Che cos'è l'HPDC? Applicazioni e vantaggi
HPDC, o pressofusione ad alta pressioneè un processo di produzione di metalli a basso punto di fusione. Questa tecnica genera grandi volumi di parti metalliche complesse. Produce parti metalliche altamente precise. Il valore del mercato globale dell'HPDC sarà di circa $14650 milioni di dollari nel 2024. Secondo una ricerca, il valore salirà a 20770 milioni di dollari entro il 2030. In questo post faremo luce sul processo completo e sui vantaggi dell'HPDC.
Storia della fusione HPDC
L'origine di Colata HPDC risale alla metà del 1800. È stata utilizzata per la prima volta nell'industria della stampa. Led e stagno venivano versati in uno stampo. Quindi, la fusione HPDC ha prodotto per la prima volta le chiavi delle macchine da stampa. All'epoca, però, il processo era lento. Inoltre, non era adatto alla produzione di massa di metalli. I progressi hanno reso il processo altamente efficiente nel corso del tempo. Oggi è un processo affidabile grazie ai continui miglioramenti.
Come definirebbe la fusione HPDC?
La colata HPDC è un metodo efficiente per realizzare parti metalliche di alta qualità. In questa tecnica, il metallo fuso ad alta pressione viene iniettato in uno stampo o in una cavità dello stampo. Il metallo caldo si raffredda e si solidifica rapidamente nella cavità dello stampo. In seguito, assume la forma dello stampo. Possiamo quindi separare il metallo desiderato dallo stampo. I metalli fusi sono principalmente leghe di magnesio e alluminio. Lo stampo è solitamente in acciaio o ghisa. La fusione HPDC è molto diffusa nella produzione di prodotti automobilistici ed elettronici. Ma produce anche prodotti altamente precisi e di uso quotidiano.
Processo passo-passo di fusione HPDC
Ora conoscete la colata HPDC e le dimensioni del suo mercato globale. Potreste essere curiosi di conoscere il processo completo. Discutiamone quindi il processo completo. Il metodo di fusione HPDC può variare a seconda dei requisiti del prodotto. Ecco quindi le fasi del processo generale di fusione HPDC.
1. Preparazione dello stampo
Innanzitutto, si prepara lo stampo. Lo stampo viene progettato in base alla forma del prodotto desiderato. Lo stampo è composto principalmente da acciaio. È quindi in grado di resistere alle alte temperature e alla pressione.
- L'ambientazione di Mold:
A questo punto, montare la massa sulla macchina di pressofusione. La macchina di pressofusione ha due metà. Una è una metà stampo secondaria. L'altra è una metà stampo mobile. La macchina di pressofusione chiude le due metà dello stampo.
- Manutenzione della muffa:
Anche la manutenzione dello stampo è importante. Pulire lo stampo per rimuovere le impurità. Preriscaldare lo stampo di pressofusione per favorire il flusso del metallo fuso. Inoltre, lubrificare il lato interno dello stampo per regolare la temperatura. Questo facilita l'estrazione del prodotto desiderato.
2. Iniettare il metallo fuso
Aggiungere il metallo fuso nella camera di iniezione. Quindi, iniettarlo nello stampo. Il processo di iniezione avviene rapidamente. Richiede una pressione molto elevata, da 1500 a 25000 PSI. Esistono due modi diversi per iniettare il metallo nello stampo. Si tratta dell'iniezione a camera calda e dell'iniezione a camera fredda.
- Iniezione a camera calda:
L'iniezione a camera calda è ideale per i metalli con basso punto di fusione, quindi è adatta alle leghe di zinco, magnesio e piombo. Con questo metodo, il metallo viene riempito in un tubo a forma di collo d'oca. Il tubo espelle poi il metallo nella cavità dello stampo attraverso l'ugello.
- Iniezione a camera fredda:
L'iniezione a camera fredda è ideale per i metalli con punti di fusione elevati. I metalli solidi come l'alluminio, il rame e l'ottone utilizzano questo meccanismo. Con questo metodo, il metallo viene versato nel manicotto della camera fredda. L'operazione può essere eseguita manualmente o automaticamente. A questo punto, uno stantuffo idraulico forza il metallo dal manicotto corto alla muffola.
3. Raffreddamento e solidificazione
- Raffreddamento:
Il metallo fuso si raffredda rapidamente. Quindi, assume la forma della cavità dello stampo. Il rapido raffreddamento è dovuto all'elevata conducibilità termica del materiale dello stampo.
