Aluminiumstøpeprosessen er en enkel metallstøpeprosess som brukes til å lage metallverk ved å støpe aluminiumslegering i former. Det er flere støpeprosedyrer som brukes, men de mest brukte støpeprosedyrene er sandstøping av aluminium og støping av aluminium. Sandstøping er fleksibel, og den kan brukes til å lage store, skreddersydde deler så vel som å lage små til mellomstore mengder varer. Trykkstøping, derimot, er forbundet med høye presisjonsnivåer og hastighet når det gjelder produksjon og kan pålitelig brukes i masseproduksjon av små til mellomstore deler. I takt med utviklingen i industrien skjer det stadig utvikling når det gjelder både støpemetoder, nye materialer som produseres, forbedret overflatebehandling og mer i tråd med mekaniske egenskaper. Innovasjon innen grønn støping og automatisering, bærekraft og avanserte legeringer vil definere fremtiden for aluminiumstøping og bidra til å gjøre prosessen mer effektiv, mer miljøvennlig og gi bedre egenskaper. 

I denne artikkelen vil de to metodene bli sammenlignet, og vi vil se nærmere på prosessene, fordelene, ulempene og den mest hensiktsmessige bruken av hver av dem.

Sandstøping av aluminium

Sandstøping kan forklares som en gammel og fleksibel form for støping som gjør bruk av smeltet aluminium som helles i en sandform. Dette omslutter formen som består av fin sand blandet med leire og vann som har blitt komprimert rundt et mønster for å danne den formen som kreves av en del. Den plasseres deretter i en form og varmes opp for å øke formens styrke slik at metallet ikke kryper inn i mellomrommene i løpet av støpeprosessen.

Prosess for sandstøping av aluminium

• Mønsterproduksjon: Delen lages i form av et metall- eller voksmønster, og deretter dekkes mønsteret med fin sand.
•  Sand og bindemiddel: Mønsteret legges i en sandform, og det komprimeres ved hjelp av sand og bindemiddel.
• Helles: Dette er punktet der aluminiumet helles i form av flytende materiale inn i formen (hulrommet). Sandformen tar opp varmen og fylles med aluminium.
• Kjøling: Deretter avkjøles og størkner aluminiumsdelen, før sandformen brytes og aluminiumsstøpestykket kommer til syne.

Fjerning av avfall eller overflødig (unyttig) materiale (Flash): Dette gjøres ved å sørge for at støpingen blir kvitt avfallet eller det ubrukelige materialet som har blitt dannet.

Fordelene med sandstøping av aluminium

• Fleksibiliteten: Sandstøping er på sin side en svært fleksibel prosess, og kan brukes til å lage komplekse, intrikate deler, store deler eller alt som er spesialformet.
• Egnet for lave til middels store volumer: Formene kan til en viss grad gjenbrukes, og prosessen er rimelig når det gjelder mindre produksjonsserier.
• Mangfold av legeringer: Materialets egenskaper er fleksible, ettersom det kan brukes en rekke ulike aluminiumlegeringer.
• Minimalt med verktøy: Sandstøping krever minimalt med verktøy, noe som gjør oppstartskostnadene betydelig lavere.

Bruksområdene for sandstøping av aluminium er mange, blant annet karosseri- og plateproduksjon til bilindustrien, høytrykksfartøy, transportbøyer og motorblokker.

Bruksområder for sandstøping av aluminium

I de fleste tilfeller brukes sandstøping av aluminium i..:

• Deler til luft- og romfart: Deler som er små og deler med spesialdesign som krever at designet er komplekst.
• Større bygning: Brukes i større størrelser av ytelse og styrke av komponentene.
• Et annet produkt: det meste av produksjonen og vareflyten.

Bruksområder for sandstøping av aluminium

Den mest hensiktsmessige prosessen er sandstøping av aluminium:

• Du må ha opplag av små og mellomstore størrelser.
• Den trenger større eller til og med industrielle deler eller komponenter
• Kompleksitet og tilpasning av virksomheten kommer delvis inn i bildet.
• Det kreves ikke offisielle toleranser, og eventuelle feil på overflatene er akseptable.
• De små partiene er opptatt av kostnadseffektivitet.

Pressstøping av aluminium

Plukking av aluminium. Aluminiumstøping er en svært teknologisk avansert støpeprosess som innebærer at smeltet aluminium under høyt trykk presses inn i en metallform (også kjent som en dyse). Det er en rask og svært automatisert prosess som egner seg perfekt for høyvolumproduksjon av komplekse deler med fine detaljer.

