Per KG alumínium öntés költségei nagyjából 4$ és 6$ USD között mozognak. Hasonlóképpen, a szerszámozási költség 8,000$ és 15,000$ USD között mozoghat. Ha egyszerű kialakítással rendelkezik, akkor $5,000-$10,000 szerszámköltséget takaríthat meg. Sőt, a megfelelő alumíniumötvözet, mint az A380, akár 10% költséget is csökkenthet.

Vannak bizonyos módok arra, hogy az alumínium öntés olcsóbbá és jövedelmezőbbé váljon. E tervezési optimalizálás szempontjából az olcsóbb ötvözetek, az újrahasznosított alumínium stb. állnak az első helyen. Ebben a cikkben többet olvashat arról, hogyan csökkentheti az alumínium nyomóöntés költségeit. Ismerje meg, hogy mire kell összpontosítania a gyártási eredmények javítása érdekében.

Optimalizálja a szerszámtervezést az öntési költségek csökkentése érdekében

A szerszámtervezés fontossága

Úgy tűnik, szerszámtervek kritikus szerepe van. Ezért a tervezésnek megfelelő méretű alkatrészeket kell létrehoznia, sima felületeket kell tartalmaznia, és megfelelő szilárdságot kell biztosítania. Mindezek mellett a hatékony szerszámtervezés ciklusonként kevesebb időt vesz igénybe, és az ismételt használat is befolyásolja.

Az alkatrész minőségére gyakorolt hatás

A rossz szerszámtervezés különböző problémákat okoz. Ezek kezdetben mind kisebb problémák, majd végül elkerülhetetlen hibákká alakulnak át, mint például repedések, vetemedések vagy érdesség.

Például egy olyan szerszám, amely nem képes 400-700 °C közötti hőmérsékletet elviselni, hibákat okoz.

Ezért pontosabb szerszámtervezésre van szükséged, ha le akarod szedni ezt a kérdést.

Az öntési költségek hatása a termelési sebességre és a szerszám élettartamára

A jól megtervezett szerszámok hatása a teljes termelésre többek között a ciklusidő csökkenése és a hosszú élettartam. Például alkatrészenként 30 másodpercről 25 másodpercre tolódhat. Hasonlóképpen, a gyártási kapacitás 20%-vel nő. Következésképpen nemcsak pénzt takarít meg, hanem javítja a hatékonyságot is.

A szerszámtervezés műszaki szempontjai

Kapurendszerek:

A kapurendszer számos más alkatrészt is tartalmaz. Például a tüskék, a fojtócsövek, a futók és a bemeneti nyílások.

Annak érdekében, hogy az olvadt alumíniumot a szerszámokba terítsék, ezek az alkatrészek jelentősek, mint például:

• Az öntőcsatorna egy 10-15 mm széles alapcsatorna.
• A fojtószelep 5-8 mm szélességgel segíti a fém gyorsabb áramlását.
• A 8-12 mm széles futók hagyják, hogy a fém a szerszám mindkét oldalát befedje.
• A 3-6 mm széles, különösen a fémnek a szerszám felé történő vezetésére alkalmas szerszámok.

Szellőzőrendszerek:

A szellőzőrendszerek hűtőcsatornák, kidobócsapok, huzatszögek és elválasztó vonalak beépítésével működnek. Fő feladatuk a levegő beszorulásának megakadályozása és a hibák csökkentése.

• A hűtőcsatornák (6-10 mm átmérőjűek) elegendő nyomást bocsátanak ki ahhoz, hogy a szerszám hőmérsékletét a megfelelő szinten tartsák.
• A kidobócsapokat 50-100 mm-enként jó hozzáadni a végleges alkatrész kiszorításához.
• Az 1-3°-os huzatszögek lehetővé teszik az alkatrészek könnyű eltávolítását.
• Ha a választóvonalak nem illeszkednek tökéletesen, akkor az öntvény a széleken maradékot vagy villanást eredményez.

Hőátvitel:

Fontos, hogy az öntés során fenntartsuk a hőt. Az egyenetlen szerszámhűtés ugyanis zsugorodáshoz, repedésekhez és vetemedéshez vezet.

