nyújtóerőkkel szembeni ellenálló képessége. Az alumínium nyomásos öntvények akár 345 MPa szakítószilárdsága, különösen az A380-as ötvözet felhasználásával, alkalmassá teszi őket számos szerkezeti és mechanikai alkalmazásra az elektromos iparban.
Előny: Az ilyen alumínium öntött alkatrészek elegendő szilárdsággal rendelkeznek a mechanikai igénybevételek lefedéséhez, miközben könnyűek maradnak. Az olyan alkatrészek esetében, mint például az állórészkeretek, a motorházak vagy a villanymotorok végburkolatai, fontos, hogy egyszerre legyen szilárdság és kis súly.
Alkalmazás: Ezek közé az erősségek közé tartoznak a ventilátorlapátok, a motorburkolatok és az obotikus gépalkatrészek, amelyek mindegyike profitálhat az alumínium szilárdságának és súlyának arányából.
6. Folyáshatár: 160-170 MPa (A380 ötvözet)
A folyáshatár azt mutatja meg, hogy mekkora feszültséget bír el az anyag, mielőtt a deformáció véglegesen bekövetkezik. Az A380 ötvözet folyáshatára az alumínium öntött alkatrészek esetében általában 160-170 MPa között van. Ez biztosítja az alkatrész megfelelő szerkezeti integritását, túl nagy súly nélkül, lehetővé téve, hogy az alkatrész hosszú távon megtartsa alakját.
Előny: A mechanikai terhelések miatt az olyan alkatrészeknek, mint a megszakítóházak, a vezérlőpanelek és az akkumulátorok burkolatának ellen kell állniuk az ilyen terheléseknek a méretstabilitás megőrzése mellett. Ez adja az alumíniumnak azt a folyáshatárt, amely megakadályozza, hogy ezek az alkatrészek visszafordíthatatlanul deformálódjanak.
Alkalmazás: Az olyan áramelosztó berendezések esetében, amelyekben az alkatrészeknek nagyon nagy igénybevételt kell elviselniük, az alumínium öntvény nagy folyáshatára garantálja, hogy az ilyen berendezések alkatrészei sértetlenek és megbízhatóak maradnak.
7. Olvadáspont: 660°C (1220°F)
Az alumínium olvadáspontja viszonylag alacsony más fémekhez, például a rézhez vagy az acélhoz képest, de 660 °C (1220 °F). Ez lehetővé teszi, hogy az alumíniumot megolvasztják és egyedi formákká alakítsák a nyomásos öntési eljárás során.
Előny: Majdnem olyan alacsony, mint az alumínium olvadáspontja megelőzi, hogy könnyen, gyorsan öntsék és elveszítsék. Ez csökkenti a gyártási időt, így alacsonyabb költségek és jobb gyártási hatékonyság érhető el.
Alkalmazás: Ezek a sarkok alkalmasak bonyolult kialakítású és összetett geometriájú motorok, megszakítók és hűtőbordák alkatrészeinek gyártására, miközben a gyártási költségek alacsonyak maradnak.
8. Újrahasznosíthatóság: 100% tulajdonságok elvesztése nélkül
Az 100% újrahasznosíthatóság az egyik legnagyobb előnye az alumínium világában. Újrahasznosításkor az alumínium megőrzi minden fizikai és mechanikai tulajdonságát, anélkül, hogy romlana. Ez segít egy fenntarthatóbb gyártási folyamat elérésében.
Előny: Az alumínium újrahasznosítása 95 százalékkal hatékonyabb, mint az új anyag előállítása, és így környezetbarát az elektromos ipar számára.
Alkalmazás: Az újrahasznosított alumíniumot számos elektromos termékben, például akkumulátorházakban, motorházakban és napelemekben használják, hozzájárulva ezzel a körforgásos gazdasághoz.
