Az autóiparban olyan alkatrészekre van szükség, amelyek nem nehezek, ellenállnak a kemény körülményeknek, nagyon pontosak és mégis megfizethetők. A cinknyomásos öntés garantálja ezeket az előnyöket. Különösen az autóipari cinknyomásos öntés vált kedvelt gyártási eljárássá a nagy mennyiségű, összetett, kiváló méretpontosságú és felületi minőségű alkatrészek gyártásához. Ennek a módszernek a felhasználása számos alkalmazást támogat a manapság a járművekben használt ajtókilincsek, kormányműalkatrészek és elektronikai házak esetében.

Az autóipari alkatrészek cink nyomóöntésének erőssége a Zamak ötvözetek használatában rejlik, amely cink alapú anyagok családja, amelyek önthetőségükről, szilárdságukról, valamint kopás- és korrózióállóságukról ismertek. Ezért tűnnek ezek az alkatrészek összetettnek, és ezért érnek el ilyen szigorú minőségi és autóipari szabványokat. Ezenfelül a cink nyomásos öntési autóipari eljárások nagy sebességű gyártást tesznek lehetővé, a ciklusidők gyakran 30 másodperc alattiak, a szerszámok élettartama pedig meghaladja az egymillió ciklust. Ennek köszönhetően a költségek alacsonyan tarthatók, és minden alkatrész megfelel az elvárt minőségnek, ami létfontosságú az autóipari beszállítók számára.

Az elmúlt években a könnyű járművek és az elektromos járművek felé való elmozdulás tovább növelte a keresletet az autóipari zamak öntési megoldások iránt, köszönhetően annak, hogy képesek több funkciót integrálni egyetlen alkatrészbe, miközben újrahasznosíthatóak és hatékonyak maradnak.

Az autóipari cinknyomásos öntés története

A cink öntés több mint egy évszázaddal ezelőtt, a 20. század elején kezdődött. A cinkötvözeteket először a nyomdaiparban és a fogyasztási cikkeknél alkalmazták, de az 1930-as években bekerültek az autókba. Mivel a járművek egyre részletesebb gépekké fejlődtek, könnyebb, ugyanakkor erős fémalkatrészekre volt szükségük.

Az öntés területe gyökeresen megváltozott, amikor megjelentek a cinkből és más elemekből álló Zamak ötvözetek. A Zamak jelentése a cink, az alumínium, a magnézium és a réz német szavakból tevődik össze. Ezek az ötvözetek kiváló öntési tulajdonságokkal rendelkeztek, és gyorsan teret nyertek az autóipari cink nyomóforma-öntésben.

Az 1950-es és 60-as évekre számos járműalkatrészt - az ajtókilincsektől a karburátorházakig - már tömegesen gyártottak cinknyomásos öntési technikával. A jobb öntőgépek és a továbbfejlesztett öntőforma-technológia miatt ez még nagyobb szerepet játszott.

Mi az a cink öntés?

A cinköntés során az olvadt ötvözött cinket egy fúvókán keresztül egy szűk öntőformába nyomják. A szigorúan egyforma kis alkatrészek ezrei vagy néha milliói válnak lehetővé a formába öntött szerszámacél felhasználásával. Az autóipari cink nyomóöntés esetében a legfontosabb előnyök az ötvözet alacsony olvadáspontjában (kb. 380 °C), kiváló folyékonyságában és nagy szilárdság/tömeg arányában rejlenek. 
A legtöbbször a folyamat látja az embereket:

• A befecskendezésen belüli nyomás 30 és 150 megapascal (azaz 300 és 1500 bar) között mozog.
• A hatékonyság javul, a ciklusidő 10 és 30 másodperc között van minden egyes feldolgozott alkatrész esetében.
• A tűréshatárok legfeljebb ±0,02 milliméteres eltéréssel lehetségesek.
• Egyes OAL alkatrészek csak 0,5 mm falvastagsággal készülnek.

Miért fontos a cink a járműalkatrészek számára?