- Solidificazione: Il metallo si solidifica dopo il raffreddamento. Il metallo può restringersi dopo essere diventato duro. Ma l'alta pressione ne mantiene le dimensioni. Inoltre, garantisce che il metallo sia privo di vuoti interni.
4. Rimozione del metallo
Dopo il raffreddamento e la solidificazione, le metà dello stampo vengono aperte. I perni di espulsione spingono il metallo fuori dallo stampo. Ora il metallo desiderato è pronto.
5. Rifilatura
La fusione può presentare un eccesso di materiale. Per questo motivo, utilizziamo seghe e strumenti da taglio per rifinire il metallo. La rifilatura aiuta a ottenere la migliore finitura superficiale.
| Gruppo di materiali | Designazione della lega | Proprietà chiave | Applicazioni comuni |
| Leghe di alluminio | A380 | Buona fluidità, resistenza alla corrosione e forza moderata | Blocchi motore per autoveicoli, alloggiamenti per trasmissioni e involucri per l'elettronica |
| A360 | Migliore resistenza alla corrosione migliore duttilità | Componenti aerospaziali, involucri elettrici | |
| A413 | Eccellente fluidità e buona tenuta alla pressione | Componenti complessi a parete sottile, pompe e raccordi | |
| A383 | Buone proprietà meccaniche ed elevata resistenza | Parti automobilistiche, componenti industriali generici | |
| A390 | Elevata resistenza all'usura, elevata forza | Componenti automobilistici ad alte prestazioni, macchinari per impieghi gravosi | |
| Leghe di magnesio | AZ91D | Buon rapporto resistenza/peso, eccellente colabilità | Componenti per autoveicoli, alloggiamenti per elettronica di consumo |
| AM60B | Buona flessibilità e resistenza agli urti | Componenti di sicurezza per autoveicoli, parti strutturali | |
| AS41B | Prestazioni ad alta temperatura e buona resistenza al creep | Componenti per motopropulsori automobilistici | |
| Leghe di zinco | Zamak 3 | Eccellente colabilità e buone proprietà meccaniche | Componenti piccoli e complessi, ferramenta |
| Zamak 5 | Resistenza superiore, duttilità leggermente inferiore | Componenti che richiedono una maggiore resistenza, serrature e ingranaggi | |
| ZA-8 | Buone proprietà di supporto, maggiore resistenza | Alloggiamenti per cuscinetti, componenti per macchinari industriali | |
| ZA-27 | Resistenza e durezza più elevate tra le leghe di zinco | Componenti industriali per impieghi gravosi, applicazioni ad alta usura | |
| Leghe di rame | Ottone (ad es., C85700) | Elevata resistenza alla corrosione e buona lavorabilità | Raccordi idraulici, ferramenta decorativa |
| Leghe di piombo | Leghe piombo-stagno | Alta densità e buona resistenza alla corrosione | Schermatura dalle radiazioni, zavorra e pesi |
Vantaggi della pressofusione ad alta pressione:
Ora conosciamo il processo completo di fusione HPDC. Parliamo quindi dei suoi vantaggi. Alcuni dei suoi vantaggi sono:
1. Produzione di massa
L'HPDC può produrre grandi volumi del metallo richiesto. L'alta pressione consente l'iniezione di metalli fusi a una velocità elevata. In questo modo, si producono grandi quantità di metallo. Pertanto, l'HPDC è noto per la produzione di massa di materiali.
2. Alta resistenza
La pressofusione HPDC produce strutture metalliche uniformi. Pertanto, migliora le proprietà meccaniche. Di conseguenza, il metallo prodotto è di alta qualità.
3. Componenti a parete sottile
A differenza di altre fusioni, la fusione HPDC può fondere componenti a parete sottile. L'alta pressione crea pezzi leggeri. Pertanto, contribuisce a ridurre il peso dei metalli. Inoltre, consente l'inserimento di parti in co-fusione, come le viti.
4. Alta qualità
HPDC fornisce finiture superficiali lisce per i metalli desiderati. Assicura che il metallo fuso riempia tutte le parti della fusione. Quindi, crea superfici lisce. Queste superfici sono ideali per l'applicazione di ulteriori rivestimenti. In questo modo, si elimina la necessità di una lavorazione secondaria.
5. Flessibilità
Le forme dello stampo sono flessibili nella colata HPDC. Consente quindi la costruzione di pezzi complessi. Questi pezzi complessi sono utilizzati in macchinari complessi.
