De moderne samenleving is sterk afhankelijk van de elektrische industrie, die functioneert als een van de essentiële elementen. De groei van de industrie in zowel industriële energiesystemen als consumentenelektronica is afhankelijk van prestaties, precisie en innovatie. De wijdverspreide transformatie van de productie van componenten omvat spuitgieten van aluminium als belangrijkste techniek.Spuitgieten van aluminium is zowel een productietechniek als een technologische factor waarmee elektrische toepassingen lichtgewicht componenten kunnen krijgen met behoud van elektrische thermische prestaties, corrosiebestendigheid en duurzaamheid.
Het artikel geeft een diepgaande analyse van het spuitgieten van aluminium om te begrijpen hoe het de elektrotechnische industrie helpt door het implementatieproces en de oplossingsmethoden te onderzoeken, samen met de toepassingsgebieden en technische normen.
Wat is spuitgieten van aluminium?
Bij het metaalgieten, ook wel bekend als spuitgieten, wordt een krachtige druk toegepast om gesmolten metaal in de holtes van de gietvorm te injecteren. Productiematrijzen, ook wel matrijzen genoemd, worden meestal gemaakt van gehard gereedschapsstaal om complexe stukken nauwkeurig te kunnen vervaardigen door ze in grote hoeveelheden te bereiden.
De geprefereerde metalen voor aluminium spuitgiettoepassingen zijn Aluminiumlegering 380 (A380) en Aluminiumlegering 383 (A383) of Aluminiumlegering 413 omdat ze een uitstekende vloeibaarheid hebben naast uitstekende sterkte en corrosiewerende eigenschappen.
Injectiedruk: 1.500-25.000 psi (103-1.724 bar)
Vultijd: Minder dan 0,1-0,2 seconden
Giettemperatuur (aluminium): 660°C (1.220°F)
Bereikbare toleranties: ±0,001″ per inch (±0,025 mm per 25,4 mm)
De snelle injectie in combinatie met een snel koelsysteem produceert componenten met een superieure maatnauwkeurigheid, samen met hoogwaardige afwerkingen die goed werken voor elektrische toepassingen.
Waarom aluminium gebruiken in elektrische toepassingen?
Eigenschappen van aluminium die geschikt zijn voor de elektrische industrie:
| Eigendom | Waarde |
| Dichtheid | 2,7 g/cm³ (Lichtgewicht) |
| Thermische geleidbaarheid | 205 W/m-K (uitstekende warmteafvoer) |
| Elektrische geleidbaarheid | 35-38 MS/m (62% koper) |
| Corrosiebestendigheid | Vormt op natuurlijke wijze een oxidelaag |
| Treksterkte (A380 legering) | Tot 345 MPa |
| Opbrengststerkte | 160-170 MPa |
| Smeltpunt | 660,3°C (1220,5°F) |
| Recycleerbaarheid | 100% zonder verlies van eigendommen |
Aluminium spuitgietproces: Stap voor stap
Gegoten aluminium onderdelen zijn zeer efficiënte en veelzijdige onderdelen die worden vervaardigd met behulp van het aluminium spuitgietproces door aluminium gesmolten metaal in een mal te gieten. In dit proces wordt gesmolten aluminium onder hoge druk in een stalen mal geïnjecteerd zodat bedrijven duurzame onderdelen van hoge kwaliteit kunnen maken. Hieronder volgt een gedetailleerde beschrijving van het aluminium spuitgietproces.
1. Ontwerp en fabricage
De matrijs is het eerste wat ontworpen en gemaakt wordt in dat spuitgietproces. De matrijs is gemaakt van gereedschapstaal van goede kwaliteit en bestaat uit twee helften, de kernhelft (met de holte) en de uitwerphelft (om te voorkomen dat het onderdeel na het gieten wordt uitgeworpen). Het ontwerp van de matrijs is zodanig dat gesmolten aluminium gelijkmatig in de holte kan worden gegoten om de gewenste vorm te krijgen in gesmolten toestand.