9. Falvastagság: 1,5-4 mm
Az alumínium öntvény lehetővé teszi olyan alkatrészek gyártását, amelyek pontos geometriával és 1,5 mm-től 4 mm-ig terjedő falvastagsággal rendelkeznek. Ez lehetővé teszi mind a könnyű, mind a szerkezetileg robusztus alkatrészek tervezését az elektromos alkalmazások meghatározott alkalmazásaihoz.
Előny: Az 1,5 mm-nél vékonyabb falfelületekkel nagy részletességű és méretpontosságú elektromos alkatrészek gyárthatók. Az olyan kis alkatrészek, mint a csatlakozók, relék és biztosítékdobozok igénylik.
Alkalmazás: A vékonyabb falak a motorházakban az alkatrész súlyát is csökkentik, miközben a szilárdság és a funkció megmarad.
10. Szerszámköltség vs. termelési hatékonyság
Jelenleg, alumínium öntvény drága lehet a szerszámkészítés ($10,000-$100,000 a bonyolultságtól függően), de hosszú távon megtakarítást jelent a nagy termelés és a méretgazdaságosság révén. A szerszámok elkészítése után a szerszámöntés lehetővé teszi ezek nagy mennyiségben történő gyártását, nagyon alacsony egységenkénti többletköltséggel.
Előny: Az elektromos cégek rendelkeznek a nagy volumenű gyártási képességekkel, hogy a világ elektromos alkatrészek iránti igényét kielégítsék, hogy ez elég biztonságos és megbízható ahhoz, hogy elhagyja a terméket.
Alkalmazás: Ez különösen hasznos a nagy igénybevételű elektromos alkatrészek, például gyűjtősín, elektromos panelház és megszakítók gyártásához.
1. táblázat: Az alumínium legfontosabb tulajdonságai elektromos alkalmazásokban
| Ingatlan | Érték | Jelentősége az elektromos alkalmazásokban |
| Sűrűség | 2,7 g/cm³ | Könnyű súly, ami megkönnyíti az alkatrészek kezelését és csökkenti a rendszer teljes tömegét. |
| Hővezető képesség | 205 W/m-K | Kiváló hőelvezetés, ideális olyan alkalmazásokhoz, mint a hűtőbordák, transzformátorok és tápegységek. |
| Elektromos vezetőképesség | 35-38 MS/m | Alkalmas számos elektronikus alkatrészhez, beleértve a csatlakozókat, terminálokat és gyűjtősíneket. |
| Korrózióállóság | Természetes oxidréteget képez | Növeli az alkatrészek tartósságát, különösen kültéri vagy zord környezetben. |
| Szakítószilárdság (A380 ötvözet) | Akár 345 MPa | Biztosítja, hogy az alkatrészek törés nélkül ellenálljanak a mechanikai igénybevételnek. |
| Folyáshatár (A380 ötvözet) | 160-170 MPa | Tartós deformáció nélküli szerkezeti integritást biztosít. |
| Olvadáspont | 660°C (1220°F) | Lehetővé teszi az összetett alkatrészek egyszerű öntését, csökkentve a gyártási időt és költségeket. |
| Újrahasznosíthatóság | 100% tulajdonságok elvesztése nélkül | Környezetbarát és költséghatékony az újrahasznosítás során elért energiamegtakarításnak köszönhetően. |
| Falvastagság | 1,5-4 mm | Lehetővé teszi a precíz, könnyű, kiváló szerkezeti integritással rendelkező alkatrészek gyártását. |
2. táblázat: Öntött anyagok az elektronikai ipar számára
| Anyag | Hővezető képesség | Elektromos vezetőképesség | Szakítószilárdság | Sűrűség | Alkalmazások |
