I bilindustrien er det behov for deler som ikke er tunge, som tåler tøffe forhold, som er svært nøyaktige, og som fortsatt er rimelige. Pressstøping av sink garanterer disse egenskapene. Spesielt har støping av sink i bilindustrien blitt en foretrukket produksjonsprosess for produksjon av komplekse deler i store volumer med utmerket dimensjonsnøyaktighet og overflatekvalitet. Denne metoden brukes i dag til mange bruksområder som dørhåndtak, styredeler og elektroniske kabinetter som brukes i kjøretøy.

Styrken ved sinkstøping av bildeler ligger i bruken av Zamak-legeringer, en familie av sinkbaserte materialer som er kjent for sin støpbarhet, styrke og motstand mot slitasje og korrosjon. Det er derfor disse delene ser så komplekse ut og oppfyller så strenge kvalitets- og bilstandarder. Dessuten muliggjør sinkstøpeprosesser for bilindustrien høyhastighetsproduksjon, med syklustider som ofte er under 30 sekunder og en levetid på over én million sykluser. På grunn av dette holdes kostnadene nede, og hver eneste del holder den forventede kvaliteten, noe som er avgjørende for leverandører til bilindustrien.

De siste årene har utviklingen mot lettvektskjøretøy og elbiler økt etterspørselen etter auto zamak-pressestøpeløsninger ytterligere, takket være deres evne til å integrere flere funksjoner i en enkelt del, samtidig som de er resirkulerbare og effektive.

En historie om sinkstøping til bilindustrien

Støping av sink begynte for mer enn hundre år siden, på begynnelsen av 1900-tallet. Først ble sinklegeringer brukt i trykkerier og til forbruksvarer, men på 1930-tallet kom de inn i bilindustrien. Etter hvert som kjøretøyene ble mer detaljerte, trengte de også lettere og sterkere metalldeler.

Støpefaget ble dramatisk forandret da Zamak-legeringer - laget av sink med andre elementer - ble introdusert. Zamak er sammensatt av de tyske ordene for sink, aluminium, magnesium og kobber. Disse legeringene hadde overlegne støpeegenskaper og fikk raskt innpass i sinkstøping til bilindustrien.

På 1950- og 60-tallet ble mange bildeler - fra dørhåndtak til forgasserhus - masseprodusert ved hjelp av sinkstøpeteknikker. På grunn av bedre pressstøpemaskiner og forbedret støpeformteknologi spilte sink en enda større rolle.

Hva er pressstøping av sink?

Ved sinkstøping presses smeltet legert sink gjennom en dyse inn i en tett støpeform. Tusenvis eller noen ganger millioner av små deler som er helt like, kan produseres ved hjelp av verktøystål som formes i formene. De viktigste fordelene ved pressstøping av autozamak er legeringens lave smeltepunkt (ca. 380 °C), utmerkede flytbarhet og høye styrke/vekt-forhold. 
Det meste av tiden ser prosessen mennesker:

• Trykket i injeksjonen varierer fra 30 til 150 megapascal (det vil si 300 til 1500 bar).
• Effektiviteten er forbedret med syklustider fra 10 til 30 sekunder for hver bearbeidet del.
• Toleranser er mulig med en maksimal toleranse på ±0,02 millimeter.
• Noen OAL-deler er konstruert med bare 0,5 mm veggtykkelse

Hvorfor er sink viktig for bildeler?

Sinkstøping av bildeler har sin bakgrunn i de mekaniske og kostnadsmessige fordelene sink gir:

• Sinklegeringene Zamak 3 og Zamak 5 har strekkfastheter på 280-400 MPa og kan strekke seg opp til 10%.
• Sinkets styrke gjør at sykler laget av sink veier mindre, til tross for at de er betydelig mer kompakte enn sykler laget av aluminium.
• Sink ruster ikke så lett; det danner et oksidbelegg som beskytter det naturlig.
• Forkromming og pulverlakkering kan brukes som overflatebehandling fordi sink tåler dem godt.
• Verktøyet for sinkstøping holder mange ganger lenger enn det for aluminiumstøping.

Bruk Zamak som ditt fokus

For de fleste sinkstøpeoperasjoner i bilindustrien dominerer Zamak-legeringer materialvalget. Her følger en rask oppsummering av de vanligste typene poesi.

Zamak 3 er mest brukt i auto zamak pressstøping på grunn av sin balanse mellom ytelse og støpbarhet.