Kosten voor gereedschap: De kosten voor het maken van een matrijs kunnen variëren van $10.000 tot $100.000 of meer als het onderdeel niet kan worden gemaakt met een geperst onderdeel.
Gebruikte materialen: H13- of P20-kwaliteiten worden gebruikt omdat ze uitstekend bestand zijn tegen hitte en slijtage.
2. Aluminium smelten
Daarna wordt de aluminiumlegering gesmolten. In de oven wordt het aluminium verhit tot temperaturen van ongeveer 660°C-700°C (1220°F-1292°F). Het smeltpunt van aluminium is zodanig dat het gesmolten wordt en dus gemakkelijk in de matrijsholte kan worden gegoten.
Aluminiumlegeringen: A380, A383 en A413 zijn veelgebruikte legeringen vanwege hun vloeibaarheid en sterkte.
Smelttijd: Het zou ongeveer 20-30 minuten moeten duren om te smelten, afhankelijk van het type oven dat wordt gebruikt en de legering van de legering.
3. Injectie van gesmolten aluminium in de matrijs
Aluminium wordt dan gesmolten en het gesmolten aluminium wordt dan overgebracht naar een koude of warme kamer spuitgietmachine, afhankelijk van het proces. Bij het koude kamerproces wordt gesmolten aluminium door de kamer geschept en onder hoge druk (van 1.500 psi tot 25.000 psi) in de matrijs geïnjecteerd.
Injectiedruk: 1.500-25.000 psi (103-1.724 bar)
Cyclustijd: De injectiestap vindt plaats in 0,1-0,2 seconden, dus de productiviteit is gegarandeerd.
4. Afkoelen en stollen
Zodra het aluminium in de matrijs is geplaatst, begint het vrijwel onmiddellijk af te koelen en te bevriezen. Deze periode is erg belangrijk omdat de afkoelsnelheid de stevigheid van het gietstuk en de kwaliteit van de oppervlakteafwerking beïnvloedt. De afkoeltijd kan variëren van 5 tot 30 seconden, afhankelijk van de dikte van het onderdeel en de complexiteit ervan.
Koelsnelheid: Hier is te zien dat bij snellere koeling de sterkte en de oppervlakteafwerking van het onderdeel beter zijn.
Stollingstijd: Als de dikte van de doorsnede dikker is, duurt het misschien veel langer om te stollen dan wanneer de dikte van de doorsnede dunner is.
5. Uitwerpen en trimmen
Zodra het onderdeel is afgekoeld en stijf is geworden, wordt het uit de matrijs gestoten. Dit gebeurt via het uitwerpsysteem dat het gietstuk uit de matrijs duwt. Ten slotte wordt overtollig materiaal, waaronder poorten, runners en een flash, verwijderd.
Uitwerpkracht: Bij dit proces wordt naar schatting 1000 tot 5000 pond kracht gebruikt, afhankelijk van het te maken onderdeel.
Trimmen: Snijgereedschap of andere bewerkingen worden gebruikt om vlammen en ander extra materiaal te verwijderen.
6. Nabewerking
De laatste bewerking die nodig kan zijn, is de afwerking, die kan bestaan uit machinale bewerking, oppervlaktebehandeling (een technische oppervlaktebehandeling zoals anodiseren, poedercoaten of natlakken) en kwaliteitscontrole op het specifieke gietstuk.
Bewerking: Voor sommige onderdelen kan een specifieke tolerantie vereist zijn, die kan worden bereikt met CNC-verspaning.
Afwerking oppervlak: Anodiseren staat er enerzijds om bekend dat het de corrosiebestendigheid verhoogt, terwijl poedercoating anderzijds een gepolijst en sterk oppervlak oplevert.
Legeringen gebruikt in aluminium spuitgietwerk
Aluminiumlegering en zinklegering zijn gangbare materialen voor spuitgietmatrijzen omdat ze de prestaties, sterkte en levensduur van elektronische producten bepalen. Enkele van de materialen die worden gebruikt in de elektronica-industrie, met hun waarden, zijn als volgt:
1. Aluminiumlegeringen (bijv. A380, A383, A413)
Warmtegeleidingsvermogen: 205 W/m-K - Uitstekend voor warmteafvoer in componenten zoals koellichamen en voedingseenheden.
