Zink spuitgietwerk, het proces, toepassingen en ontwerptips

Als het gaat om de productie van metalen onderdelen, zink spuitgieten onderdeel is een veelgevraagde optie. Er worden verschillende legeringen gebruikt om complexe zinkmetalen onderdelen te maken. Deze onderdelen hebben sterke mechanische eigenschappen. Naast hun sterkte hebben deze onderdelen uitzonderlijke mechanische eigenschappen. Daarom worden ze veel gebruikt in verschillende toepassingen. Hier bespreken we deze toepassingen in detail. Daarnaast bespreken we het hele proces, ontwerptips, voordelen, nadelen en alternatieven in detail.

Hoe zou je zinkspuitgieten definiëren?

Het is een gietproces voor metaallegeringen. Eerst smelt de zinklegering tot een gesmolten toestand. Vervolgens wordt het gesmolten zink onder hoge druk in een matrijsholte (matrijssmeedmatrijs) geperst. Dan krijgt het zink de vorm van een matrijs. Het zink koelt vervolgens af en wordt uit de matrijs geworpen. Daarom is deze techniek het meest geschikt voor het maken van grote hoeveelheden onderdelen van gemiddelde zinklegeringen. Men gebruikt dit proces vaak om zeer nauwkeurige onderdelen te maken. Bovendien kan het overweg met verschillende zinklegeringen, zoals Zamak (zamak 3, zamak 5) en ZA serie.

Welke processen komen kijken bij het spuitgieten van zink?

Hier volgt een gedetailleerde beschrijving van de stappen die nodig zijn om zinkdelen te gieten.

1. Ontwerp en tooling

Zinkspuitgieten begint met de ontwerpfase. Deze fase kan het ontwerp van de zinklegering en het gereedschap omvatten. De technici gebruiken slimme software, zoals CAD of CAM, om de onderdelen en gereedschappen te ontwerpen. Ze voegen alle kleine details toe aan de ontwerpen om de precisie van het zamak onderdeel te garanderen. Ze houden zorgvuldig rekening met de volgende aspecten van het onderdeelontwerp:

• Trekhoek: De ingenieurs stellen de trekhoek in tussen 1-3 graden. Dit helpt om het zinklegeringdeel uit de matrijs te verwijderen.
• Wanddikte: Ze behouden een uniforme wanddikte. Zo kunnen ze defecten voorkomen en een goede vulling mogelijk maken.
• Ribbetjes en filets: De ingenieurs nemen ribben en fillets op in hun ontwerpen. De ribben dragen bij tot de versteviging van het onderdeel van de metaallegering. De fillets helpen bij het vermijden van scherpe hoeken om stress te voorkomen.

Verder maken de ingenieurs bij het ontwerpen van gereedschappen eerst een matrijs of mal. Deze wordt meestal gemaakt van hoogwaardige staalsoorten zoals H13, 8407 en 1.2344. Deze matrijs bestaat dus uit twee helften, namelijk de dekmatrijs (bevestigingshelft) en de uitwerpmatrijs (bewegende helft). Daarom hebben we de matrijs goed ontworpen om op één lijn te liggen met de CAD-ontwerpen. Dit garandeert dat het uiteindelijke onderdeel precies zal lijken op een matrijs.

2. Smelten en injecteren

Deze stap omvat het smelten van het zinkmateriaal. Dit gebeurt meestal in een oven. Hier zorgen we ervoor dat de temperatuur tussen 370°C en 430°C (700°F en 800°F) ligt. Dit bereik helpt om het zinkmetaal in gesmolten toestand te houden. Daarna wordt het gesmolten zink in de spuitgietmachine gespoten. Deze machine bestaat uit een stempel, een matrijsholte en een koelkamer. Nadat de gesmolten legering in de machine is gespoten, oefent de stempel hoge druk uit, waardoor het zink in de matrijsholte wordt geperst. Vervolgens neemt het gesmolten zink de vorm van een matrijs aan en krijgt het al zijn afmetingen.