Støpeprosessen i produktdesign for bilindustrien

Støpeprosessen består av flere viktige trinn.

1. Klargjøring av støpeform

Før injeksjonen varmes matrisene opp til ca. 200 °C og sprayes deretter med et spesialsmøremiddel for å lette separasjonen.

2. Injeksjon

Zn-legering (smeltet Zamak) skyves inn i en form med en hastighet på mellom 0,5 og 4 meter per sekund og et trykk på 500-1500 bar.

3. Størkning

Sink størkner nesten umiddelbart i matrisen, slik at formingen og utstøtingen vanligvis skjer på mindre enn 5 sekunder.

4. I dette trinnet snakker vi om utstøting og trimming

En liten stund senere blir meteoritten slynget ut av utkasterpinnene. All ekstra informasjon, som for eksempel blits, blir fjernet.

5. Etterbehandling

Ved hjelp av CNC-maskinering, vibrasjonsavgrading eller plettering oppnås de nødvendige spesifikasjonene.

Hvert trinn er optimalisert for å sikre repeterbarhet, noe som er spesielt viktig ved støping av bildeler i sink.

Viktige aspekter og tekniske fakta

La oss se på de tekniske spesifikasjonene som vanligvis ses i sinkstøping av bilindustrien:

Sinkens overlegne varmeledningsevne (ca. 120 W/m-K) gir rask avkjøling, noe som muliggjør høy gjennomstrømning - ideelt for masseproduksjon innen sinkstøping i bilindustrien.

Bruksområder for pressstøping av sink til bilindustrien

Takket være sin pålitelighet, konsistens og økonomi er sinkstøping viktig i bilindustrien. Metoden støtter mange aspekter av ulike kjøretøysystemer. Nedenfor er de viktigste områdene der sinkstøping i bilindustrien er mest brukt.

1. Innvendige bilkomponenter

Du finner sink i mange interiørområder som krever detaljert design og stabilitet. Du finner også formene i setebeltespenner, på betjeningselementene på dashbordet, luftespaken og tenningshuset. Den eksepsjonelle finishen og presisjonen som oppnås gjennom pressstøping av sink til bilindustrien, bidrar til å oppfylle både visuelle og sikkerhetsmessige standarder inne i kupeen.

2. Utvendige deler til biler

Takket være sin korrosjonsbestandighet og evne til å plettere, kan sink brukes på utvendige konstruksjoner. Dørhåndtak, emblemer, speilbraketter og vindusviskere lages ofte ved hjelp av sinkstøping av bildeler. Selv under tøffe forhold må disse komponentene bevare sin design i løpet av levetiden.

3. Bilmekanikk og bildeler

Områdene under panseret på bilen er varme, oljete og fulle av vibrasjoner. Sink egner seg svært godt til seter, deksler til oljepumper og solenoider og komponenter i girkasser. Løsninger for støping av sink til bilindustrien gir høy styrke og dimensjonsstabilitet, noe som er avgjørende for disse krevende bruksområdene.

4. Digital- og sensorhus

Dagens kjøretøyer er konstruert med stor avhengighet av sensorer og kontrollsystemer. Sink har god varmeledningsevne og skjermer mot EMI (elektromagnetisk interferens), noe som gjør det ideelt til bruk i batterikontakter, deksler til kontrollenheter og sensorhus. Disse faktorene gjør auto zamak pressstøping til en viktig metode for å produsere presise, beskyttende elektroniske kapslinger.

5. Listverk i dekorativ stil

Siden sinklegeringer ser flotte ut, liker designere å bruke dem til navneskilt, logoer og forkrommede deler. Det er nesten umulig å finne utstyr som er i stand til å produsere så jevne og presise linjer og overflater som dette. Selv om det bare dreier seg om små deler, kan disse alternativene påvirke både hvordan et varemerke oppfattes og hvordan brukerne opplever et kjøretøy.

Fordeler med pressstøping av sink til bilindustrien

• Høy presisjon ved produksjon av nettformede komponenter som er vanskelige å forme med andre metoder
• Materialene slites ikke så lett.
• Økonomisk - Det er lite skrap, og det tar lengre tid før Amazonas-metallformen slites ut.
• Overflatebehandling - I motsetning til sliping kan forkromming, maling og pulverlakkering brukes.
• Det kan ofte ta lengre tid å håndtere aluminium enn lette termoplastmaterialer.