| Alumíniumötvözetek (pl. A380, A383, A413) | 205 W/m-K | 35-38 MS/m | 345 MPa | 2,7 g/cm³ | Hőelnyelők, burkolatok, LED-meghajtók és tápelosztó dobozok |
| Cinkötvözetek (pl. Zamak 3, Zamak 5) | 116 W/m-K | ~30% réz vezetőképesség | 230 MPa | 6,5 g/cm³ | TV házak, mobiltelefon keretek és kis elektronikai alkatrészek |
| Magnézium ötvözetek | 156 W/m-K | Alacsony | 230 MPa | 1,8 g/cm³ | Okostelefonok, laptopok és könnyűszerkezetes alkatrészek |
| Rézötvözetek (pl. bronz) | 390 W/m-K | 59 MS/m | 450 MPa | 8,9 g/cm³ | Energiaelosztás, elektromos csatlakozók, kapcsolóberendezések |
| Ólommentes ónötvözetek | N/A | Alacsony | N/A | N/A | Forrasztás, mikroelektronikai csomagolás |
| Ón-ezüst ötvözetek | N/A | Alacsony | N/A | N/A | Nagy megbízhatóságú forrasztás az elektronikában |
Alkalmazások a villamosenergia-iparban
1. Burkolatok és házak
Az érzékeny elektronikát az öntött alumínium házak védik a portól, a víztől (IP kivitel), az EMI/RFI interferenciától és a fizikai behatásoktól.
Példa: Kapcsolódobozok, inverterházak és kültéri vezérlőegységek.
Előny: Korrózióállóság és kiváló hőelvezetés zord környezetben.
2. Hőkezelő egységek és hűtőbordák
A tápegységek esetében az alumínium magas hővezető képessége jól alkalmazható a hőkezelésre az alumínium megoldásokban.
Példa: Transzformátorok, akkumulátorok, megszakítók, hűtőbordák.
Hővezető képesség: 205 W/m-K az acél 45-60 W/m-K értékével szemben.
3. Motor alkatrészek
A nyomásos öntéssel készült villanymotor-alkatrészek gyakori típusa a rotorházból, állórész-vázakból, zárófedelekből és ventilátorokból álló alkatrészek.
Előny: A könnyebb szerkezet csökkenti az energiafelhasználást a HVAC- és ipari rendszerekben.
4. Csatlakozók és csatlakozóblokkok
Nagy tűréshatárú és méretstabil precíziós alkatrészek.
Követelmény: ± 0,05 mm szűk tűréshatár az elektromos érintkezési integritás elérése érdekében.
5. Megszakítók és kapcsolóberendezések alkatrészei
Gyakran használnak öntött alkatrészeket, például működtetőket, karokat, karokat és burkolatokat, hogy a belső alkatrészek következetesebbek és biztonságosabbak legyenek.
Az alumínium öntvény előnyei az elektromos rendszerekben
Pontosság és megismételhetőség
A ±0,001" tűréshatárok egyenletes minőséget biztosítanak a bonyolult formájú, drága alkatrészeknél, hogy támogassák a komplexitás szintjeit.
Tömegtermelés
A több millió darabos gyártás során alkatrészenként akár 30 másodperces ciklusidő is lehetséges.
Könnyűsúlyú erő
A könnyű, kompakt és könnyű burkolatok és eszközök így csökkenthetők.
Korrózióállóság
Automatikusan védő oxidréteget képez.
Termikus és elektromos teljesítmény
Jó, gyors hőelvezetést és stabil elektromos vezetőképességet biztosít nagy terhelésű rendszerekben.
Költséghatékonyság
Ha a szerszámkészítés megtörtént, az egységenkénti költség sokkal kisebb, mint a megmunkálás vagy a kovácsolás.
