Wat is spuitgieten van aluminium

Gieten van aluminium is one of the most efficient and accurate production processes that involves liquefying aluminium alloys, which is injected under pressure into a mould of steel (die casting mold/tooling), and when cooled and sealed, it takes the form of a required shape. It is well-known because of its capacity to create complex geometries, intricate details, and smooth surfaces, which is why it is suitable for industries that demand aluminum alloy components with high performance and large quantity. Aluminum is a popular metallic die casting material because of its lightweight factor, combined with its strength and superb resistance to corrosion. 

Het proces realiseert een uitstekende maatnauwkeurigheid, wat essentieel is voor onderdelen waaraan aan strikte grenzen moet worden voldaan. Aluminium spuitgietwerk kan onderdelen in massa produceren in de auto-, luchtvaart-, elektronica- en consumptiegoederenindustrie vanwege de productiesnelheid. Het ondersteunt een hoog volumetempo, lage nabewerking en de haalbaarheidsfactor kosten en heeft dus de voorkeur boven andere fabricagetechnieken als het gaat om de productie van kleine onderdelen en grote onderdelen. Bovendien kan aluminium spuitgietwerk worden gerecycled, waardoor het proces duurzaam is.

What is Aluminum Die Casting Process?

In an alumium die casting process, molten aluminum is pressurised and forced into an aluminum die casting machine equipped with a steel mould (called a die) to shape complex and highly precise pieces. The process is commonly used in the production of parts of complex shapes, with well-defined dimensional accuracy and smooth finish surfaces. Aluminum die casting is well-recognized to produce durable, lightweight, and corrosion-resistant parts that are suitable in industries like automaker, ruimtevaart, electronics and consumer product manufacturing. The aluminum die casting process guarantees the parts’ repeatability, and its production is highly efficient with limited wastage of materials and finished items requiring little or no processing. Aluminum and the accuracy of the die casting process make this a natural way to make high volume, premium-quality metal parts.

Er zijn enkele belangrijke stappen in het aluminium spuitgietproces:

• Vormvoorbereiding: A die casting mould or a mould commonly constructed out of high quality steel like 8407, 8418, 1.2343 ESR etc, die casting tooling contains with two halves that form the final shape of the desired metal part. Preheating and oiling of the die casting mould are performed to make the cast part simple to get out.
• Smelten: Whilst in the furnace, the softened aluminium is brought to a molten form, at a temperature of approximately 550°C to 610 °C.
• Injectie: Molten aluminum alloy is injected into the mould cavity at high pressure, and it is injected rapidly to enable intricate details not to spill over during the injection process.
• Koeling en uitwerpen: When the mould is filled, the liquid aluminium alloy is cooled and solidifies in the mould cavity. The mould halves are opened by die casting machine, and the part is ejected after they have cooled down.
• Afwerking: The die cast part can subsequently be handled to reach its specifications, such as processing that may include trimming, machining or other types of surface treatment.

Types of Aluminum Die Casting Processs

Due to the variability of the die casting procedure, along with the different properties of the mould, there are various types into which aluminium die casting may fall. These are the main categories of processes of aluminium die casting:

1. Spuitgieten onder hoge druk

Gieten van aluminium is mostly done by high- pressure die casting process. During this procedure, a steel mould (die) is flooded with molten aluminum under high pressure so that the material fills all the cavities and the complex details have high precision.

• Voordelen: good precision, fast cycle time, high finish on the surface, and good dimensional repeatability. It is suitable for large quantity mass production.
• Toepassingen: Onderdelen voor spuitgietwerk voor auto's such as engine blocks, transmission housings, and automotive interior parts, consumer electronics and machinery.
• Nadelen: High initial die casting tooling cost, not suiable to low volume production.

2. Spuitgieten onder lage druk

Bij lagedrukgieten wordt gesmolten aluminium onder lage druk in de mal gegoten, meestal op de bodem van de mal. De mal wordt langzaam gevuld met behulp van druk, zodat het gesmolten metaal gestaag in de mal kan stromen en stollen.

• Voordelen: Het kan gebruikt worden om grotere onderdelen te maken met minder defecten, zoals porositeit, wat leidt tot sterkere onderdelen.
• Toepassingen: Onderdelen voor de ruimtevaart, oversized auto-onderdelen en structurele onderdelen waar meer sterkte en integriteit van het materiaal nodig is.
• Nadelen: Unit price is very high, not suiable to high volume production.

3. Vacuüm Spuitgieten

Bij spuitgieten moet een vacuüm worden toegevoegd dat lucht en gassen uit het gat van de mal verdringt voor het injecteren. Dit verlaagt de poreusheid en andere defecten die ontstaan door vastzittende lucht en zorgt voor schonere, beter reproduceerbare onderdelen.