Az autóipari alkatrészek cink nyomásos öntése a cink által kínált mechanikai és költséghatékonysági előnyök egyensúlyából ered:

• A Zamak 3 és Zamak 5 cinkötvözetek szakítószilárdsága 280-400 MPa, és 10%-ig terjedhet.
• A cink szilárdsága miatt a belőle készült kerékpárok kisebb súlyúak, annak ellenére, hogy jóval tömörebbek, mint az alumíniumból készültek.
• A cink nem rozsdásodik könnyen; egy oxidréteget képez, amely természetes módon védi.
• A krómozás és a porfestés a befejezésekhez használható, mivel a cink jól elfogadja ezeket.
• A cink nyomásos öntéshez használt szerszámok élettartama sokszor hosszabb, mint az alumínium öntvényeké.

Használja a Zamakot fókuszként

A legtöbb autóipari cinknyomásos öntési műveletnél a Zamak ötvözetek dominálnak az anyagválasztásban. A következőkben a leggyakoribb költőtípusok gyors összefoglalása következik.

Az automatikus zamak öntvényeknél a Zamak 3-t használják a legszélesebb körben a teljesítmény és az önthetőség egyensúlya miatt.

Az öntési folyamat az autóipari terméktervezésben

Az öntési folyamat különböző létfontosságú szakaszokból áll.

1. Formakészítés

A szerszámokat a befecskendezés előtt körülbelül 200 °C-ra melegítik, majd a szétválasztás megkönnyítése érdekében speciális kenőanyaggal permetezik be.

2. Injektálás

A Zn ötvözetet (olvadt Zamak) másodpercenként 0,5 és 4 méter közötti sebességgel, 500-1500 bar nyomáson nyomják egy öntőformába.

3. Megszilárdulás

A cink szinte azonnal megszilárdul a szerszámban, így a formázás és a kilökés általában kevesebb mint 5 másodperc alatt megtörténik.

4. Ebben a lépésben a kidobásról és a trimmelésről beszélünk.

Kis idő múlva a meteorit kilökőcsapok segítségével kilökődik. Minden további információ, például a villanás, eltávolításra kerül.

5. Utófeldolgozás

CNC megmunkálással, rezgéscsillapítással vagy galvanizálással érik el a kívánt specifikációkat.

Minden egyes lépés optimalizálva van a megismételhetőség biztosítása érdekében, ami különösen kritikus az autóipari alkatrészek cink nyomásos öntésénél.

Fontos szempontok és technikai tények

Nézzük meg a műszaki specifikációkat, amelyek jellemzően a cink öntvény autóiparban láthatók:

A cink kiváló hővezető képessége (kb. 120 W/m-K) lehetővé teszi a gyors hűtést, ami nagy áteresztőképességet tesz lehetővé - ideális a cink nyomásos öntvények tömeggyártásához az autóiparban.

Az autóipari cink öntvények felhasználása

Megbízhatóságának, állandóságának és gazdaságosságának köszönhetően a cinknyomásos öntés fontos szerepet játszik az autóiparban. A módszer a különböző járműrendszerek számos aspektusát támogatja. Az alábbiakban bemutatjuk azokat a főbb területeket, ahol az autóipari cinknyomásos öntést a leggyakrabban alkalmazzák.

1. Belső autóipari alkatrészek

A cinket számos olyan belső térben találja meg, amelyek részletes kialakítást és állandóságot igényelnek. A formák megtalálhatók a biztonsági övek csatjain, a műszerfal kezelőszervein, a szellőzőkaron és a gyújtás házán is. Az autóipari cink nyomóöntéssel elért kivételes kivitel és pontosság segít az utastérben a vizuális és biztonsági előírásoknak való megfelelésben.

2. Autóipari külső alkatrészek

Korrózióállóságának és lemezképességének köszönhetően a cink külső szerkezeteken is használható. Az ajtókilincsek, emblémák, tükörtartók és ablaktörlő alkatrészek gyakran készülnek autóipari alkatrészek cink öntéssel. Ezeknek az alkatrészeknek még kemény körülmények között is meg kell őrizniük formatervüket az élettartamuk alatt.