3. Koelen en stollen

Na het injectieproces wordt het gesmolten zink afgekoeld door het koelsysteem. De stalen mal begint het gesmolten zink snel af te koelen. Maar deze afkoeling heeft bepaalde grenzen. Daarom wordt het meestal vastgezet met koelkanalen. Het koelmiddel, of water, wordt door dit kanaal geleid. Ze helpen het zink af te koelen. Na het afkoelen begint het zink te stollen. In dit stadium neemt het de afmetingen van de mal aan. Daarnaast helpt snel afkoelen om fijnkorrelige structuren met een hoge sterkte te krijgen. Bovendien hangt deze afkoeltijd af van de grootte van het onderdeel en de complexiteit ervan. Eenvoudiger ontwerpen koelen eerder af.

4. Uitwerpen en trimmen

De laatste stap van het zinkspuitgietproces is het uitwerpen en bijsnijden van het zinkdeel. Na het stollen gaat de matrijs open. Dan beginnen de uitwerppennen het onderdeel uit de matrijs te duwen. Deze mal is slim ontworpen. Het kan gemakkelijk uit de matrijsholte komen zonder schade te veroorzaken. Als er te veel materiaal is, d.w.z. flash, hecht het zich vast rond de randen van het zinkdeel. Het is belangrijk om dit te verwijderen. Dit wordt bereikt met het trimproces. Dit proces kan verschillende mechanische bewerkingen uitvoeren, zoals snijden, slijpen of vijlen. Al deze processen resulteren in de productie van fijne onderdelen.

5. Secundaire processen

Sommige onderdelen zijn klaar na het trimmen. Maar sommige hebben extra bewerkingen nodig. Ze kunnen een beter uiterlijk en specifieke afmetingen krijgen. Bijvoorbeeld gaten boren, schroefdraad aanbrengen of oppervlakken verfijnen. Omdat sommige onderdelen er beter uit moeten zien en extra eigenschappen moeten krijgen zoals corrosiebestendigheid en werking, kunnen ze het verfproces ondergaan. Bovendien kunnen sommige zinken onderdelen een duurzame afwerking nodig hebben. Als ze bestand zijn tegen zware omgevingsomstandigheden, kunnen ze een poedercoatingproces ondergaan.

Gebruikelijke zinklegeringen voor spuitgieten

Dit zijn de verschillende zinklegeringen. Ze hebben verschillende toepassingen op verschillende gebieden. Laten we hun eigenschappen, samenstelling en toepassingen in detail bespreken.

Legering van Zn	Samenstelling	Eigenschappen	Typische toepassingen
Zamak 3	Zn 96%, Al 4%, Mg 0,03%	Goede balans tussen sterkte, vervormbaarheid en gietbaarheid	Auto-onderdelen, ijzerwaren, elektrische behuizingen
Zamak 5	Zn 95%, Al 4%, Cu 1%	Hogere sterkte en hardheid, goede kruipweerstand	Tandwielen, hendels, kleine mechanische onderdelen
Zamak 7	Zn 99,99%, Al 0,05%, Mg 0,01%	Superieure vervormbaarheid en vloeibaarheid, hoge zuiverheid	Elektronische connectoren, precisiecomponenten
Zamak 2	Zn 94%, Al 4%, Cu 3%	Hoogste sterkte en hardheid onder de Zamak-legeringen	Zware mechanische onderdelen, gereedschap
ZA-8	Zn 92%, Al 8%, Cu 1%	Hoge sterkte en hardheid, goede dragende eigenschappen	Lagers, bussen, kleine machineonderdelen
ZA-12	Zn 88%, Al 12%, Cu 1%	Hoge sterkte, hardheid, goede gietbaarheid	Structurele onderdelen, onderdelen met hoge belasting
ZA-27	Zn 73%, Al 27%, Cu 2%	Hoogste sterkte en hardheid, lagere dichtheid	Zware toepassingen, grote machineonderdelen

 

Fundamentele ontwerptips voor zink spuitgietwerk

Hier zijn enkele belangrijke tips die je kunt gebruiken om het zinkspuitgieten effectiever en efficiënter te maken.

