Il costo della pressofusione di alluminio per KG varia da circa 4$ a 6$ USD. Allo stesso modo, il costo degli utensili può variare da 8.000$ a 15.000$ USD. Se il progetto è semplice, è possibile risparmiare $5.000-$10.000 sui costi di attrezzaggio. Inoltre, una lega di alluminio come quella dell'A380 può ridurre i costi fino a 10%.

Esistono alcuni modi per rendere la pressofusione di alluminio meno costosa e redditizia. In termini di ottimizzazione del design, le leghe più economiche, l'alluminio riciclato e così via sono al primo posto. Per saperne di più su come ridurre i costi della pressofusione di alluminio, leggete questo articolo. Scoprite dove concentrarvi per migliorare i risultati di produzione.

Ottimizzare la progettazione degli stampi per ridurre i costi della pressofusione

Importanza della progettazione degli stampi

A quanto pare, disegni di stampi hanno un ruolo critico. Per questo motivo, la progettazione deve creare pezzi delle giuste dimensioni, contenere superfici lisce e offrire una resistenza sufficiente. Oltre a questo, una progettazione efficace dello stampo richiede anche un minor tempo per ciclo e risente dell'uso ripetuto.

Impatto sulla qualità dei pezzi

Una cattiva progettazione degli stampi comporta diversi problemi. All'inizio sono tutti problemi minori, che poi si trasformano in difetti inevitabili come crepe, deformazioni o rugosità.

Ad esempio, uno stampo che non è in grado di sopportare temperature tra i 400 e i 700°C causa difetti.

Pertanto, è necessario un progetto di matrice più preciso se si vuole eliminare questo problema.

Influenza dei costi di pressofusione sulla velocità di produzione e sulla durata dello stampo

L'impatto che uno stampo ben progettato ha sulla produzione complessiva comprende la riduzione dei tempi di ciclo e la longevità. Ad esempio, si può passare da 30 secondi a 25 secondi per pezzo. Allo stesso modo, la capacità produttiva aumenta di 20%. Di conseguenza, non solo si risparmia denaro, ma si migliora anche l'efficienza.

Aspetti tecnici della progettazione di stampi

Sistemi di chiusura:

Un sistema di chiusura comprende molti altri componenti. Ad esempio, spurghi, strozzatori, guide e ingressi.

Per distribuire l'alluminio fuso negli stampi, queste parti sono significative, come ad esempio:

• La matrice è un canale fondamentale di circa 10-15 mm di larghezza.
• Lo strozzatore aiuta il metallo a scorrere più rapidamente con una larghezza di 5-8 mm.
• Le guide, larghe 8-12 mm, lasciano che il metallo copra ogni lato della matrice.
• Gli ingranaggi, larghi 3-6 mm, servono soprattutto per guidare il metallo verso la matrice.

Sistemi di sfiato:

I sistemi di ventilazione funzionano incorporando canali di raffreddamento, perni di espulsione, angoli di tiraggio e linee di separazione. Il loro compito principale è quello di prevenire l'intrappolamento dell'aria e ridurre i difetti.

• I canali di raffreddamento (6-10 mm di diametro) rilasciano una quantità di pressione sufficiente a mantenere la temperatura dello stampo al giusto grado.
• È bene aggiungere dei perni di espulsione ogni 50-100 mm per spingere fuori il pezzo finale.
• Gli angoli di sformo di 1-3° consentono di rimuovere facilmente i pezzi.
• Quando le linee di separazione non si adattano perfettamente, la colata produce residui o bagliori intorno ai bordi.

Trasferimento di calore:

È importante mantenere il calore durante la colata. Questo perché un raffreddamento non uniforme dello stampo porta a restringimenti, crepe e deformazioni.

Inoltre, canali di raffreddamento adeguati possono risolvere questo problema, in quanto mantengono il die alla giusta temperatura.

Ottimizzazione della progettazione degli stampi per ridurre i costi della pressofusione di alluminio

I vantaggi di linee di separazione semplici, canali di raffreddamento efficienti e riduzione dei componenti dello stampo potrebbero essere uno dei costi ridotti.

Ad esempio, uno stampo con meno parti può far risparmiare circa 5000-10000, mentre i sistemi di raffreddamento fanno risparmiare energia.

Inoltre, la progettazione per la producibilità (DFM) crea una progettazione semplice dello stampo, migliorandone la capacità di produzione e l'utilizzo.

Uso del software di simulazione

Software come MAGMAsoft e ProCAST consentono ai progettisti di individuare le aree deboli e i modelli di flusso. Prevedono la causa di problemi come il ritiro o le cricche prima della produzione. Ad esempio, l'integrazione della simulazione nella progettazione degli stampi consente di risparmiare materiali fino a 10-15% e di realizzare pezzi migliori.