3. Autószerelés és járműalkatrészek

A jármű motorházteteje alatti területek forróak, olajosak és tele vannak rezgéssel. A cink nagyon alkalmas az ülésekhez, az olajszivattyúk és szolenoidok burkolataihoz, valamint a sebességváltókon belüli alkatrészekhez. A cink nyomásos öntésű autóipari megoldások nagy szilárdságot és méretstabilitást kínálnak, ami elengedhetetlen ezekhez az igényes alkalmazásokhoz.

4. Digitális és érzékelőházak

A mai járművek tervezése nagymértékben függ az érzékelőktől és a vezérlőrendszerektől. A cink hővezető képessége és az EMI (elektromágneses interferencia) elleni árnyékolása miatt ideális az akkumulátorcsatlakozók, a vezérlőegységek burkolatai és az érzékelők házaihoz. Ezek a tényezők teszik az auto zamak nyomásos öntést a precíz, védő elektronikai burkolatok gyártásának kulcsfontosságú módszerévé.

5. Díszítő stílusú szegélyek

Mivel a cinkötvözetek jól néznek ki, a tervezők szívesen használják őket névtáblákhoz, logókhoz és krómozott alkatrészekhez. Szinte lehetetlen olyan berendezést találni, amely képes olyan sima és pontos vonalak és felületek előállítására, mint ez. Bár csak kis alkatrészekről van szó, ezek a lehetőségek befolyásolhatják mind a márka megítélését, mind pedig a felhasználók érzéseit egy járművel kapcsolatban.

A cink öntés előnyei az autóiparban

• Nagy pontosság a más módszerekkel nehezen alakítható háló alakú alkatrészek készítésében
• Az anyagok nem repedeznek vagy kopnak könnyen.
• Gazdasági - A selejt alacsony, és tovább tart, amíg az Amazon fémforma elhasználódik.
• Felületkezelés - A csiszolástól eltérően krómozás, festés és porfestés is alkalmazható.
• Az alumíniummal való foglalkozás gyakran több időt vesz igénybe, mint a könnyű hőre lágyuló műanyagokkal végzett műveletek.

Ez teszi az auto zamak öntést az alumíniummal vagy magnéziummal szemben előnyben részesített módszerré a kis és közepes méretű alkatrészek esetében.

Problémák és minőségirányítás

Az előnyök ellenére néhány nagy problémával kell szembenézni a cinknyomásos öntés során.

• A porozitás azért fordulhat elő, mert levegő marad benne, vagy a tárgy zsugorodik.
• Szerszámrezgés - Bár lassabb, de bizonyos használat után a szerszámok pontatlanabbá válnak.
• A nyers desztilláció termikus repedéshez vezet, ami feszültséget okoz a szerszámok számára.

A minőségellenőrzés módszerei:

• Röntgenvizsgálat a belső problémák felderítésére
• Ellenőrzi a méréseket koordináta-mérőgép (CMM) segítségével.
• A felszínen lévő éles repedések általában festék beszivárgását okozzák.
• Lehetőség van ±2% súlyváltozás kimutatására.

Ezek a módszerek biztosítják a megbízhatóságot az autóipari alkatrészek cink nyomóöntésében.

A környezetvédelemmel és az újrahasznosítással kapcsolatos dolgok

• A cinket könnyen újrahasznosíthatjuk. Az autóiparban az öntéssel formázott cink túlnyomó többsége újrahasznosításra és újrafelhasználásra kerül.
• A hibás, futó és vaku ismét megolvasztják, majd megszűrik. Továbbá:
• A cink olvadásakor csak azért igényel kevesebb energiát, mint az alumínium, mert a cink olvadáspontja jóval alacsonyabb (419,5 °C, szemben a 660 °C-kal).
• Azzal, hogy újrahasznosított cinkből készült termékeket választunk, ezek a termékek 60% kisebb valószínűséggel járulnak hozzá a globális felmelegedéshez.

A fenntartható autóipari cinknyomásos öntés jól illeszkedik a modern járműgyártás körforgásos gazdasági céljaihoz.

