Per KG aluminiumsstøpingskostnad varierer fra omtrent 4$ til 6$ USD. På samme måte kan verktøykostnadene variere fra 8,000$ til 15,000$ USD. Hvis du har enkel design, kan du spare $5,000-$10,000 i verktøykostnader. Videre kan riktig aluminiumslegering som A380 redusere opptil 10% kostnader.

Det finnes visse måter å gjøre aluminiumstøping billigere og mer lønnsomt på. Når det gjelder denne designoptimaliseringen, kommer billigere legeringer, resirkulert aluminium osv. først. Les mer om hvordan du kan redusere kostnadene ved støping av aluminium i denne artikkelen. Lær hvor du skal fokusere for å forbedre produksjonsresultatene.

Optimaliser formutformingen for å redusere støpekostnadene

Betydningen av matrisedesign

Tydeligvis, matrisedesign har en avgjørende rolle. Derfor må designen skape deler av riktig størrelse, ha glatte overflater og tilstrekkelig styrke. I tillegg til dette tar en effektiv formdesign også kortere tid per syklus og påvirkes av gjentatt bruk.

Innvirkning på delkvaliteten

Dårlig formdesign fører med seg forskjellige problemer. De er alle mindre problemer til å begynne med og konverteres til slutt til uunngåelige feil som sprekker, vridning eller ujevnheter.

En matrise som ikke tåler temperaturer på 400-700 °C, kan for eksempel forårsake defekter.

Derfor trenger du en mer presis matrisedesign hvis du skal løse dette problemet.

Støpekostnadenes påvirkning på produksjonshastighet og formens levetid

Et godt utformet verktøy har blant annet redusert syklustid og levetid som følge av dette. For eksempel kan den gå fra 30 sekunder til 25 sekunder per del. På samme måte øker produksjonskapasiteten med 20%. Følgelig sparer det ikke bare penger, men forbedrer også effektiviteten.

Tekniske aspekter ved matrisedesign

Gatesystemer:

Et gatesystem omfatter mange andre komponenter. For eksempel spure, choker, løpere og ingates.

For å spre smeltet aluminium i matriser, er disse delene viktige, for eksempel:

• Granen er en grunnleggende kanal med en bredde på ca. 10-15 mm.
• Drosselen hjelper metallet til å flyte raskere med en bredde på 5-8 mm.
• Løpere, 8-12 mm brede, lar metallet dekke hver side av matrisen.
• Ingates, 3-6 mm brede, fungerer spesielt godt for å lede metallet mot matrisen.

Ventilasjonssystemer:

Ventilasjonssystemer fungerer ved hjelp av kjølekanaler, utkasterpinner, trekkvinkler og skillelinjer. Hovedoppgaven er å forhindre luftinneslutning og redusere defekter.

• Kjølekanaler (6-10 mm i diameter) avgir tilstrekkelig trykk til å holde temperaturen i matrisen på riktig nivå.
• Det er lurt å legge til utstøterpinner for hver 50-100 mm for å skyve ut den endelige delen.
• Utkastvinkler på 1-3° gjør det enkelt å fjerne deler.
• Når skillelinjene ikke passer perfekt, produserer støpingen rester eller blinker rundt kantene.

Varmeoverføring:

Det er viktig å opprettholde varmen under støpingen. Dette er fordi ujevn avkjøling av støpeformen fører til krymping, sprekker og vridning.

Riktige kjølekanaler kan også løse dette problemet, ettersom de holder matrisen på riktig temperatur.

Optimalisering av formdesign for å redusere kostnadene ved støping av aluminium

Fordelene med enkle skillelinjer, effektive kjølekanaler og færre verktøykomponenter kan være en av de viktigste kostnadsbesparelsene.

For eksempel kan en matrise med færre deler spare rundt 5000-10000, mens kjølesystemer sparer energi.

I tillegg til dette skaper design for produserbarhet (DFM) en enkel matrisedesign, noe som forbedrer produksjonsevnen og bruken.

Bruk av simuleringsprogramvare

Programvare som MAGMAsoft og ProCAST gjør det mulig for designere å lokalisere svake områder og flytemønstre. De forutser årsaken til problemer som krymping eller sprekker før produksjon. For eksempel fører integrering av simulering i matrisedesign til materialbesparelser på opptil 10-15% og bedre deler.

Minimerer kompleksiteten og reduserer sløsing

Faktorer som underskjæringer og kjerner påvirker matrisekostnaden. Så i dette tilfellet bør du lage færre underskjæringer og legge til enkle kjerner for å spare tid og penger. Se også etter gatesystemer som koniske løpere for å forhindre flash og skraping.