Støpeprosessen for aluminium

Opprettelsen: Et stykke stål eller annet metall brukes til å lage en form (die), og denne er utformet på en slik måte at den tåler høyt trykk. Strukturen som kalles matrisen, dannes ved hjelp av to komponenter som klemmes sammen for å danne et hulrom.

• Injeksjon: Et svært høyt trykk brukes for å injisere varmt, smeltet aluminium inn i matrisen gjennom dyser med svært høyt trykk, slik at matrisen fylles svært raskt etter hvert som hulrommet fylles med smeltet aluminium.
• Kjøling: Her kommer resirkuleringen av aluminium inn i bildet, der det smeltede aluminiumet avkjøles raskt fordi det størkner i matrisen.
• Utkast: Avkjølingen åpner støpeformen, og aluminiumsstøpet kommer ut i form av utstøting gjennom åpningen i støpeformen.
• Etterbehandling: Støpestykket rengjøres, og alt slags materiale (inkludert bluss) fjernes.

Fordeler med pressstøping av aluminium

1. Høy presisjon: Trykkstøping sikrer høy presisjon på deler med jevn overflatefinish og små toleranser.
2. Høyvolumproduksjon: Prosessen er svært automatisert, og egner seg derfor svært godt til bruk i masseproduksjon der arbeidskostnadene er minimale.
3. Former: Det er også enkelt å støpe tynne vegger og komplekse former ved hjelp av pressstøping.
4. Styrke: Deler som er produsert gjennom denne prosessen, har høy strukturell integritet og dermed stor kapasitet til å tåle belastning.
5. Kontinuitet: Produksjonen av delene skjer i store volumer på grunn av den automatiserte produksjonen, og derfor opprettholdes kontinuiteten.

Bruksområder for pressstøping av aluminium

Aluminiumsstøpingen kan brukes i:

• Kroppsdeler:  Motor- og girkasser og ratt.
• Elektra: Dekningen av enheter som en datamaskin, en bærbar PC, en smarttelefon og en lyspære.
• Forbruksvarer: Hvitevarer og komponenter til slike produkter som elektrisk utstyr.
• Industrielle komponenter: Superdetaljerte og supersterke maskin- og utstyrskomponenter.

Situasjonen for å bruke støping av aluminium

Aluminium er beregnet på å bli brukt mesteparten av tiden.

• Det kreves mange spesialproduserte deler i store mengder med høy presisjon.
• Delene som trengs, er små til mellomstore med kompliserte funksjoner og glatte overflater.
• Nære toleranser og repeterbare deler er en del av pakken.
• Antallet produksjoner som kan kjøres, er så stort at de enorme verktøykostnadene i forkant var berettiget.
• Korte ledetider må overholdes

Typer av metoder for støping av aluminium

Aluminiumstøping er en prosess som involverer ulike metoder som brukes til å lage metallkomponenter ved å helle smeltet aluminium i støpeformer. Man velger ulike støpemetoder avhengig av hva man ønsker med hensyn til kvalitet, volum og kompleksitet. De viktigste typene støpeprosesser for aluminium er beskrevet nedenfor.

1. Sandstøpt aluminium Typer

En av de vanligste teknikkene er sandstøping, som innebærer at smeltet aluminium helles i former laget av sand. Det er også en tilpasningsdyktig og rimelig produksjonsmetode, særlig når det er snakk om små til middels store volumer.

Støping i grønn sand

Formen i grønn sandstøping tilberedes med sand, vann og leire. Denne blandingen presses opp rundt et mønster for å lage formhulen. Det er en kostnadseffektiv prosess som egner seg godt når store eller komplekse arbeider skal utføres. De brukes mest i bilmotorblokker og tunge maskiner.

Støping i skallform - også kjent som tapt voks-metoden

I skallstøpeprosessen brukes et voksmønster som er innkapslet i et skall. Dette skallet varmes deretter opp til den smeltede voksen flyter ut. Prosessen er presis og gir en jevn overflate, noe som er å foretrekke i ømfintlige deler som f.eks. deler til romfart og medisinsk utstyr.

Sandstøping uten bakervarer 

Ved nno-bakesand-støping tilsettes et kjemisk bindemiddel til sandblandingen som utgjør formen. Dette gjør at man slipper å bake, og formene kan dermed lages raskt. Det brukes vanligvis til større spesialtilpassede deler og komponenter til maskiner.

Sandstøping av CO2

Ved O 2-sandstøping brukes natriumsilikat i sandblandingen, som herdes ved hjelp av karbondioksidgass. Dette gir mer holdbare former og overflater enn grønn sandstøping, og egner seg derfor bedre til mellomstore og store støpegods, spesielt i bilindustrien.

2. Typer pressstøping av aluminium

Den har høy presisjon, og metallet som støpes, legges i en metallform under høyt trykk. Det er mest brukt i masseproduksjon av mindre deler som har store toleranser.