Fejlődés várható az autóipari cink öntvények terén

Az EV-k kialakításának elemei közé tartoznak az akkumulátorok, a hűtőrendszerek és az elektromos burkolatok.

• A beágyazott érzékelők értékes részét képezik az öntvények tervezésének.
• Cinkből és ElastoMerc® anyagból készült darabokkal való munka
• Amalgám tervezés: Többfunkciós öntvények a kevesebb összeszerelés érdekében.

Az autóiparban a cinknyomásos öntés előtt álló út az anyagok, az automatizálás és a mesterséges intelligencia alapú minőségbiztosítási rendszerek terén történő innovációval jár.

A cink és az alumínium összehasonlítása az autóipari öntvényekben

Bár a alumínium széles körben választják a főbb járművkeretekhez, a cinket a finom, bonyolult formák, a vékony falösszetétel és az alacsonyabb olvadási hőmérséklet miatt más alkatrészeknél előnyben részesítik.

Ezért az autóipari cinknyomásos öntés még mindig az olyan alkatrészek, például emblémák, fogaskerekek, házak és kötőelemek esetében az előnyben részesített választás, ahol a pontosság, a kivitel és a szerszám élettartama kritikus.

Szerszámtervezés cink nyomásos öntéshez

A sikeres öntési folyamat nagymértékben függ a jó szerszámkészítéstől. A megfelelő szerszámok kialakítása kevesebb problémát, hosszabb élettartamot és jobb termelékenységet eredményez.

A tervezés során figyelembe veendő főbb elemek

• A befecskendezés során a levegő eltávolításának módja.
• Könnyű elektromos hőszabályozó berendezés (hűtővezetékek) az öntőforma hőmérsékletének beállításához
• A kapukat vékony alkatrészek gyors átvitelére tervezték
• Egynél több alakú alkatrészekhez használatos

A cinkszerszámok H13 vagy SKD61 anyagai 400-450 °C körüli hőmérséklet és 1500 bar nyomás elviselésére vannak edzve.

Egy tipikus szerszám az auto zamak szerszámöntéshez $8,000-$25,000-ba kerülhet, de kis romlással több mint 1 millió alkatrészt eredményezhet.

Hibák és problémák a cink nyomásos öntésben

Még az automatizálás és a minőségellenőrzés ellenére is előfordulhatnak hibák a cinknyomásos öntött autóipari folyamatokban. Ezeknek a tényezőknek a megértése javítja az Ön működését.

A modern öntőgépek valós idejű érzékelőket tartalmaznak a lövedéknyomásra, a hőmérsékletre és az üregek töltési idejére vonatkozóan, lehetővé téve a lehetséges problémák korai felismerését az autóipari alkatrészek cink öntésénél.

Az automatizálás alkalmazása az autóipari cink nyomásos öntésben

Napjainkban az automatizálás az autóipari cinknyomásos öntés szinte minden szakaszába beépült:

• A robotporlasztók a bevonatos fémek kenőanyaggal való ellátása.
• A soron lévő merőkanalak maguktól öntenek folyékony cinket.
• A lövések időzítését és a nyomást az anyag nyomás alá helyezésével programozható logikai vezérlők (PLC-k) segítségével szabályozzák.
• A robotkarok az öntvényeket szalaghajtású vágóállomásokra szállítják.
• Az ilyen eljárások biztosítják a munkaterület hőmérsékletének változatlanságát, védik a jelenlévőket, és számos hibát megelőznek.
• A tipikus automatizált cellaciklus ideje alkatrészenként 18-25 másodperc között van.
• Egy alkatrész kézi működtetése ebben a rendszerben 30-40 másodpercet vesz igénybe.
• Az automatizálás nagyobb darabszámokat tesz lehetővé, ami kritikus fontosságú az olyan alkatrészek gyártásakor, mint az üléskeret perselyei vagy a váltókarok a cinknyomásos öntésű autóipari gyártósorokon.

Esettanulmány: Zink öntés a kormányoszlop házához

Az autóipari alkatrészek cinknyomásos öntésének egyik gyakorlati példája a középkategóriás szedánokban található kormányoszlop háza.