Elektrische geleidbaarheid: 35-38 MS/m - Voldoende voor veel elektronische onderdelen, vooral in connectoren en behuizingen.
Treksterkte: 345 MPa ( A380) - Een geregistreerde mechanische spanning zorgt ervoor dat de gebruikte onderdelen sterk genoeg zijn om de mechanische druk aan te kunnen.
Dichtheid: 2,7 g/cm³ - Lichtgewicht, ideaal voor draagbare apparaten.
Toepassingen: Elektronisch koelsysteem, behuizing, converters en verdeelkasten.
2. Zinklegeringen (bijv. Zamak 3, Zamak 5)
Warmtegeleidingsvermogen: 116 W/m-K - Geschikt voor lage tot gemiddelde warmte-elektronica.
Elektrische geleidbaarheid: Minder dan dat van aluminium, maar het varieert meestal voor ongeveer 30% van het geleidingsvermogen van koper - Geschikt voor gebruik in toepassingen die geen hoge stroomsterkte vereisen.
Treksterkte: 230 MPa (Zamak 3) - Biedt een goede mechanische sterkte voor kleinere onderdelen.
Dichtheid: 6,5 g/cm³ - Zwaarder dan aluminium maar nog steeds relatief licht voor diverse behuizingen.
Toepassingen: Voorbeelden van gegoten aluminium onderdelen zijn tv-behuizingen, frames voor mobiele telefoons, kleine elektronische artikelen, zoals schakelaars en montagebeugels.
3. Magnesiumlegeringen
Warmtegeleidingsvermogen: 156 W/m-K - Lager dan aluminium, maar nog steeds voldoende voor lichte elektronica.
Elektrische geleidbaarheid: Laag - Niet geschikt voor toepassingen met hoge stromen, maar goed voor lichtgewicht behuizingen.
Treksterkte: 230 MPa (AZ91D) - Voldoende sterkte voor veel lichtgewicht componenten.
Dichtheid: 1,8 g/cm³ - De lichtste van de gegoten materialen, waardoor het totale gewicht afneemt.
Toepassingen: Draagbare elektronische apparaten, draagbare computers en laptops, mobiele telefoons en lichte structurele componenten en subassemblages.
4. Koperlegeringen (bijv. brons)
Warmtegeleidingsvermogen: 390 W/m-K - Dit is vooral nuttig voor elektrische apparaten die grote hoeveelheden warmte-energie moeten afgeven.
Elektrische geleidbaarheid: 59 MS/m (voor koper) - Superieur elektrisch geleidingsvermogen, ideaal voor componenten met hoge stroomsterkte.
Treksterkte: 450 MPa (Brons) - Hoge sterkte voor spanningsbestendige onderdelen.
Dichtheid: 8,9 g/cm³ - De dichtheid is hoger dan die van aluminium, maar biedt een grote sterkte en een hoog elektrisch geleidingsvermogen.
Toepassingen: Stroomdistributiesystemen, elektrische connectoren, schakelapparatuur en stroomrails.
5. Loodvrije tinlegeringen
Smeltpunt: 183°C (voor tin-zilverlegeringen) - Dit is geschikter om te gebruiken wanneer er gesoldeerd moet worden.
Elektrische geleidbaarheid: Laag - Deze is meer geschikt voor het soldeerproces dan voor het geleiden van stroom.
Corrosiebestendigheid: Dit klepmateriaal heeft de eigenschap dat het goed presteert in lage en gemiddelde corrosieve atmosferen en een gemiddeld zilvergehalte heeft.
Toepassingen: Het verbinden van verschillende componenten op PCBS, het assembleren van kleine gadgets en elektronische apparaten en het inkapselen van micro-elektronica-apparaten is gratis.
6. Tin-zilverlegeringen
Smeltpunt: 217°C - Geschikt voor solderen met hoge prestaties.