A megfelelő hűtőcsatornák is orvosolhatják ezt a problémát, mivel megfelelő hőmérsékleten tartják a szerszámot.

Optimalizálás Die Design csökkentése alumínium Die Casting költség csökkentésére

Az egyszerű elválasztó vonalak, a hatékony hűtőcsatornák és a csökkentett szerszámalkatrészek előnyei a költségcsökkentés egyik eszköze lehet.

Például egy kevesebb alkatrészből álló szerszámmal 5000-10000 darabot lehet megtakarítani, a hűtőrendszerek pedig energiát takarítanak meg.

Ezen túlmenően a gyárthatósági tervezés (DFM) egyszerű szerszámtervezést hoz létre, ami javítja a gyártási képességet és a felhasználást.

Szimulációs szoftverek használata

Az olyan szoftverek, mint a MAGMAsoft és a ProCAST lehetővé teszik a tervezők számára, hogy megtalálják a gyenge területeket és az áramlási mintákat. Még a gyártás előtt megjósolják az olyan problémák okát, mint a zsugorodás vagy a repedések. A szimuláció integrálása a szerszámtervezésbe például akár 10-15% anyagpazarlás megtakarítását és jobb alkatrészek gyártását eredményezi.

A komplexitás minimalizálása és a hulladék csökkentése

Az olyan tényezők, mint az alulvágások és a magok befolyásolják a szerszám költségét. Ebben az esetben tehát kevesebb alulmetszést kell készíteni, és egyszerű magokat kell hozzáadni, hogy időt és pénzt takarítsunk meg. Keresse az olyan kapurendszereket is, mint a kúpos futók, hogy megelőzze a kitörést és a selejtet.

Ezek a technikák jelentősen, akár 12%-vel is csökkentik az anyaghulladékot és a ciklusidőt.

Válassza ki a megfelelő alumínium ötvözetet

Az alumínium ötvözetek áttekintése

Könnyű, erős és korrózióálló tulajdonságai miatt a gyártók elsősorban alumíniumötvözeteket használnak. Gyakori típusaik az A380, az ADC12 és az AlSi9Cu3.

Mindegyikük más és más, mivel kémiai összetételük nem azonos. Az A380 például Al-8,5%Si-3,5%Cu, az ADC12 pedig Al-10%Si-2,5%Cu összetételű.

Kulcsfontosságú tulajdonságok

Amint fentebb már említettük, az alumíniumötvözeteket több elem hozzáadásával állítják elő.

Ezért ezek az elemek befolyásolják a tulajdonságaikat (szakítószilárdság, folyáshatár és alakíthatóság). Például az A380-as ötvözetekben ~310 MPa szakítószilárdság és 250°C-os hőállóság van.

A hőstabilitás mellett ez az a paraméter, amely megmutatja, hogy az ötvözet milyen jól működik magas hőmérsékleten.

A képen például az Al-bázisú és az AlSi H13 forró ötvözetek különböző aspektusai láthatók. Ezek 400-600 °C-ig megőrzik szilárdságukat, ami jól használható magas hőmérsékletű alkatrészeknél.

Az elsődleges és másodlagos ötvözetek közötti különbségek

Az elsődleges és másodlagos ötvözeteket a tényleges forrásuk alapján lehet megkülönböztetni. Ez azért van így, mert az elsődleges ötvözetek tiszta anyagot tartalmaznak, míg a másodlagos ötvözetek újrahasznosított elemeket tartalmaznak.

Az olyan nyomelemek, mint a vas és a mangán jelenléte megváltoztathatja a tulajdonságait. Például egy túl sok vasat tartalmazó ötvözetnek alacsonyabb lehet a képlékenysége.

Az ötvözet kiválasztásának hatása az öntési költségekre

Az anyagköltségek nem minden régióban vagy beállításban azonosak. Így az áraik folyamatosan ingadoznak. Például az A380 nem sokkal drágább, mint az ADC12. Különösen az ADC12-nek jó a folyékonysága. Ez azonban kevesebb hibát okoz az öntés során.