Disse teknikkene reduserer materialavfallet og syklustiden med opptil 12%.

Velg riktig aluminiumslegering

Oversikt over aluminiumslegeringer

På grunn av sin lette vekt, styrke og korrosjonsbestandighet bruker produsentene først og fremst aluminiumslegeringer. De vanligste typene er A380, ADC12 og AlSi9Cu3.

Hver av dem er forskjellige ettersom deres kjemiske sammensetninger ikke er de samme. For eksempel består A380 av Al-8,5%Si-3,5%Cu og ADC12 av Al-10%Si-2,5%Cu.

Viktige egenskaper

Som vi har diskutert ovenfor, produseres aluminiumlegeringer ved å tilsette flere elementer.

Det er derfor disse elementene påvirker egenskapene (strekkfasthet, flytegrense og duktilitet). For eksempel har A380-legeringer en strekkfasthet på ca. 310 MPa og en termisk stabilitet på 250 °C.

I tillegg til termisk stabilitet er det den parameteren som viser hvor godt legeringen fungerer ved høye temperaturer.

Bildet viser for eksempel de ulike aspektene ved Al-base- og AlSi H13-varmlegeringer. De opprettholder styrken opp til 400-600 °C, noe som er bra å bruke i høytemperaturdeler.

Forskjeller mellom primære og sekundære legeringer

Du kan skille mellom primære og sekundære legeringer etter deres faktiske kilde. Dette skyldes at primærlegeringer inneholder rent materiale, mens sekundærlegeringer inneholder resirkulerte gjenstander.

Tilstedeværelsen av sporelementer som jern og mangan kan endre egenskapene. En legering med for mye jern kan for eksempel ha lavere duktilitet.

Legeringsvalgets innvirkning på støpekostnadene

Materialkostnadene er ikke de samme i alle regioner eller oppsett. Så prisene deres svinger hele tiden. For eksempel er A380 ikke mye dyrere enn ADC12. Spesielt har ADC12 god flytbarhet. Det gjør imidlertid færre feil i støpingen.

På samme måte kan kompliserte legeringsalternativer, inkludert AlSi9Cu3, føre til slitasje på verktøyet og øke maskineringskostnadene.

Legeringens kostnadspåvirkning på matrisens levetid

Noen legeringer, som AlSi H13 hot, har utmerket termisk stabilitet. Dette skyldes at de ikke fører til slitasje på formene, noe som øker ytelsessyklusene.

Riktig valg av legering kan gi svært reduserte kostnader. På denne måten kan du få spesifikke egenskaper som delkvalitet, forlenget levetid og enkel produksjon til bedre priser.

AlSi9Cu3-legeringen er for eksempel egnet for høy styrke, men sparer samtidig 10% for maskineringskostnader.

Forbedre effektiviteten i støpeprosessen

Oversikt over støpeprosessen

For å produsere produktprofilerte deler fremstiller produsentene smeltet aluminium. Dette materialet forskyves deretter i en sprøytestøpeform der det presses med kraft under høyt trykk.

Støpeprosessen omfatter også bidrag fra andre komponenter. For eksempel støpeform, materør og utstøperstifter.

• Formen inneholder profilformen.
• Mateslangen er som baner som leverer metaller
• Utstøterpinnene gjør det enklere å ta delene ut av formen på en sikker måte.

Metoder for trykkstøping

Støping kan gjøres i både varme og kalde kamre. Valget mellom dem ligger i metalltyper og deres smeltepunkter.

Dette skyldes at varmkammerstøping ikke kan håndtere legeringer med høyt smeltepunkt. Det går bra med legeringer med lavt smeltepunkt, som sink.

Når det gjelder høyere smeltepunkter (aluminium), fungerer imidlertid kjølekamre effektivt.

Varmkamre bruker kortere tid på å fullføre en syklus, mens kaldkamre gjør delene sterkere.

Metoder for å forbedre prosesseffektiviteten

Optimalisering av temperaturkontroll:

Vi vet allerede at det er nødvendig å kontrollere temperaturen i formene. Derfor finnes det formvarmere og kjølesystemer som kan hjelpe til. Temperaturovervåking i sanntid gir også deler med lignende egenskaper eller konsistens.

Redusere syklustidene:

Få fart på formfyllingsprosessen og oppretthold et innsprøytningstrykk på rundt 500-1500 bar. Optimaliser kjøletidene og fjerningsprosessen på en måte som kan spare 5-10 sekunder per enhet.