Elektrische geleidbaarheid: Laag - Gebruikt bij het lassen van circuits en het samenvoegen van elektronische componenten.
Thermische stabiliteit: Hoog - Behoudt stabiliteit, zelfs onder hoge thermische stress.
Toepassingen: Toepassingen die te maken hebben met solderen in elektronische systemen met een hoge betrouwbaarheid, elektronische apparaten die extreme precisie vereisen op het gebied van warmteoverdracht.
Alles over spuitgieten van aluminium
Er zijn verschillende onderscheidende waarden die het spuitgieten van aluminium biedt voor de elektrische industrie die het speciaal geschikt maken voor deze industrie. De fysische, mechanische en elektrische eigenschappen die onder deze waarden vallen, vertegenwoordigen een breed spectrum van fysische en mechanische en fysische en elektrische eigenschappen die het gebruik van aluminium spuitgietcomponenten in kritieke toepassingen mogelijk maken. Volg ons met een uitsplitsing van elke eigenschap.
1. Warmtegeleidingsvermogen: 205 W/m-K
Warmtegeleiding is een van de belangrijkste waarden bij aluminium spuitgietwerk voor elektrische toepassingen. Warmtegeleiding meet hoe goed een materiaal warmte geleidt. Bij elektrische componenten, vooral bij vermogenselektronica en motoren, is het van cruciaal belang dat de warmte efficiënt wordt afgevoerd om oververhitting te voorkomen en een betrouwbare werking te garanderen.
De thermische geleidbaarheid van aluminium: Het heeft een aanzienlijk hogere waarde van 205 W/m-K dan andere metalen die worden gebruikt bij spuitgieten, zoals staal (50 W/m-K) of koper (390 W/m-K).
Voordeel: Daarom is aluminium spuitgietwerk ideaal voor koellichamen, behuizingen van omvormers en soortgelijke onderdelen.
Toepassing: Koellichamen van gietaluminium worden bijvoorbeeld gebruikt om LED-drivers, transformatoren en voedingseenheden te koelen door te zorgen voor thermisch beheer, waardoor prestatievermindering of het uitvallen van eenheden wordt voorkomen.
2. Elektrisch geleidingsvermogen: 35-38 MS/m
De term elektrische geleidbaarheid geeft aan (hoe) gemakkelijk een elektrisch geleidend materiaal een elektrische stroom doorlaat. Het elektrisch geleidingsvermogen van aluminium is slechts 62 procent van dat van koper; voor de meeste mensen is het echter een haalbaar alternatief als er behoefte is aan een hoog geleidingsvermogen, maar de kosten en het gewicht beperkt zijn.
De geleidbaarheid van aluminium: Dit is uitstekend voor de meeste toepassingen met lage tot middelhoge stroomsterkte, d.w.z. 35-38 MS/m.
Voordeel: Aluminium gietstukken worden gebruikt voor connectoren, terminals en busbars in elektrische systemen en hebben een betrouwbare, maar goedkope geleider nodig.
Toepassing: Aluminium is lichter en voordeliger voor hoogwaardige elektrische componenten, zoals zonne-energieconnectoren, accuklemmen of stroomverdelingseenheden, en is minder geleidend, maar meer dan koper genoeg.
3. De natuurlijke vorming van een oxidelaag (corrosiebestendigheid).
De superieure corrosiebestendigheid van aluminium is een van de belangrijkste voordelen. Aluminium wordt van nature beschermd door een beschermende oxidelaag die zich vormt wanneer het wordt blootgesteld aan lucht en die het beschermt tegen omgevingsfactoren zoals vocht, zout en chemicaliën. Deze natuurlijke eigenschap is de reden dat ze zo'n goede kandidaten zijn voor buitentoepassingen en apparaten die zwaar te lijden hebben onder de weersomstandigheden.
Voordeel: Bovendien is de corrosiebestendigheid van aluminium bijzonder belangrijk voor buitenbehuizingen, zonne-energieapparatuur en elektriciteitskasten die worden blootgesteld aan regen, vochtigheid en andere corrosieve omstandigheden.