Hasonlóképpen, a bonyolult ötvözetek, köztük az AlSi9Cu3, szerszámkopást okozhatnak és növelhetik a megmunkálási költségeket.

Az ötvözet hatása a szerszámok élettartamára

Egyes ötvözetek, mint például az AlSi H13 hot, kiváló hőstabilitást biztosítanak. Ez azért van, mert nem vezetnek szerszámkopáshoz, növelve a teljesítményciklusokat.

A megfelelő ötvözet kiválasztása nagyon alacsony költségeket eredményezhet. Így olyan különleges tulajdonságokat érhet el, mint az alkatrészminőség, a hosszabb szerszámélettartam és az egyszerű gyártás jobb árakon.

Az AlSi9Cu3 ötvözet például nagy szilárdságra alkalmas, ugyanakkor 10% megmunkálási költséget takarít meg.

Az öntési folyamat hatékonyságának javítása

Az öntési folyamat áttekintése

A termékprofil alkatrészeinek előállításához a gyártók olvasztott alumíniumot készítenek. Ez az anyag ezután egy fröccsöntőformába tolódik, ahol nagy nyomáson erővel nyomják.

Az öntési folyamathoz más alkatrészek is hozzájárulnak. Például az öntőforma, az adagolócső és a kidobócsapok.

• Az öntőforma tartalmazza a profilformát.
• Az adagolócső olyan, mint a fémeket szállító utak.
• A kidobócsapok segítik az alkatrészek biztonságos eltávolítását a szerszámból.

Az öntés módszerei

Az öntés hideg és meleg kamrában egyaránt elvégezhető. A kettő közötti választás a fémtípusokban és azok olvadáspontjában rejlik.

Ennek oka, hogy a forró kamrás öntés nem képes magas olvadáspontú ötvözeteket kezelni. Az alacsony olvadáspontúakkal, például a cinkkel jól működik.

A magasabb olvadáspontú anyagok (alumínium) esetében azonban a hidegkamrák hatékonyan működnek.

A melegkamrák kevesebb időt vesznek igénybe egy ciklus elvégzéséhez, míg a hidegkamrák erősebbé teszik az alkatrészeket.

A folyamathatékonyság javításának módszerei

A hőmérséklet-szabályozás optimalizálása:

Azt már tudjuk, hogy a szerszámok hőmérsékletének szabályozására szükség van. Ezért a szerszámmelegítők és hűtőrendszerek rendelkezésre állnak, hogy segítsenek. A valós idejű hőmérséklet-ellenőrzés is hasonló tulajdonságokkal vagy konzisztenciával rendelkező alkatrészeket állít elő.

Ciklusidők csökkentése:

Felgyorsítja a szerszámtöltési folyamatot, és 500-1500 bar körüli fröccsöntési nyomást tart. Optimalizálja a hűtési időket és az eltávolítási folyamatot oly módon, hogy egységenként 5-10 másodpercet takaríthat meg.

Az automatizálás bevezetése:

Az automatizálás növeli a munka hatékonyságát és csökkenti a költségeket. Ennek oka, hogy a robotok gyorsabbak és kevesebb hibát követnek el, mint az emberek. Használhatók a kenőanyagok szerszámra történő felhordására, az alkatrészkivételre és az ellenőrzési lépések elvégzésére.

Megelőző karbantartás:

Rendszeresen ellenőrizze az egyes gépek berendezéseit és a támogató alkatrészeket. Ellenőrizze az esetleges meghibásodásokat és a csereigényeket. Ez a karbantartási támogatás tartja működésben a berendezéseket.

Tehát a szerszámöntés javításának kulcsfontosságú szempontjai valóban segítenek abban, hogy olcsóbb legyen a termelés.

Anyaghulladék csökkentése

Az anyaghulladék csökkentésének fontossága

Az anyaghulladék nem tesz jót a környezeti feltételeknek és a költségmegtakarításnak. Például az alumíniumforgácsok hulladékai komoly károkat okoznak, ha nem hasznosítják újra. Ráadásul a forgácsok újraolvasztásához és feldolgozásához több energiára van szükség. Ennek következtében a termelési költségek megnövekednek.