Ontwerpaspect	Fundamentele tips	Vereenvoudigde tekeningen
Opzethoeken	Neem ontwerphoeken op (meestal 1-3 graden).
Wanddikte	Zorg voor een uniforme wanddikte (0,040-0,120 inch voor zink).
Ribbetjes	Voeg ribben toe om gebieden te versterken zonder de totale dikte te vergroten.
Filets	Gebruik fillets in plaats van scherpe hoeken (radius van 0,020 inch of meer).
Ondersnijdingen	Beperk ondersnijdingen tot een minimum of gebruik indien nodig schuifkernen.
Bazen	Ontwerp nokken met de juiste hoogte en diameter (verhouding 1:1 tot 3:1).
Gaten en sleuven	Ontwerp met consistente grootte en tussenruimte (minimale diameter van 0,040 inch).
Structureren	Voeg texturen toe aan vlakke oppervlakken om de esthetiek te verbeteren.
Toleranties	Gebruik realistische toleranties (±0,002 tot ±0,005 inch).
Scheidingslijn	Plaats de deellijn strategisch.

Toepassingen van het zink spuitgieten

Net als andere processen wordt ook zinkspuitgieten veel gebruikt in verschillende industrieën. Laten we de toepassingen in detail bespreken.

 

1. Auto-industrie

Zink spuitgieten heeft veel toepassingen in de automobielsector. Het wordt gebruikt om nauwkeurige en duurzame onderdelen te maken. Dit kunnen bijvoorbeeld carburateurs zijn. Deze carburateurs hebben een hoge dimensionale nauwkeurigheid en oppervlakteafwerking nodig. Zink spuitgieten is de beste optie. Daarnaast hebben sommige remonderdelen een hoge sterkte en betrouwbaarheid nodig. In dit geval zijn zinkspuitgietstukken dus goede opties. Bovendien heeft zink spuitgietwerk vele toepassingen om onderdelen te maken die stress en slijtage aankunnen.

2. Elektronica-industrie

Het spuitgieten van zink heeft toepassingen gevonden in de elektronica-industrie. Het helpt bij het maken van complexe en gedetailleerde onderdelen. Deze onderdelen hebben uitstekende elektrische geleidbaarheid en afschermingseigenschappen. Bovendien zijn zinkmatrijzen lichter in gewicht. Daarom bieden ze stevigheid en duurzaamheid. Bovendien vereisen elektrische connectoren precisie en consistente vormen. Hier passen gietstukken van zink heel goed bij. Het helpt ook bij het afvoeren van warmte van elektronische componenten. Over het algemeen verhoogt het de prestaties en de levensduur van het onderdeel.

3. Consumentengoederen

In deze sector is zinkpersgieten een relatief kosteneffectieve oplossing. Het kan esthetiek toevoegen aan functionele onderdelen. Bovendien is het vrij duurzaam en eenvoudig te bedienen. Het wordt dus veel gebruikt voor het maken van bulkhoeveelheden met aangepaste vormen en afmetingen. Het wordt gebruikt om verschillende producten te maken. Meestal gaat het om bagage, deuren en apparaten. Dit komt door hun sterkte en esthetische afwerking.

4. Industriële apparatuur

Naast andere sectoren heeft het spuitgieten van zink veel toepassingen in industriële sectoren. Het wordt gebruikt om verschillende onderdelen te maken. Deze hebben over het algemeen een hoge precisie en sterkte nodig. Bovendien zijn ze goed bestand tegen zware omgevingsomstandigheden. Het beste voorbeeld zijn pomponderdelen. Zink spuitgietwerk helpt bij het maken van deze onderdelen. Meestal gaat het om behuizingen en waaiers. Bovendien wordt dit proces ook veel gebruikt om kleppen, machines en apparatuur te maken.