Toepassing: Bij voortdurende blootstelling aan de omgeving wordt aluminium gebruikt voor het spuitgieten van aansluitdozen en buitenbedieningseenheden voor straatverlichting of verkeersmanagementsystemen.
4. Dichtheid: 2,7 g/cm³
De dichtheid van een materiaal beïnvloedt dus zowel het gewicht als de sterkte van het materiaal en is een maat voor de massa per volume-eenheid materiaal. Aluminium met een dichtheid van 2,7 g/cm³ is een lichtgewicht metaal. Het gewicht is ongeveer een derde van staal (7,85 g/cm³), waardoor het.
Voordeel: Omdat aluminium licht is, verlaagt het het gewicht van elektrische systemen in hun geheel, wat betekent dat onderdelen gemakkelijker te hanteren, te vervoeren en te installeren zijn. Dit is vooral nuttig in motoren, batterijbehuizingen en consumentenelektronica.
Toepassing: Onderdelen uit gietaluminium worden vaak gebruikt in motoren voor elektrische voertuigen (EV), HVAC-systemen en draagbare elektrische apparatuur om de efficiëntie en het gebruiksgemak te verbeteren.
5. Treksterkte: 345 MPa (A380 legering)
Treksterkte is de kracht van een materiaal om trek- of strekkrachten te weerstaan. De treksterkte tot 345 MPa van aluminium spuitgietstukken, vooral bij gebruik van een A380-legering, maakt ze geschikt voor veel structurele en mechanische toepassingen in de elektrotechnische industrie.
Voordeel: Dergelijke gegoten aluminium onderdelen hebben voldoende sterkte om de mechanische spanningen op te vangen, terwijl ze toch licht blijven. Bij onderdelen zoals statorframes, motorbehuizingen of einddeksels van elektromotoren is het belangrijk om zowel sterk te zijn als een laag gewicht te hebben.
Toepassing: Deze sterke punten omvatten ventilatorbladen, motorbehuizingen en obotische machineonderdelen, die allemaal kunnen profiteren van de sterkte van aluminium in verhouding tot het gewicht.
6. Opbrengststerkte: 160-170 MPa (A380-legering)
De vloeigrens geeft aan hoeveel spanning het materiaal kan verdragen voordat de vervorming permanent is. De vloeigrens van de A380 legering voor aluminium spuitgietstukken ligt meestal tussen 160 en 170 MPa. Het geeft het onderdeel de juiste structurele integriteit, zonder te veel gewicht, waardoor het onderdeel na verloop van tijd zijn vorm kan behouden.
Voordeel: Mechanische belastingen maken dat componenten zoals behuizingen van stroomonderbrekers, bedieningspanelen en accubehuizingen bestand moeten zijn tegen dergelijke belastingen met behoud van maatvastheid. Dit geeft aluminium de vloeigrens om te voorkomen dat deze onderdelen onomkeerbaar vervormen.
Toepassing: Voor stroomdistributieapparatuur waarin componenten zeer hoge spanningen moeten doorstaan, garandeert de hoge vloeigrens van spuitgietaluminium dat componenten in deze apparatuur intact en betrouwbaar blijven.
7. Smeltpunt: 660°C (1220°F)
Het smeltpunt van aluminium is relatief laag in vergelijking met andere metalen zoals koper of staal; het ligt echter op 660°C (1220°F). Hierdoor kan aluminium worden gesmolten en in unieke vormen worden gegoten.
Voordeel: Bijna net zo laag als het smeltpunt van aluminium voorkomt, is dat het gemakkelijk en snel kan worden gegoten en verloren. Dit verkort de productietijd, waardoor de kosten dalen en een betere productie-efficiëntie kan worden gerealiseerd.
Toepassing: Deze hoeken zijn geschikt voor de productie van onderdelen voor motoren, stroomonderbrekers en koellichamen met ingewikkelde ontwerpen en complexe geometrieën, terwijl de productiekosten laag blijven.