Minimizzare la complessità e ridurre gli sprechi

Fattori come i sottosquadri e le anime influiscono sul costo dello stampo. In questo caso, quindi, è consigliabile praticare meno sottosquadri e aggiungere anime semplici per risparmiare tempo e denaro. Inoltre, cercate sistemi di chiusura, come le guide coniche, per evitare la formazione di bave e gli scarti.

Queste tecniche consentono di risparmiare in modo significativo gli scarti di materiale e il tempo di ciclo fino a 12%.

Selezionare la giusta lega di alluminio

Panoramica delle leghe di alluminio

Per le sue proprietà di leggerezza, robustezza e resistenza alla corrosione, i produttori utilizzano principalmente leghe di alluminio. I tipi più comuni sono A380, ADC12 e AlSi9Cu3.

Ognuno di essi è diverso dall'altro in quanto le loro composizioni chimiche non sono le stesse. Ad esempio, l'A380 è composto da Al-8.5%Si-3.5%Cu e l'ADC12 da Al-10%Si-2.5%Cu.

Proprietà chiave

Come abbiamo detto in precedenza, le leghe di alluminio vengono prodotte aggiungendo diversi elementi.

Ecco perché questi elementi influenzano le loro proprietà (resistenza alla trazione, allo snervamento e duttilità). Ad esempio, le leghe dell'A380 hanno una resistenza alla trazione di ~310 MPa e una stabilità termica di 250°C.

Oltre alla stabilità termica, è il parametro che indica il funzionamento della lega alle alte temperature.

Ad esempio, l'immagine mostra i diversi aspetti delle leghe a caldo Al-base e AlSi H13. Mantengono la resistenza fino a 400-600°C, il che è ottimo per l'utilizzo in componenti ad alta temperatura.

Differenze tra leghe primarie e secondarie

È possibile distinguere le leghe primarie da quelle secondarie in base alla loro effettiva provenienza. Le leghe primarie contengono infatti materiale puro, mentre quelle secondarie includono elementi riciclati.

La presenza di oligoelementi come ferro e manganese può modificarne le proprietà. Ad esempio, una lega con una quantità eccessiva di ferro potrebbe avere una minore duttilità.

Impatto della selezione delle leghe sui costi della pressofusione

I costi dei materiali non sono gli stessi in tutte le regioni o in tutti gli stabilimenti. Quindi i loro prezzi continuano a fluttuare. Ad esempio, l'A380 non è molto più costoso dell'ADC12. In particolare, l'ADC12 ha una buona fluidità. Questo, però, comporta un minor numero di difetti nella colata.

Allo stesso modo, le leghe complicate, tra cui AlSi9Cu3, possono causare l'usura degli utensili e aumentare i costi di lavorazione.

Impatto dei costi della lega sulla durata di vita dello stampo

Alcune leghe, come AlSi H13 a caldo, offrono un'eccellente stabilità termica. Questo perché non portano all'usura dello stampo, aumentando i cicli di prestazioni.

La scelta corretta della lega può portare a costi molto ridotti. In questo modo, è possibile ottenere caratteristiche specifiche come la qualità dei pezzi, la durata dello stampo e la facilità di produzione a prezzi migliori.

Ad esempio, la lega AlSi9Cu3 è adatta per un'elevata resistenza ma, allo stesso tempo, consente di risparmiare 10% sui costi di lavorazione.

Migliorare l'efficienza del processo di fusione

Panoramica del processo di pressofusione

Per produrre pezzi di profilo, i produttori preparano alluminio fuso. Questo materiale si sposta poi in uno stampo a iniezione dove viene spinto con forza ad alta pressione.

Il processo di fusione include anche il contributo di altri componenti. Ad esempio, stampo, tubo di alimentazione e perni di espulsione.

• Lo stampo contiene la forma del profilo.
• Il tubo di alimentazione è come un percorso che trasporta metalli
• I perni di espulsione aiutano a rimuovere i pezzi dallo stampo in modo sicuro.

Metodi di pressofusione

La colata può essere effettuata sia in camere calde che fredde. La scelta sta nei tipi di metallo e nei loro punti di fusione.

Questo perché la pressofusione a camera calda non è in grado di gestire leghe con punti di fusione elevati. Va bene con leghe a basso punto di fusione, come lo zinco.

Tuttavia, nel caso di punti di fusione più elevati (alluminio), le camere fredde funzionano efficacemente.

Le camere calde richiedono meno tempo per completare un ciclo, mentre le camere fredde rendono i pezzi più resistenti.

Metodi per migliorare l'efficienza dei processi

Ottimizzazione del controllo della temperatura:

Sappiamo già che è necessario controllare le temperature degli stampi. Per questo sono disponibili riscaldatori di stampi e sistemi di raffreddamento. Inoltre, il monitoraggio della temperatura in tempo reale produce pezzi con caratteristiche o consistenza simili.