Wat zijn de voordelen van zink spuitgieten?

Net als andere methodes biedt ook zinkspuitgieten verschillende voordelen. Laten we deze in detail bespreken.

1. Precisie

Deze techniek geeft een hoge dimensionale nauwkeurigheid. Je kunt er complexe details mee produceren. Daarnaast is zinkspuitgieten ideaal voor het maken van onderdelen die een nauwe tolerantie nodig hebben. De precisie zelf bewijst dat het eindproduct zeker zal voldoen aan de ontwerpspecificaties. Het helpt de uitgebreide processen en bewerkingen na het gieten te verminderen. Daarnaast minimaliseert het ook de noodzaak voor nabewerking.

2. Sterkte en duurzaamheid

Bij het spuitgieten van zink kunnen verschillende legeringen worden gebruikt. Deze legeringen hebben uitstekende mechanische eigenschappen nodig. Ze kunnen een goede slagvastheid en treksterkte hebben. Daarnaast maakt het zink spuitgietdelen sterk en duurzaam. Het onderdeel is dus beter bestand tegen aanzienlijke mechanische spanning en slijtage. Daarom wordt spuitgieten van zink veel gebruikt in toepassingen zoals auto's en industriële apparatuur.

3. Oppervlakteafwerking

Zink spuitgietwerk helpt bij het maken van onderdelen met gladde oppervlakken. Het is dus heel gemakkelijk om plating en afwerking toe te passen. Daarnaast heeft het een inherente oppervlaktekwaliteit. Er zijn dus verschillende post-gietprocessen mogelijk. Dat kan zijn schilderen, poedercoaten en galvaniseren. De zinkmatrijzen garanderen dus esthetische aantrekkingskracht en corrosiebestendigheid. Daarnaast produceert het ook zeer nauwkeurige eindproducten.

4. Efficiëntie

Zinkspuitgieten is een efficiënte en betrouwbare manier om metalen onderdelen te maken. Het heeft hoge productiesnelheden met minimale bewerkingen. Bovendien kunnen er grote hoeveelheden mee worden gemaakt. Ze zijn dus geschikt voor het maken van grote productieseries. Zo verminderen ze de productietijd en -kosten.

5. Kosteneffectief

Deze techniek is erg voordelig in vergelijking met andere spuitgietmethodes. Het geeft zichzelf een gladde afwerking. Er zijn dus geen secundaire bewerkingen nodig. Maar ja, de initiële kosten van zink spuitgieten zijn vrij hoog, dat wil zeggen, de gereedschap ontwerpkosten. Maar als het gaat om bulkproductie, dalen de kosten en zijn de resultaten consistent.

Wat zijn de nadelen van zink spuitgieten?

Net als voordelen heeft zink spuitgieten ook een aantal nadelen. Laten we ze hier bespreken.

1. Groottebeperkingen

Zink spuitgieten is geschikt voor kleine of middelgrote producties. Als je onderdelen van groot formaat wilt maken, dan biedt dit proces beperkingen. Dit heeft meestal te maken met de spuitgietmachines en de afmetingen van de matrijzen. Je kunt dus andere alternatieven vinden om grote onderdelen te maken.

2. Hoge initiële kosten

Zoals we al eerder hebben besproken, heeft de zinkspuitmethode specifieke ontwerpen en gereedschappen nodig. Het is dus duidelijk dat deze methode duurder is dan andere technieken. Dit maakt het minder geschikt voor kleine producties. Het kan echter wel gebruikt worden om grote productievolumes te produceren met consistente ontwerpen.

3. Thermische geleidbaarheid

Zinklegeringen zijn betere warmtegeleiders dan andere metalen. Het wordt dus moeilijk om tijdens het proces met warmte om te gaan. Je moet de matrijs dus zorgvuldig ontwerpen. Daarnaast moet je ook de juiste koelstrategieën toevoegen om defecten te voorkomen.