Dette gjør at auto zamak pressstøping er en foretrukket metode fremfor aluminium eller magnesium når det gjelder små og mellomstore deler.

Problemer og kvalitetsstyring

Til tross for fordelene, er det noen store problemer man må ta stilling til når man støper i sink.

• Porøsitet kan oppstå fordi luft blir innestengt eller fordi gjenstanden krymper.
• Verktøyvibrasjoner - Selv om de er langsommere, blir verktøyene mindre nøyaktige etter en tids bruk
• Rådestillasjon fører til termisk sprekkdannelse, noe som skaper stress for formene.

Metoder for kvalitetskontroll er:

• Røntgentesting for å fange opp indre problemer
• Kontrollerer målingene ved hjelp av en koordinatmålemaskin (CMM)
• Skarpe sprekker på overflaten fører vanligvis til at fargestoffet siver inn i dem.
• Det er mulig å registrere vektendringer på ±2%.

Disse metodene sikrer pålitelighet i sinkstøping av bildeler.

Ting om miljø og resirkulering

• Vi kan enkelt resirkulere sink. Det aller meste av sinken i bilbransjen som dannes ved pressstøping, blir resirkulert og gjenbrukt.
• Defekte, løpere og flash smeltes om igjen og filtreres deretter. I tillegg til dette:
• Når sink smelter, krever det bare mindre energi enn aluminium, fordi smeltepunktet for sink er langt lavere (419,5 °C mot 660 °C).
• Ved å velge produkter som er laget av resirkulert sink, er det 60% mindre sannsynlig at disse produktene bidrar til den globale oppvarmingen.

Bærekraftig sinkstøping for bilindustrien samsvarer godt med målene for sirkulær økonomi i moderne bilproduksjon.

Fremskritt forventes innen pressstøping av sink til bilindustrien

Elbilens design omfatter blant annet batterikasser, kjølesystemer og elektriske kabinetter.

• Innebygde sensorer er en verdifull del av støpedesignet.
• Arbeid med deler laget av sink og ElastoMerc®-materiale
• Amalgamdesign: Støpegods laget for å være multifunksjonelt for mindre montering

Veien videre for sinkstøping i bilindustrien innebærer innovasjon innen materialer, automatisering og AI-baserte kvalitetssikringssystemer.

En sammenligning av sink og aluminium i pressstøping til bilindustrien

Selv om aluminium er mye brukt til større kjøretøyrammer, er sink foretrukket på grunn av sine fine, intrikate former, tynne vegger og lavere smeltetemperaturer i andre deler.

Derfor er sinkstøping til bilindustrien fortsatt det foretrukne valget for deler som emblemer, girspaker, hus og festeanordninger, der nøyaktighet, finish og verktøyets levetid er avgjørende.

Verktøydesign for pressstøping av sink

En vellykket pressstøpeprosess avhenger i stor grad av gode verktøy. Ved å utforme de riktige formene får man færre problemer, lengre levetid og bedre produktivitet.

De viktigste elementene å tenke på når du designer

• En måte å kvitte seg med luft under injeksjon.
• Lett, elektrisk termisk kontrollutstyr (kjøleledninger) for å justere temperaturen i formen
• Portene er konstruert for rask overføring av tynne deler
• Brukes for deler med mer enn én form

H13- eller SKD61-materialene til sinkformene er herdet for å tåle temperaturer på rundt 400-450 °C og trykk på opptil 1500 bar.

En typisk støpeform for auto zamak kan koste $8 000-$25 000, men kan gi over 1 million deler med liten nedbrytning.

Feil og problemer ved pressstøping av sink

Selv med automatisering og kvalitetskontroll kan det oppstå feil i prosesser for støping av sink i bilindustrien. Når du forstår disse faktorene, kan du forbedre driften.

Moderne trykkstøpemaskiner har sanntidssensorer for støpetrykk, temperatur og fyllingstid, noe som gjør det mulig å oppdage potensielle problemer med sinkstøping av bildeler på et tidlig stadium.