Riduzione dei tempi di ciclo:

Accelerare il processo di riempimento dello stampo e mantenere la pressione di iniezione intorno ai 500-1500 bar. Ottimizzare i tempi di raffreddamento e il processo di rimozione in modo da risparmiare 5-10 secondi per unità.

Implementazione dell'automazione:

L'automazione aumenta l'efficienza del lavoro e riduce i costi. I robot, infatti, sono più veloci e commettono meno errori dell'uomo. Possono essere utilizzati per applicare i lubrificanti sullo stampo, eseguire l'estrazione dei pezzi ed eseguire le fasi di ispezione.

Manutenzione preventiva:

Ispezionare regolarmente l'attrezzatura di ogni macchina e le sue parti di supporto. Verificano eventuali guasti e necessità di sostituzione. Questo supporto di manutenzione mantiene in funzione gli allestimenti.

Quindi, gli aspetti chiave del miglioramento della pressofusione aiutano davvero a ottenere una produzione più economica.

Ridurre i rifiuti di materiale

Importanza della riduzione dei rifiuti materiali

Gli scarti di materiale non sono positivi né per le condizioni ambientali né per il risparmio economico. Ad esempio, i rifiuti di trucioli di alluminio causano gravi danni se non vengono riutilizzati. Inoltre, i rottami richiedono più energia per essere rifusi e lavorati. I costi di produzione aumentano di conseguenza.

Metodi per ridurre al minimo gli sprechi

1. Ottimizzazione della progettazione degli stampi:

È necessario ottimizzare i sistemi di guide e cancelli per ridurre gli sprechi. Al momento, scegliete guide e cancelli più piccoli.

Ad esempio, spostando la dimensione del cancello da 6 mm a 4 mm. Si utilizza meno materiale, risparmiando 10% sugli scarti.

Inoltre, è possibile ottimizzare l'overflow catturando il metallo in eccesso per riutilizzarlo.

2. Implementazione di programmi di riciclaggio:

Questo tipo di rifiuti di trucioli di alluminio può essere riciclato internamente utilizzando una macchina di estrusione a caldo. I rifiuti complessi, come il filo per elettroerosione o l'estruso compatto, necessitano invece di riciclatori esterni.

3. Ridurre la sovrapproduzione:

La previsione della domanda e i principi della produzione snella aiutano a risolvere le scorte in eccesso. Progettano i pezzi utilizzando materiali della quantità effettiva.

4. Manipolazione corretta della massa fusa:

I bagni a ultrasuoni aiutano a rimuovere l'ossidazione dalle superfici dell'alluminio prima della fusione. In questo modo si producono meno scarti, riducendoli di 5-10%.

La riduzione degli scarti di materiale attraverso la progettazione di processi e stampi aiuta le aziende a risparmiare di più e a proteggere l'ambiente. Queste tecniche promuovono anche la sostenibilità. Ad esempio, il riutilizzo dei trucioli di alluminio può far risparmiare $10.000 all'anno.

Considerare metodi di produzione alternativi

Panoramica dei metodi di produzione alternativi

A quanto pare, esistono diverse tecniche utilizzate per realizzare pezzi con caratteristiche specifiche. Ad esempio, la stampa 3D, la lavorazione, la microfusione e lo stampaggio a iniezione di metalli. Ogni metodo ha pro e contro particolari.

Vantaggi e svantaggi rispetto alla pressofusione

• Stampa 3D: Funziona meglio per la produzione di pezzi di forma difficile e per quantità ridotte, ma è troppo lenta per ordini di grandi dimensioni.
• Lavorazione: Dare precisione al pezzo, aggiungendo dettagli precisi ma generando scarti di materiale.
• Colata a iniezione: È in grado di produrre pezzi dai dettagli nitidi, ma costa molto di più per la produzione di massa.
• Stampaggio a iniezione di metalli: Con questo processo si possono realizzare pezzi complessi di piccole dimensioni. Tuttavia, è in grado di gestire alcune leghe.

Metodi alternativi per ridurre i costi della pressofusione di alluminio

1. Riduzione dello spreco di materiale: la stampa 3D funziona efficacemente quando viene presa in forma quasi netta. Riduce gli scarti fino a 20-30%.
2. Riduzione dei costi di attrezzaggio: La stampa 3D non necessita di utensili complessi e riduce i costi di allestimento di $10.000-$50.000.
3. Maggiore flessibilità di progettazione: la stampa 3D può realizzare prodotti con le caratteristiche più complesse. Non è quindi necessario aggiungere altri componenti.

Conclusione

Il pressofusione di alluminio La soluzione per la riduzione dei costi risiede in diversi fattori. Tra questi, la progettazione degli stampi, le leghe adatte, il miglioramento dell'efficienza del processo e la riduzione degli scarti.

Inoltre, metodi alternativi come la stampa 3D consentono di risparmiare di più. Ottimizzate questi parametri di conseguenza per ottenere una produzione efficiente a un prezzo inferiore. Contattateci per vedere i risultati effettivi.