Implementering av automatisering:

Automatisering øker arbeidseffektiviteten og reduserer kostnadene. Dette skyldes at roboter er raskere og gjør færre feil enn mennesker. De kan brukes til å påføre smøremidler på matrisen, utføre uttrekk av deler og utføre inspeksjonstrinn.

Forebyggende vedlikehold:

Inspiser maskinens utstyr og tilhørende deler regelmessig. Se etter eventuelle feil og behov for utskifting. Denne vedlikeholdssupporten holder oppsettene i gang.

Så de viktigste aspektene ved å forbedre pressstøping hjelper deg virkelig med å få billigere produksjon.

Reduser materialavfall

Viktigheten av å redusere materialavfall

Materialavfall er ikke bra for miljøet eller for kostnadsbesparelser. For eksempel forårsaker avfall av aluminiumsflis alvorlig skade hvis det ikke gjenbrukes. I tillegg krever det mer energi å smelte om og bearbeide skrapene. Produksjonskostnadene øker som et resultat av dette.

Metoder for å minimere avfall

1. Optimalisering av matrisedesign:

Du må optimalisere løper- og grindsystemene for å redusere svinnet. For øyeblikket bør du velge mindre løpere og porter.

Du kan for eksempel endre størrelsen på porten fra 6 mm til 4 mm. Det bruker mindre materiale, noe som sparer 10% på utklipp.

Det er også mulig å optimalisere overløpet ved å fange opp overflødig metall for gjenbruk.

2. Implementering av resirkuleringsprogrammer:

Denne typen aluminiumsflisavfall kan resirkuleres internt ved hjelp av en varm ekstruderingsmaskin. I mellomtiden trenger komplekst avfall som EDM-tråd eller kompakt ekstrudat eksterne resirkuleringsanlegg.

3. Redusere overproduksjon:

Etterspørselsprognoser og lean-produksjonsprinsipper bidrar til å fikse overflødig lagerbeholdning. De designer deler ved å bruke materialer av den faktiske mengden.

4. Riktig håndtering av smelte:

Ultralydbad hjelper til med å fjerne oksidasjon fra aluminiumsoverflater før smelting. Det gir derfor mindre avfall, noe som reduserer det med 5-10%.

Reduksjon av materialavfall ved hjelp av prosess- og matrisedesign hjelper bedrifter med å spare mer og beskytte miljøet. Disse teknikkene fremmer også bærekraft. For eksempel kan gjenbruk av aluminiumspon spare $10 000 per år.

Vurder alternative produksjonsmetoder

Oversikt over alternative produksjonsmetoder

Det finnes tilsynelatende flere teknikker som brukes til å lage deler med spesifikke egenskaper. For eksempel 3D-utskrift, maskinering, investeringsstøping og sprøytestøping av metall. Hver metode har sine egne fordeler og ulemper.

Fordeler og ulemper sammenlignet med pressstøping

• 3D-utskrift: Fungerer best for å lage vanskelig formede deler og mindre antall, men er for treg for store bestillinger.
• Maskinering: Gir nøyaktighet i delen, legger til presise detaljer, men genererer materialavfall.
• Investeringsstøping: Kan produsere detaljerte deler, men koster mye mer for masseproduksjon.
• Sprøytestøping av metall: Denne prosessen kan brukes til å lage små, komplekse deler. Den håndterer imidlertid visse legeringer.

Alternative metoder for å redusere kostnadene ved pressstøping av aluminium

1. Redusert materialavfall: 3D-utskrift fungerer effektivt når det tas i en tilnærmet nettform. Det reduserer avfallet med opptil 20-30%.
2. Lavere verktøykostnader: 3D-utskrift trenger ikke komplekse verktøy og reduserer installasjonskostnadene med $10 000-$50 000.
3. Økt designfleksibilitet: 3D-utskrift kan lage produkter med de mest utfordrende funksjoner. Det er derfor ikke nødvendig å legge til andre komponenter.

Konklusjon

Den trykkstøping av aluminium løsningen for kostnadsreduksjon ligger i ulike faktorer. Det omfatter blant annet formdesign, egnede legeringer, forbedring av prosesseffektiviteten og avfallsreduksjon.

Alternative metoder som 3D-utskrift sparer også mer. Optimaliser disse parameterne for å få en effektiv produksjon til en lavere pris. Ta kontakt med oss for å se de faktiske resultatene.