Differenza tra pressofusione ad alta pressione e pressofusione a bassa pressione
Ecco quindi una tabella comune che vi aiuterà a conoscere le principali differenze tra la pressofusione ad alta pressione e la pressofusione a bassa pressione:
| Caratteristica | Pressofusione ad alta pressione | Pressofusione a bassa pressione |
| Descrizione del processo | Il metallo fuso viene iniettato nello stampo ad alta velocità e pressione. | Il metallo fuso viene aspirato nello stampo da un differenziale a bassa pressione. |
| Intervallo di pressione | In genere, 10-175 MPa (1500-25.000 psi) | In genere, 0,1-0,7 MPa (15-100 psi) |
| Tempo di ciclo | Più breve, di solito pochi secondi per parte | Più a lungo, possono essere necessari diversi minuti per ogni parte. |
| Volume di produzione | Adatto alla produzione di grandi volumi | Adatto alla produzione di volumi medio-bassi |
| Parte Complessa | Ideale per forme complesse con pareti sottili | Ideale per forme più semplici con pareti più spesse |
| Utilizzo del materiale | Elevato spreco di materiale a causa di materozze e guide di scorrimento | Più efficiente e con meno sprechi |
| Parte Qualità | Elevata precisione dimensionale e buona finitura superficiale | Buona precisione dimensionale e finitura superficiale |
| Proprietà meccaniche | Può essere inferiore a causa dell'aria intrappolata e della porosità. | Generalmente migliore grazie al minor numero di difetti |
| Costo degli utensili | Costo iniziale più elevato a causa dei requisiti di robustezza dello stampo | Costo iniziale inferiore, necessità di uno stampo meno robusto |
| Manutenzione | Più alto a causa della maggiore usura degli stampi | Più basso grazie alla minore sollecitazione degli stampi |
| Leghe comuni | Alluminio, zinco e magnesio | Alluminio, magnesio |
| Sistema di raffreddamento | Spesso richiede sistemi di raffreddamento complessi. | Sistemi di raffreddamento più semplici |
| Automazione | Altamente automatizzato | Processi meno automatizzati e più manuali |
Limitazioni della fusione HPDC
- Costi iniziali elevati: Sono quindi necessari ingenti investimenti in macchine e stampi.
- Attrezzature complesse deve funzionare con grande precisione e anche la sua manutenzione richiede un lavoro qualificato.
- Compatibilità limitata dei materiali: La vaccinazione al solfuro è più efficace per i metalli che fondono a basse temperature, come l'alluminio e lo zinco.
- Limitazioni di dimensioni e peso: l'applicazione è praticata principalmente in piccole porzioni.
- I problemi di porosità sono suscettibili di contenere dei vuoti interni e quindi richiedono una precisa quantità di pressione da applicare.
- Finiture aggiuntive: Potrebbe richiedere ulteriori interventi o ritocchi per essere pronto all'uso o per avere il livello di levigatezza necessario, ad esempio.
Macchina HPDC a camera fredda
Applicazioni della fusione HPDC:
La colata HPDC ha un ampio campo di applicazione. Alcune di esse sono:
- Industria della salute:
Produce strumenti chirurgici più leggeri nel settore sanitario. La HPDC casting ha costruito dispositivi medici, macchine a ultrasuoni e dispositivi impiantabili. Ha quindi un ruolo essenziale anche nell'industria medica.
- Industria aerospaziale: La pressofusione HPDC crea parti complicate di motori nell'industria aerospaziale. Contribuisce inoltre alla costruzione di componenti per aerei. A volte stabilisce piccole parti strutturali dell'aereo.
- Settore automobilistico:
HPDC casting produce diversi componenti per l'industria automobilistica. Alcuni dei principali componenti che può produrre sono:
- Blocchi motore
- Teste dei cilindri
- Parti della trasmissione
- Componenti dei freni
- Parti della sospensione
- Beni di consumo: La fusione HPDC può produrre oggetti di uso quotidiano. Può trattarsi di elettrodomestici, come i componenti dei frigoriferi. Può anche creare hardware di consumo e diversi componenti per la casa.
- Industria dello sport:
Ha ampie applicazioni nell'industria sportiva. HPDC può produrre diversi componenti per biciclette. Può anche progettare mazze da golf e racchette da tennis. HPDC ha contribuito a quasi tutti i settori industriali.
Quali sono le alternative alla fusione HPDC?
Oggi sono disponibili sul mercato diversi metodi che possono essere utilizzati al posto della colata HPDC. Ne parliamo qui di seguito.