• Ez az anyag beépítésre került: Zamak 5
• A találmány 180 mm x 70 mm x 40 mm méretű.
• A hőformázott falvastagság 1,5 milliméter.
• A termék súlya 0,92 kg.
• Az alkalmazott befecskendezési nyomás 1200 bar volt.
• A ciklusidő 21 másodperc
• A vállalat évente 1,2 millió darabot gyárt.

A kis megengedett eltérés (±0,03 mm) miatt a porozitás csökkentése érdekében az alkatrészt vákuumöntéssel kellett előállítani. Ezt a korróziómentes hatást azért sikerült elérni, mert az alkatrészeket krómozott bevonattal látták el. A szerkezet a rezgés, a sós permet (240 óra elteltével) és a több mint 100 000 közúti kopogás minden tesztjén megfelelt.

Hogyan működik a cink öntés az elektromos járművekben?

Az elektromos járművek térhódítása megváltoztatja a keresletet az autóipari cink öntvényiparban:

Az EV Zinc szokásos alkatrészei a következők:

• Érzékelőkhöz készült házak
• A rendszer az akkumulátor vezérlésére szolgáló eszközöket tartalmaz.
• Erőművi alkatrészekkel együtt szállítjuk
• A vezérlőegységekhez hőelvezető szerkezeteket használnak.

Az EV elektronika számára nagyon fontos, hogy a cink gyorsan el tudja vezetni a hőt. Ezek az anyagok arra is szolgálnak, hogy megvédjék a fontos elektronikát az interferenciáktól. Ezek a tulajdonságok teszik a cink nyomásos öntött autóipari alkatrészeket a villamosított mobilitás létfontosságú részévé.

Következtetés

Autóipar cink öntvény továbbra is az egyik leghatékonyabb módszer a nagy mennyiségű, nagy pontosságú járműalkatrészek gyártására. A Zamak optimális használata, a legkorszerűbb berendezések és a megfelelő ciklusidő lehetővé teszi, hogy a cinkalkatrészek megőrizzék előkelő helyüket az autóiparban. Legyen szó autóipari alkatrészekről, belső vezérlőkhöz való cinknyomásos öntésről, mechanikus burkolatokhoz való autóipari cinknyomásos öntésről vagy külső díszítésekhez való autóipari zamaknyomásos öntésről, ez az eljárás a teljesítményt és a hatékonyságot egyaránt elősegíti. Történelmi gyökerei és az innovációk által vezérelt jövője miatt a cinknyomásos öntés továbbra is az autóipar középpontjában áll.

GYIK 

1. Milyen alkalmazások találhatók az autóipari cink öntvényeknél?

A porfémgyártási eljárás leginkább ajtókilincsek, biztonsági övek, fogaskerekek és elektronikai burkolatok esetében használatos. Az ezzel az eljárással történő gyártás a nagyüzemi járműgyártásban hasznos a dízel-, benzin- és elektromos járművek esetében.

2. Miért használnak egyes autóalkatrészeknél cinket alumínium helyett?

A cinköntés megkönnyíti a folyamatot, a vékonyabb alkatrészek erősebbek, és a szerszámok hosszabb élettartamúak. Mivel durva felületi felületet és szigorúbb specifikációkat tud biztosítani, a sok kis alkatrészből álló autóipari cikkekhez a legmegfelelőbb.

3. Milyen Zamak ötvözeteket használnak az autóipari Zamak szerszámöntésben?

A zamak ötvözetek cinkből, valamint alumíniumból, magnéziumból és rézből állnak. Ezek az ötvözetek nyomóöntéshez készülnek, és jó szilárdságot biztosítanak, nem rozsdásodnak könnyen, és megőrzik a méretállóságot.

4. Mennyire strapabíróak az autókhoz készült cink öntött alkatrészek?

A cink arról ismert, hogy kemény alkatrészeket készít, erős szakítószilárdsággal rendelkezik, ellenáll a korróziónak, és nem törik el ütés hatására. Az ilyen kondenzátorok elviselik a durva munkakörnyezetet, a rezgést, a hőt és a nedvességet.