8. Recyclebaarheid: 100% zonder verlies van eigenschappen
100% recycleerbaarheid is een van de grootste voordelen in de wereld van aluminium. Als aluminium gerecycled wordt, behoudt het al zijn fysieke en mechanische eigenschappen zonder achteruitgang. Het helpt bij een duurzamer productieproces.
Voordeel: Het recyclen van aluminium is 95 procent efficiënter dan het produceren van nieuw materiaal en is dus milieuvriendelijk voor de elektrische industrie.
Toepassing: Gerecycled aluminium wordt gebruikt in veel elektrische producten zoals batterijbehuizingen, motorbehuizingen en zonnepanelen om bij te dragen aan een circulaire economie.
9. Wanddikte: 1,5-4 mm
Met aluminium spuitgietwerk kunnen onderdelen met een precieze geometrie en een wanddikte van 1,5 mm tot 4 mm worden gemaakt. Hierdoor kunnen zowel lichtgewicht als structureel robuuste onderdelen worden ontworpen voor specifieke toepassingen in elektrische toepassingen.
Voordeel: Met een dunne wand van minder dan 1,5 mm kunnen elektrische onderdelen met een hoge detaillering en maatnauwkeurigheid worden geproduceerd. Kleine onderdelen zoals connectoren, relais en zekeringdozen hebben dit nodig.
Toepassing: Dunnere wanden verminderen ook het gewicht van het onderdeel in motorbehuizingen met behoud van sterkte en functie.
10. Toolingkosten vs. productie-efficiëntie
Op dit moment, aluminium spuitgietwerk kan een dure aangelegenheid zijn om gereedschap te maken ($10.000 tot $100.000 afhankelijk van de complexiteit), maar bespaart op de lange termijn met hoge productie en schaalvoordelen. Nadat de mallen zijn gemaakt, kun je ze door middel van spuitgieten in grote volumes bouwen tegen zeer lage extra kosten per eenheid.
Voordeel: Elektrische bedrijven hebben de mogelijkheid om grote volumes te produceren om te voldoen aan de wereldwijde vraag naar elektrische componenten van dat het veilig en betrouwbaar genoeg is om het weg te laten uit het product.
Toepassing: Dit maakt het bijzonder nuttig voor het produceren van veelgevraagde elektrische onderdelen zoals stroomrails, behuizingen voor elektrische panelen en stroomonderbrekers.
Tabel 1: Belangrijkste eigenschappen van aluminium in elektrische toepassingen
| Eigendom | Waarde | Belang in elektrische toepassingen |
| Dichtheid | 2,7 g/cm³ | Lichtgewicht, waardoor onderdelen gemakkelijker te hanteren zijn en het totale systeemgewicht afneemt. |
| Thermische geleidbaarheid | 205 W/m-K | Uitstekende warmteafvoer, ideaal voor toepassingen als koellichamen, transformatoren en voedingen. |
| Elektrische geleidbaarheid | 35-38 MS/m | Geschikt voor veel elektronische componenten, waaronder connectoren, terminals en busbars. |
| Corrosiebestendigheid | Vormt een natuurlijke oxidelaag | Verhoogt de duurzaamheid van onderdelen, vooral in omgevingen buiten of onder zware omstandigheden. |
| Treksterkte (A380 legering) | Tot 345 MPa | Zorgt ervoor dat onderdelen mechanische spanning kunnen weerstaan zonder te breken. |
| Opbrengststerkte (A380-legering) | 160-170 MPa | Biedt structurele integriteit zonder permanente vervorming. |
| Smeltpunt | 660°C (1220°F) | Maakt eenvoudig gieten van complexe onderdelen mogelijk, waardoor productietijd en -kosten worden verlaagd. |
| Recycleerbaarheid | 100% zonder verlies van eigenschappen | Milieuvriendelijk en kosteneffectief dankzij energiebesparing bij recycling. |