Kihívások az alumíniumöntésben
Az eljárásnak számos előnye van, de vannak bizonyos korlátai is, amelyeket a tervezésnél és a tervezésnél figyelembe kell venni.
| Kihívás | Részletek |
| Kezdeti szerszámozási költség | A szerszámok ára $10,000-$100,00,0 lehet, összetettségtől és mérettől függően. |
| Porozitás problémák | A beszorult gáz porozitást okozhat, ami hatással van a mechanikai és elektromos tulajdonságokra. |
| Vezetőképesség vs. réz | Az alumínium csak ~60% annyira vezetőképes, mint a réz, ezért nem alkalmas nagy terhelésű vezetékezésre. |
| Alkatrészvastagság korlátozások | A falvastagság jellemzően 1,5-4 mm-re korlátozódik; ennél vékonyabb falakhoz fejlett technikák szükségesek. |
Ipari szabványok és megfelelés
Az ilyen alkatrészek rendszerekben történő felhasználása esetén elektromos szabványokat kell követni.
IEC 60529: A burkolatok védelmi fokozatai (IP-besorolások).
UL 508 / UL 94: Vezérlőpanelek és gyúlékonysági besorolások.
Rohs / REACH: Környezeti és egészségügyi biztonság biztosítása.
ISO 9001 / IATF 16949: Minőségügyi rendszerek a gyártásban.
A legtöbb megfizethető alumínium öntvény beszállító megfelel ezeknek a szabványoknak vagy meghaladja azokat, ezért termékeik mind a hazai, mind a nemzetközi piacokon felhasználhatók.
Jövőbeli tendenciák és kilátások
Ahogy a világ a villamosítás felé fordul, az alumíniummal történő öntés egyre fontosabbá válik. Íme néhány növekedési hajtóerő:
Elektromos járművek (EVS)
Az alumínium könnyű, és olyan eredendő termikus tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek a legjobban megfelelnek az akkumulátorok, hőlemezek, inverterházak stb. igényeinek.
Megújuló energia
A napelemes inverterek, a szélturbinák csatlakozói és az energiatároló egységek mind alumíniumöntvényből készülnek.
Intelligens hálózatok és IoT
Mindez azonban egyre inkább növekszik, mivel a rendszerek egyre jobban összekapcsolódnak, és egyre inkább igénylik a kompakt, beágyazott antennákkal és EMI-árnyékolással ellátott öntött házakat.
Fenntarthatóság
Napjainkban több mint 75% előállított alumíniumot használnak még mindig.
Következtetés
Az elektromos iparban az alumínium öntvények nélkülözhetetlen leányvállalattá váltak. Kizárólag a szénszál bizonyítottan biztonságosan, hatékonyan és megfizethetően képes a modern élet áramellátását biztosítani a szilárdság, a vezetőképesség, a hőteljesítmény és a tervezési rugalmasság páratlan kombinációjával. Az alumínium öntvény folyamatos szerepvállalása a kompakt vezérlőházaktól egészen a nagy pontosságú csatlakozókig megfigyelhető. Ez az időtállóan bevált eljárás továbbra is hasznára válik azoknak, akik vele dolgoznak, mivel a technológia folyamatosan újítja az elektromos formatervezést, egy-egy öntvényt.
GYIK:
1. Mi az alumínium öntvény?
Az alumínium öntés egy olyan gyártási folyamat, amelynek során olvasztott alumíniumot fecskendeznek a formákba, hogy pontos, tartós alkatrészeket állítsanak elő.
2. Miért használják az alumíniumot az elektromos iparban?
Az alumínium könnyű, vezető, tartós és korrózióálló, és tökéletesen alkalmas elektromos alkatrészként, például burkolatokban, hűtőbordákban és csatlakozókban való felhasználásra.
3. Miért előnyös az alumínium nyomásos öntés az elektromos alkalmazásokban?
Mivel nagy pontosságot, megismételhetőséget, könnyű szilárdságot és kiváló termikus és elektromos teljesítményt kínál, nagyon költséghatékony a tömeggyártás szempontjából.
4. Mennyire nehéz alumíniumot önteni szerszámmal?
A kihívások közé tartoznak a magas kezdeti szerszámköltségek, a porozitással kapcsolatos problémák és az öntvények falvastagságának korlátai (többnyire 1,5-4 mm).