Wat zijn de beschikbare alternatieven voor zinkspuitgieten?

Door de voor- en nadelen van zinkspuitgieten met elkaar te vergelijken, kunnen we verschillende alternatieven proberen om de gewenste onderdelen te krijgen. De uitleg hiervan staat in de onderstaande tabel.

Alternatief	Materiaal	Voordelen	Nadelen	Toepassingen
Gieten van aluminium	Aluminiumlegeringen	Lichtgewicht, corrosiebestendig	Hoger smeltpunt	Auto-onderdelen, ruimtevaartonderdelen
Spuitgieten van magnesium	Magnesiumlegeringen	Zeer lichtgewicht, goede verhouding sterkte/gewicht	Duurder materiaal	Consumentenelektronica, auto-onderdelen
Kunststof spuitgieten	Thermoplasten	Lichtgewicht, veelzijdig	Lagere sterkte en duurzaamheid	Consumptiegoederen, medische apparatuur
Zandgieten	Diverse metalen	Goed voor grote onderdelen, lagere gereedschapskosten	Ruwe oppervlakteafwerking, lagere nauwkeurigheid	Motorblokken, grote machineonderdelen
Investeringsgieten	Diverse metalen	Hoge precisie, uitstekende oppervlakteafwerking	Hoge kosten, langere productietijd	Turbineschoepen, medische implantaten
Poedermetallurgie	Metalen en legeringen	Hoge precisie, minimaal afval	Kleinere onderdelen, hoge gereedschapskosten	Tandwielen, lagers, structurele onderdelen
Stempelen	Metalen	Snelle productie, lage kosten	Platte of eenvoudige vormen, hoge initiële gereedschapskosten	Automobielpanelen, elektronische onderdelen
Smeden	Metalen	Hoge sterkte, uitstekende duurzaamheid	Eenvoudiger vormen, meer materiaalafval	Automobiel-, ruimtevaart- en luchtvaartonderdelen

Conclusie

Tot slot is zink spuitgieten een slimme techniek om metalen onderdelen te maken. Het heeft vele toepassingen in vele industrieën. Hierbij verandert het zink in gesmolten toestand en wordt het in een oven geïnjecteerd. Daarna ondergaat het hoge druk en wordt het in de matrijsholte geplaatst. Dan krijgt het de vorm van de matrijs en mag het afkoelen. Na het stollen komt het zinkdeel uit de matrijsholte en wordt gecontroleerd of het moet worden bijgesneden of afgewerkt. Dit is dus een vrij eenvoudige stap. Dit wordt veel gebruikt om kleine onderdelen te maken en voor grote producties. Het wordt dus veel gebruikt in veel industrieën.

Veelgestelde vragen

Q1. Hoe kun je zink spuitgieten vergelijken met aluminium spuitgieten?

Nou, beide zink spuitgieten en aluminium spuitgietonderdelen beginnen met het smelten van het metaal, waarna het de vorm van de mal krijgt. Maar zink spuitgietmatrijzen hebben precisie en een oppervlakteafwerking. Aan de andere kant zijn gietstukken van aluminium nuttig voor lichtere onderdelen met een goede corrosiebestendigheid.

Q2. Kunnen jullie de gegoten zinkdelen recyclen?

Absoluut ja, onderdelen van zinkspuitgietwerk zijn warmtegeleiders. Ze kunnen dus gemakkelijk smelten bij bepaalde temperaturen. Ze zijn dus volledig recyclebaar en zeer goed voor het milieu.

Q3. Welke nabewerkingstechnieken worden over het algemeen gebruikt om onderdelen van zinkspuitgietwerk te maken?

Er zijn er meerdere. De meest voorkomende nabewerkingstechnieken zijn dus machinaal bewerken, plateren, verven en poedercoaten.

Home    Oplossing   Ondersteuning    Links    Carrière    Blog    Sitemap

Copyright © 2011-2014 GC Precisie Vorm alle rechten voorbehouden