1. Fusione in sabbia
La colata in sabbia è una delle procedure di colata più antiche e più utilizzate per varie applicazioni. In questo processo, viene realizzato uno stampo di sabbia e il metallo fuso viene colato nello stampo attraverso un crogiolo. Il vantaggio principale della colata in sabbia è che è economica per il volume di produzione, in particolare per i piccoli volumi, ed è utilizzata per produrre pezzi di grandi dimensioni o con strutture complesse. È particolarmente adatta a diversi tipi di metalli e può produrre blocchi motore, prodotti metallici di grandi dimensioni e persino prototipi di motori.
2. Colata a investimento
La microfusione, comunemente chiamata anche fusione a cera persa, prevede l'utilizzo di una copia in cera del pezzo reale per creare uno stampo in cui viene utilizzato un materiale ceramico per coprire il modello in cera. L'acqua viene poi lavata via e al posto della cera viene versato il metallo fuso nello stampo in ceramica.
Pressofusione a gravità
Si tratta di uno stampo circonferenziale in metallo in cui il metallo fuso viene versato sotto la forza di gravità. Questo processo consente di produrre pezzi con proprietà meccaniche superiori a quelle della colata in sabbia e di ottenere una buona precisione nei prodotti finali. Pressofusione a gravità è più adatto per applicazioni in cui si producono un numero piuttosto elevato di pezzi o articoli di grandi dimensioni e trova impiego più comunemente nella produzione di parti di automobili, parti di motori e prodotti pesanti, grazie ai vantaggi dell'economia e della costruzione standard.
Perché scegliere GC Precision Mold Co. per HPDC?
Ora conoscete quasi ogni aspetto della fusione HPDC. Vi spieghiamo quindi perché GC Precision Mold Co. è uno dei migliori produttori di stampi. società di pressofusione ad alta pressione. Ecco i motivi:
- Produttori di stampi in Cina con 20 anni di esperienza pratica.
- Servizi eccellenti ad un prezzo accessibile
- Fornisce parti di pressofusione personalizzate per auto, biciclette e strumenti musicali.
- Fornire prodotti personalizzati di alta qualità.
- 100% Garanzia di soddisfazione del cliente
- Macchinari per la pressofusione da 120 tonnellate a 1650 tonnellate
Conclusione:
Le dimensioni del mercato globale della pressofusione ad alta pressione aumentano di giorno in giorno. La pressofusione ad alta pressione prevede la fusione del metallo ad alta pressione. Il metallo fuso viene quindi convertito nella forma desiderata. Questa tecnica può modellare anche metalli di forma complessa. Il processo consiste in quattro fasi. Queste fasi sono: la preparazione della massa, l'iniezione del metallo fuso, il raffreddamento e la solidificazione e la rimozione del metallo. Questa tecnica modella i metalli nell'industria automobilistica, sanitaria e sportiva.
Domande frequenti
Q1. Quali sono gli svantaggi della fusione HPDC?
La pressofusione HPDC presenta diversi svantaggi. I costi delle attrezzature sono molto elevati. I piccoli produttori non possono permetterselo. La gestione della temperatura, della pressione e delle condizioni durante il processo è impegnativa. Richiede quindi un attento monitoraggio o una cura successiva alla colata. Di conseguenza, le soluzioni a questi problemi possono essere costose e richiedere molto tempo.
Q2. Qual è l'acronimo di HPDC?
HPDC è l'acronimo di pressofusione ad alta pressione. Utilizza l'alta pressione per produrre metalli altamente lisci. Grazie all'elevata pressione è possibile creare metalli dalle forme complesse. Queste parti metalliche vengono quindi utilizzate in apparecchi complessi e sport.
Q3. Quali tipi di metalli sono comunemente utilizzati nella fusione HPDC?
La colata HPDC prevede in genere l'utilizzo di metalli a basso punto di fusione, in particolare leghe di alluminio, magnesio e zinco. Questi metalli vengono scelti perché possono essere facilmente iniettati negli stampi e raffreddati rapidamente per produrre pezzi di alta qualità che soddisfano i requisiti meccanici dell'applicazione specifica.
Q4. Come si colloca l'HPDC rispetto ad altri metodi di fusione?
HPDC è in grado di garantire ritmi di produzione più rapidi, una maggiore precisione delle dimensioni e superfici lisce per i prodotti. L'HPDC presenta i vantaggi della produzione di pezzi complessi e a parete sottile, con una migliore consistenza rispetto alla colata in sabbia e senza o con pochissima necessità di trattamenti successivi alla colata. Tuttavia, è più costosa a causa delle spese sostenute per l'acquisto dei macchinari utilizzati per lo stampaggio del metallo e degli stampi stessi.