A hulladék minimalizálásának módszerei

1. A szerszámtervezés optimalizálása:

A hulladék csökkentése érdekében optimalizálni kell a futó- és kapurendszereket. Jelenleg válasszon kisebb futókat és kapukat.

Például a kapu méretét 6 mm-ről 4 mm-re változtassa. Ez kevesebb anyagot használ fel, és 10% hulladékot takarít meg.

Emellett lehetőség van a túlfolyás optimalizálására is a felesleges fém újrafelhasználásra történő felfogásával.

2. Újrahasznosítási programok végrehajtása:

Ez a fajta alumíniumforgács-hulladék házon belül újrahasznosítható egy forró extrudáló gép segítségével. Eközben az olyan összetett hulladékokhoz, mint az EDM-huzal vagy a kompakt extrudátum, külső újrahasznosítókra van szükség.

3. A túltermelés csökkentése:

A kereslet előrejelzése és a lean gyártás elvei segítenek a felesleges készletek rögzítésében. Az alkatrészeket a tényleges mennyiség anyagainak felhasználásával tervezik.

4. Az olvadék megfelelő kezelése:

Az ultrahangos fürdők segítenek eltávolítani az oxidációt az alumínium felületéről az olvasztás előtt. Ami ezért kevesebb hulladékot termel, és 5-10%-vel csökkenti azt.

Az anyaghulladék csökkentése a folyamat- és szerszámtervezés révén segít a vállalatoknak többet megtakarítani és védeni a környezetet. Ezek a technikák a fenntarthatóságot is elősegítik. Például az alumíniumforgácsok újrafelhasználásával évente $10 000 forintot lehet megtakarítani.

Fontolja meg az alternatív gyártási módszereket

Az alternatív gyártási módszerek áttekintése

Nyilvánvalóan többféle technikát alkalmaznak a különleges tulajdonságokkal rendelkező alkatrészek előállítására. Ilyen például a 3D nyomtatás, a gépi megmunkálás, a beruházási öntés és a fémfröccsöntés. Mindegyik módszernek megvannak a maga előnyei és hátrányai.

Előnyök és hátrányok az öntéssel szemben

• 3D nyomtatás: A legjobban a nehezen formázható alkatrészek és kisebb mennyiségek gyártására alkalmas, de túl lassú a nagy megrendelésekhez.
• Megmunkálás: Pontosság megadása, pontos részletek hozzáadása, de anyagpazarlás.
• Beruházási öntés: Képes éles részletességű alkatrészek előállítására, de tömeggyártás esetén sokkal többe kerül.
• Fém fröccsöntés: Ezzel az eljárással kis méretű, összetett alkatrészek készíthetők. Azonban bizonyos ötvözeteket kezel.

Alternatív módszerek az alumínium öntés költségeinek csökkentésére

1. Csökkentett anyagpazarlás: A 3D nyomtatás hatékonyan működik, ha közel háló alakban vesszük. Ez akár 20-30%-vel csökkenti a hulladékot.
2. Alacsonyabb szerszámköltségek: A 3D nyomtatás nem igényel összetett szerszámokat, és $10,000-$50,000-rel csökkenti a beállítási költségeket.
3. Fokozott tervezési rugalmasság: A 3D nyomtatással a legnehezebb tulajdonságokkal rendelkező termékek is elkészíthetők. Így nincs szükség az alkatrészekhez más komponensek hozzáadására.

Következtetés

A alumínium öntvény költségcsökkentési megoldás különböző tényezőkben rejlik. Ezek közé tartozik a szerszámtervezés, a megfelelő ötvözetek, a folyamat hatékonyságának javítása és a hulladékcsökkentés.

Az alternatív módszerek, például a 3D nyomtatás is többet takarít meg. Optimalizálja ezeket a paramétereket ennek megfelelően, hogy alacsonyabb áron hatékony termelést kapjon. Keressen minket, hogy láthassa a tényleges eredményeket.