| Wanddikte | 1,5-4 mm | Zorgt voor nauwkeurige, lichtgewicht onderdelen met een uitstekende structurele integriteit. |
Tabel 2: Spuitgietmaterialen voor de elektronica-industrie
| Materiaal | Thermische geleidbaarheid | Elektrische geleidbaarheid | Treksterkte | Dichtheid | Toepassingen |
| Aluminiumlegeringen (bijv. A380, A383, A413) | 205 W/m-K | 35-38 MS/m | 345 MPa | 2,7 g/cm³ | Koellichamen, behuizingen, LED-drivers en stroomverdelers |
| Zinklegeringen (bijv. Zamak 3, Zamak 5) | 116 W/m-K | ~30% geleidbaarheid van koper | 230 MPa | 6,5 g/cm³ | TV-behuizingen, frames voor mobiele telefoons en kleine elektronische onderdelen |
| Magnesium legeringen | 156 W/m-K | Laag | 230 MPa | 1,8 g/cm³ | Smartphones, laptops en lichtgewicht onderdelen |
| Koperlegeringen (bijv. brons) | 390 W/m-K | 59 MS/m | 450 MPa | 8,9 g/cm³ | Stroomverdeling, elektrische connectoren, schakelapparatuur |
| Loodvrije tinlegeringen | N.V.T. | Laag | N.V.T. | N.V.T. | Solderen, micro-elektronische verpakking |
| Tin-zilverlegeringen | N.V.T. | Laag | N.V.T. | N.V.T. | Betrouwbaar solderen in elektronica |
Toepassingen in de elektrische industrie
1. Behuizingen
Gevoelige elektronica wordt beschermd tegen stof, water (IP-ontwerp), EMI/RFI-interferentie en fysieke impact in gegoten aluminium behuizingen.
Voorbeeld: Aansluitdozen, behuizingen voor omvormers en regelunits voor buiten.
Voordeel: Corrosiebestendigheid en uitstekende thermische dissipatie in ruwe omgevingen.
2. Warmtebeheereenheden en koellichamen
Voor voedingen is de hoge thermische geleidbaarheid van aluminium zeer geschikt om warmte te beheren in aluminium oplossingen.
Voorbeeld: Transformatoren, accu's, stroomonderbrekers, koellichamen.
Warmtegeleidingsvermogen: 205 W/m-K tegenover 45-60 W/m-K bij staal.
3. Motoronderdelen
De meest voorkomende onderdelen van het spuitgieten van elektromotoren zijn rotorbehuizingen, statorframes, einddeksels en ventilatoren.
Voordeel: Lichtere structuur verlaagt het energieverbruik in HVAC- en industriële systemen.
4. Connectoren en aansluitblokken
Hoge tolerantie en maatvaste precisiecomponenten.
Vereiste: ± 0,05 mm nauwe tolerantie om de integriteit van het elektrische contact te garanderen.
5. Onderdelen voor stroomonderbrekers en schakelapparatuur
Vaak worden spuitgegoten onderdelen zoals actuators, armen, hendels en behuizingen gebruikt voor interne componenten die consistenter en veiliger zijn.
Voordelen van spuitgietaluminium in elektrische systemen
Precisie en herhaalbaarheid
Toleranties tot ±0,001" zorgen voor een consistente kwaliteit van dure componenten in ingewikkelde vormen om de complexiteitsniveaus te ondersteunen.
Massaproductie
Een cyclustijd van slechts 30 seconden per onderdeel is mogelijk voor de productie van miljoenen stuks.
Lichtgewicht Sterkte
Lichte, compacte en lichte behuizingen en apparaten worden dus gereduceerd.
Corrosiebestendigheid
Vormt automatisch een beschermende oxidelaag.
Thermische en elektrische prestaties
Het biedt een goede en snelle warmteafvoer en een stabiel elektrisch geleidingsvermogen in systemen met hoge belasting.
Kostenefficiëntie
Wanneer het gereedschap is ingesteld, zijn de kosten per eenheid veel lager dan bij machinaal bewerken of smeden.