Varmkammer for trykkstøping 

Varmkammerstøping er effektivt for metaller med lavt smeltepunkt, som for eksempel aluminium. Formen varmes opp kontinuerlig for å injisere det smeltede metallet i den. Det er raskt og nøyaktig, og egner seg derfor svært godt til deler som f.eks. bil- og elektronikkhus.

Støping i kaldt kammer

Ved kaldkammerstøping øses smeltet aluminium inn i kammeret og utsettes for trykk før det sprøytes inn i støpeformen. Dette er en egnet metode for materialer med høyt smeltepunkt som ofte brukes til støping av deler, for eksempel i bilmotorer og romfart. Høytrykke pressstøping.

I denne prosessen injiseres det smeltede aluminiumet under svært høyt trykk. Det går raskt å fylle formen, og delene har høy nøyaktighet og god overflatefinish. Den brukes i bransjer som bilindustrien og forbrukerelektronikk.

Lavtrykksstøping under trykk. 

Lavtrykksstøping er en prosess der smeltet aluminium sprøytes inn i hulrommet ved lavt trykk. Prosessen er perfekt når det skal produseres større uthulede deler med mindre porøsitet, noe som er mest brukt i bil- og romfartsindustrien.

Squeezee Casting

Pressstøping er en mellomting mellom støping og smiing. Metallisk smeltet aluminium presses inn i formen ved høyt trykk, og materialet har fått mer styrke. Det brukes til å produsere høyfaste deler, særlig i luftfarts- og bilindustrien.

3. Andre relaterte støpeteknikker for aluminium

Det er noen andre støpeprosesser enn sandstøping og pressstøping som kan brukes når applikasjonen er spesiell, og de har unike fordeler som skal brukes basert på behovene til delene.

Permanent støping av støpeform 

Støpegods av aluminium lages i permanent støpeform, der metallformer kan gjenbrukes. Det er en perfekt prosedyre når det er behov for å lage deler som har god overflatefinish sammen med høy presisjon i dimensjonene. Det er et mye brukt materiale i bilindustrien og industrien, med bruksområder i produkter som stempler og motordeler.

Investeringsstøping (tapt voksstøping)

Investeringsstøping er en prosess der en modell belegges med et keramisk skall og ødelegges, noe som etterlater et mønster. Teknikken er velegnet for deler som har kompliserte detaljer og krever høy presisjon. Den brukes også i stor utstrekning i produksjonen av romfartsdeler, medisinske implantater og fine smykker.

Sentrifugalstøping

Sentrifugalstøping innebærer at det smeltede aluminiumet bearbeides med sentripetale krefter for å tvinge det smeltede metallet til å fylle en form for å lage sylindriske støpegods. Teknikken er ideell når det skal produseres rør og runde produkter, samtidig som risikoen for porøsitet minimeres. Teknikken brukes i stor utstrekning i sektorer som rørlegger- og bilindustrien.

Innovasjoner og fremtidens trender innen aluminiumstøping

I takt med utviklingen i industrien vil også aluminiumstøpeindustrien gjennomgå store innovasjoner. Støping vil bli omgjort til en helt ny prosess med bruk av ny teknologi og bærekraftige prosesser som vil være fordelaktige både når det gjelder effektivitet, kvalitet og miljøeffekter. Her følger noen av de viktigste trendene som vil prege fremtiden for aluminiumsstøping.

1. Informatisering og automatisering av støpeprosesser

Støping av aluminium skal endres med automatisering og digitalisering. AI-simuleringer og 3D-printing vil bli kombinert i en slik grad at design og andre produksjonsprosesser blir mye enklere å håndtere, noe som forkorter ledetiden og reduserer feilpotensialet. AI vil gi kontroll over støpeforholdene i sanntid, og justeringer vil bli gjort i sanntid, noe som sikrer optimalisering av kvaliteten på delene. Medlemmer av produksjonsindustrien vil få lavere lønnskostnader og mindre tid brukt på produksjonsprosessen, ettersom flere funksjoner erstattes av automatisering.

2. Bærekraftige, grønne støpeteknologier

Innen aluminiumstøping blir bærekraft stadig viktigere. Prosesser som grønn sandstøping, som tar hensyn til naturlig sand, minimerer miljøpåvirkningen. Bransjen går videre i retning av energieffektiv støpeproduksjon og økt bruk av resirkulert aluminium. Dette reduserer avhengigheten av råmaterialer og energiforbruk, noe som gjør det hele mer miljøvennlig og rimeligere.