Bruken av automatisering i pressstøping av sink til bilindustrien

I dag er automatisering integrert i nesten alle faser av sinkstøping i bilindustrien:

• Robotsprøyter tilfører smøremidler til belagte metaller.
• Øser på linjen heller flytende sink av seg selv.
• Skuddtidspunkt og trykk styres ved å sette materialet under trykk ved hjelp av programmerbare logiske kontrollere (PLC-er).
• Robotarmene transporterer støpegods til beltedrevne trimmestasjoner.
• Slike prosesser sikrer at temperaturen i arbeidsområdet forblir den samme, ivaretar de tilstedeværende og forhindrer mange feil.
• Den typiske automatiserte cellesyklusen varer mellom 18 og 25 sekunder per del.
• Det tar 30 til 40 sekunder å betjene en del manuelt i dette systemet.
• Automatisering muliggjør høyere delvolumer, noe som er avgjørende når man produserer komponenter som seterammebøsninger eller girspaker i sinkstøpte bilproduksjonslinjer.

Casestudie: Støping av sink til rattstammehus

Et praktisk eksempel på sinkstøping av bildeler er rattstammehuset som finnes i mellomstore sedaner.

• Dette materialet er innlemmet: Zamak 5
• Oppfinnelsen måler 180 mm x 70 mm x 40 mm.
• Den termoformede veggtykkelsen er 1,5 millimeter.
• Dette produktet veier 0,92 kg.
• Injeksjonstrykket som ble brukt, var 1200 bar.
• Syklustiden er målt til 21 sekunder
• Hvert år produserer selskapet 1,2 millioner enheter.

Den lille tillatte forskjellen (±0,03 mm) i konstruksjonen gjorde det nødvendig å produsere delene ved hjelp av vakuumstøping for å redusere porøsiteten. Denne korrosjonsfrie effekten ble oppnådd fordi delene ble ferdigbehandlet med et krombelegg. Konstruksjonen klarte alle tester for vibrasjon, saltspray (etter 240 timer) og mer enn 100 000 slag på veien.

Hvordan fungerer pressstøping av sink i elektriske kjøretøy?

Fremveksten av elektriske kjøretøyer endrer etterspørselen i sinkstøpeindustrien for bilindustrien:

Vanlige deler i EV Zinc inkluderer:

• Hus laget for sensorer
• Systemet inneholder verktøy for kontroll av batteriet.
• Leveres sammen med kraftverkskomponenter
• Det brukes kjøleribber til kontrollenhetene.

Det er svært viktig for elektronikken i elbiler at sink raskt kan lede bort varmen. Disse materialene beskytter også viktig elektronikk mot forstyrrelser. Disse egenskapene gjør sinkstøpte bilkomponenter til en viktig del av elektrifisert mobilitet.

Konklusjon

Bilindustrien trykkstøping av sink er fortsatt en av de mest effektive metodene for produksjon av kjøretøykomponenter i store volumer og med høy presisjon. Optimal bruk av Zamak, topp moderne utstyr og passende syklustid gjør at sinkdeler beholder sin høye posisjon i bilindustrien. Enten det dreier seg om bildeler, sinkstøping for innvendige betjeningselementer, sinkstøping for mekaniske kabinetter eller auto zamak-støping for utvendig dekor, driver denne prosessen både ytelse og effektivitet. Med sine røtter i historien og sin fremtid, drevet av innovasjoner, holder sinkstøping seg midt i bilindustriens sentrum.

Vanlige spørsmål 

1. Hvilke bruksområder finnes for sinkstøping i bilindustrien?

Pulvermetallproduksjonsprosessen er mest vanlig for dørhåndtak, sikkerhetsbeltemekanismer, girhus og elektroniske kabinetter. Denne produksjonsprosessen er nyttig i storskalaproduksjon av diesel-, bensin- og elektriske kjøretøy.

2. Hvorfor brukes sink i stedet for aluminium i noen bildeler?

Støpesink gjør prosessen enklere, tynnere deler er sterkere, og verktøyene dine vil vare lenger. Fordi det kan gi en robust overflatefinish og strammere spesifikasjoner, passer det best til bildeler med mange små komponenter.

3. Hva er Zamak-legeringer som brukes i Zamak-pressestøping i bilindustrien?

Zamak-legeringer består av sink, pluss aluminium, magnesium og kobber. Disse legeringene er laget for pressstøping og gir god styrke, ruster ikke lett og beholder størrelseskonsistensen.

4. Hvor slitesterke er sinkstøpte deler til biler?

Sink er kjent for å lage robuste deler med høy strekkfasthet, som er motstandsdyktige mot korrosjon og ikke går i stykker ved støt. Slike kondensatorer tåler tøffe arbeidsmiljøer med vibrasjoner, varme og fuktighet.