Uitdagingen bij spuitgieten van aluminium
Het proces heeft veel voordelen, maar er zijn enkele beperkingen aan het proces, waarmee rekening moet worden gehouden in het ontwerp en het plan.
| Uitdaging | Details |
| Initiële gereedschapskosten | Matrijzen kunnen $10,000-$100,00,0 kosten, afhankelijk van de complexiteit en grootte. |
| Poreusheidsproblemen | Ingesloten gas kan porositeit veroorzaken, wat de mechanische en elektrische eigenschappen beïnvloedt. |
| Geleidbaarheid vs. koper | Aluminium is slechts ~60% zo geleidend als koper, waardoor het ongeschikt is voor hoogbelaste bedrading. |
| Deel dikte beperkingen | De wanddikte is meestal beperkt tot 1,5-4 mm; dunnere wanden vereisen geavanceerde technieken. |
Industriestandaarden en naleving
Voor het gebruik van dergelijke componenten in systemen moeten elektrische normen worden gevolgd.
IEC 60529: Beschermingsgraden (IP-ratings) voor behuizingen.
UL 508 / UL 94: Voor bedieningspanelen en brandbaarheidsclassificaties.
Rohs / REACH: Zorgen voor veiligheid op het gebied van milieu en gezondheid.
ISO 9001 / IATF 16949: Kwaliteitssystemen in de productie.
De meeste betaalbare leveranciers van aluminium spuitgietmatrijzen voldoen aan of overschrijden deze normen en daarom kunnen hun producten zowel op de binnenlandse als op de internationale markt worden gebruikt.
Toekomstige trends en vooruitzichten
Nu de wereld overschakelt op elektrificatie, wordt gieten met aluminium matrijzen steeds belangrijker. Hier zijn enkele drijvende krachten voor groei:
Elektrische voertuigen (EVS)
Aluminium is licht en heeft inherente thermische eigenschappen die het best geschikt zijn voor accubehuizingen, thermische platen, omvormerbehuizingen, enz.
Hernieuwbare energie
Behuizingen voor omvormers voor zonne-energie, verbindingsstukken voor windturbines en eenheden voor energieopslag worden allemaal gemaakt van gietaluminium.
Slimme netwerken en IoT
Dit alles neemt echter toe naarmate systemen meer met elkaar verbonden raken en er vraag is naar compacte gegoten behuizingen met ingebouwde antennes en EMI afscherming.
Duurzaamheid
Vandaag wordt nog steeds meer dan 75% geproduceerd aluminium gebruikt.
Conclusie
In de elektrische industrie is spuitgieten van aluminium een essentieel onderdeel geworden. Alleen koolstofvezel heeft bewezen het moderne leven veilig, efficiënt en betaalbaar van energie te voorzien met een ongeëvenaarde combinatie van sterkte, geleidbaarheid, thermische prestaties en ontwerpflexibiliteit. De voortdurende betrokkenheid van aluminium spuitgietwerk is zichtbaar van compacte besturingsbehuizingen tot en met zeer nauwkeurige connectoren. Dit beproefde proces is blijven leveren aan degenen die ermee werken, aangezien de technologie elektrisch ontwerp blijft innoveren, één gieting per keer.
FAQ's:
1. Wat is aluminium spuitgieten?
Aluminium spuitgieten is een productieproces waarbij gesmolten aluminium in de matrijzen wordt gespoten om nauwkeurige, duurzame onderdelen te maken.
2. Waarom wordt aluminium dan gebruikt in de elektrische industrie?
Aluminium is licht, geleidend, duurzaam en corrosiebestendig en perfect voor gebruik als elektrisch onderdeel, zoals behuizingen, koellichamen en connectoren.
3. Waarom is spuitgieten van aluminium nuttig in elektrische toepassingen?
Omdat het een hoge precisie, herhaalbaarheid, lichtgewicht sterkte en uitstekende thermische en elektrische prestaties kan bieden, is het zeer kostenefficiënt voor massaproductie.
4. Hoe moeilijk is het om aluminium te gieten met een matrijs?
Enkele van de uitdagingen zijn hoge initiële gereedschapskosten, porositeitsproblemen en diktebeperkingen van de gietwanden (meestal 1,5-4 mm).