3. Vitenskapelige materialer og legeringer

Utvikling av legeringer med bedre styrke og korrosjonsbestandighet er veien videre for støping av aluminium. Legeringene vil betjene bransjer som bil- og romfartsindustrien, som trenger deler med høy ytelse. De lette og sterke legeringene vil bety mer drivstoffeffektive kjøretøyer og bedre ytelse under tøffe forhold, og dette presser ytterligere på for outsourcing av presisjonsstøpeprosesser som for eksempel pressstøping.

4. Kombinasjon av kunstig intelligens og maskinlæring

Prosessen med aluminiumstøping er i ferd med å endre seg ved hjelp av kunstig intelligens og maskinlæring (ML). AI kan analysere dataene som samles inn under støpingen og forutsi eventuelle fremtidige feil, optimalisere temperaturer og trykknivåer, noe som resulterer i bedre kvalitet på delene. AI-assistert prediktivt vedlikehold vil også minimere nedetiden for utstyret og forbedre prosessoptimaliseringen, slik at produsenten kan avverge et problem før det oppstår.

5. Støping og bruk av additiv produksjon og 3D-printing

3D-printing blir stadig mer kombinert med standard aluminiumstøping. 3D-printing gir raskere time-to-market og lavere verktøykostnader ved at det er mulig å lage prototyper og intrikate støpeformer raskt. På denne måten kan produsentene produsere mer intrikate deler på en kostnadseffektiv og effektiv måte, noe som gir dem større fleksibilitet når det gjelder design og evnen til å tilpasse seg markedets krav.

6. Smarte støperier og IoT (tingenes internett)

En annen faktor som utgjør en stor forskjell i aluminiumsstøpingens verden, er fremveksten av smarte støperier. Ved å installere IoT-aktiverte sensorer i maskiner og støpeformer kan man til enhver tid registrere sanntidsdata for å kontrollere støpeforholdene. Slik informasjon gjør det mulig å endre prosesseringen direkte, noe som fører til kvalitets- og avfallsreduksjon. En annen fordel med IoT-systemer er at produsentene kan overvåke ytelsen til støpegods gjennom hele livssyklusen, slik at de kan lære hvordan de kan forbedre støpegodset.

GC Precision Mould: Din pålitelige partner

GC Precision Mould er din pålitelige allierte når det gjelder å tilby den perfekte løsningen for presisjonsstøping. Som ekspert på intern formdesign og støping dekker vi behovene til en rekke bransjer, for eksempel bil-, elektronikk- og industrimarkedet. Vi anser kvalitet, innovasjon og presisjon som de viktigste aspektene, og sørger for at produksjonen av produkter med høy ytelse blir produsert i henhold til dine behov. Vårt mål er å levere en enestående kundeservice, slik at du kan fullføre produksjonsagendaen din uten frykt eller ineffektivitet hos GC Precision Mould.

Konklusjon

Både sandstøping og pressstøping av aluminium har sin rolle å spille i produksjonsverdenen, og hver av de to produksjonsprosessene har sine fordeler som gjør at de kan være egnet til spesifikke bruksområder. Sandstøping er den foretrukne prosessen når det dreier seg om spesialtilpassede og store deler, og lavere volumer er en fordel. Omvendt er pressstøping rask, effektiv og effektiv når det er snakk om store produksjonsserier, og gir god presisjon og overflatefinish på små deler.

Valget mellom de to alternativene avhenger av faktorer som volumproduksjon av produktet, kompleksiteten til visse deler, materialbehov og budsjett. Når produsentene kjenner de to prosessenes muligheter og svakheter, kan de velge den støpeprosessen som er best egnet til å dekke deres behov og løse oppgaven med best mulig resultat.

Vanlige spørsmål

1. I hvilke bransjer har GC Precision Mould virksomhet?

GC Precision Mould har mange andre bransjer å tilby, for eksempel bilindustrien, elektronikk, industriell produksjon osv. Vi har spesialisert oss på presisjonsstøping med en løsning som passer til de spesifikke kravene i alle bransjer.

2. Hva slags støpeformer produserer GC Precision Mould?

Vi designer og produserer et bredt utvalg av støpeformer, for eksempel sprøytestøpeformer, trykkstøpeformer og spesialtilpassede former for komplekse deler. Vi lager formene våre med høy presisjon og av kvalitetsmaterialer for å gjøre dem holdbare og svært konkurransedyktige.

3. Hva gjør jeg for å få en pris på prosjektet mitt?

For å få et tilbud trenger du bare å kontakte oss og oppgi informasjon om prosjektet. Vi vil evaluere kravene og gi deg et konkurransedyktig, gjennomsiktig tilbud som tar hensyn til dine behov, f.eks. design, materiale og produksjonsmengde.