• Voordelen: onderdelen van superieure kwaliteit met minder defecten, inclusief porositeit, superieure mechanische eigenschappen en sterkte van het materiaal.
• Toepassingen: Componenten in de ruimtevaart, medische apparatuur en componenten voor eindgebruik waar maatnauwkeurigheid en sterkte vereist zijn.

4. Squeeze Gieten

Squeeze casting is een combinatie van gieten en smeden. Het combineert de twee bewerkingen door gesmolten aluminium onder hoge druk in een mal te injecteren, maar de mal ook onder druk te zetten tijdens het afkoelen.

• Voordelen: Het beste van giet- en smeedwerk, want het heeft een goede sterkte en een geweldige oppervlakteafwerking, en is dus bruikbaar in gebieden met hoge druk.
• Toepassingen: Auto-onderdelen die een combinatie van sterkte en complexe vorm vereisen, zoals ophangingsonderdelen en wielen.

5. Permanente mal gieten

Het permanente vormgieten houdt het gebruik in van mallen van metalen die herhaaldelijk gebruikt kunnen worden. In tegenstelling tot zandgieten, waarbij de mallen vervangbaar zijn (d.w.z. ze worden eenmalig gebruikt), kan bij permanent gieten vrijwel elk metaal, zoals staal, worden gebruikt als mal die bestand is tegen de hitte van het gesmolten aluminium.

• Voordelen: Kan maatnauwkeuriger zijn en een gladder oppervlak hebben dan gegoten gietstukken. Een goede keuze voor de productie van middelgrote en grote hoeveelheden.
• Toepassingen: Kleine tot middelgrote onderdelen in de auto-industrie en industriële toepassingen, bijv. beugels, behuizingen.

6. Gieten van aluminiumzand

Zandgietwerk kan ook worden gebruikt voor aluminium, maar niet zo vaak als spuitgietwerk. In dit proces wordt een zandmal gegoten en gesmolten aluminium wordt in de mal gegoten. Met zandvormen worden eenmalige en kleine volumes geproduceerd.

• Voordelen: Geschikt voor het maken van grote en ingewikkelde onderdelen. Zuinig in gebruik bij productie in kleine volumes.
• Toepassingen: Marine auto en industrie, grote gietstukken in aluminium, bijv. motorblokken, pomphuizen.

Materiaalvereisten aluminium spuitgietwerk

Om een duurzaam onderdeel van hoge kwaliteit te krijgen, vereist het spuitgieten van aluminium speciale materialen om de beste producten te krijgen. De belangrijkste grondstoffen die nodig zijn voor dit proces zijn:

• Aluminiumlegeringen: It is essential to select an aluminium alloy because it plays a significant role in acquiring the required properties in the final product. Popular aluminum alloys die cast alloys are A380, A360, A383, ADC12, LM25, A356, etc. These alloys include good fluidity, strength and corrosion resistance. some of other special alloys still can be made accroding to customer requirement, such as 6061 or 6063. Neem contact met ons op if you need special aluminum alloy for your die casting products.
• Materiaal matrijs: The mould material commonly used in aluminium die casting is steel moulds (the dies used). Steel moulds are very durable and have a high strength to resist both high pressure and temperature. Tool steels such as H13, 8407, 8418 or 1.2343 ESR tend to be used for their thermal fatigue resistance and wear.
• Smeermiddelen: Vormen worden gesmeerd of hun oppervlak wordt behandeld met lossingsmiddelen zodat er minder of geen wrijving is tussen de matrijs en het gietmateriaal en om te voorkomen dat het gietmateriaal in de matrijs blijft kleven. Dit garandeert een vlotte uitwerping van de stukken en verlengt de levensduur van de matrijs.
• Oven: Er moet een oven zijn die de aluminium blokken op de temperatuur brengt die nodig is om ze in de mal te injecteren (meestal tussen 660 o C en 720 o C).
• Injectiesystemen: De plunjer-en-kamerinjectie moet een materiaalsysteem met hoge sterkte zijn, omdat ze bestand moeten zijn tegen de hoge druk waartoe het gesmolten aluminium wordt voortgestuwd.

Wanneer deze materialen zorgvuldig worden geselecteerd en gecontroleerd, kunnen ze succesvolle aluminium spuitgietcomponenten produceren die perfect passen of de nodige afmetingen, sterkte en oppervlakteafwerkingen hebben die in een bepaalde industrie van toepassing kunnen zijn.

Voordelen van spuitgietaluminium

• Complexe geometrieën: Het kan complexe vormen maken met extreme nauwkeurigheid en minder noodzaak om extra bewerkingen uit te voeren.
• Hoge verhouding sterkte/gewicht: Een van de eigenschappen van aluminium, het lichte gewicht en de sterkte, leent zich voor toepassingen waarbij gewicht een belangrijke overweging is.
• Corrosiebestendigheid: Aluminium kan van nature een beschermende oxidelaag krijgen, waardoor het metaal zeer goed bestand is tegen corrosie.
• Uitstekende thermische en elektrische geleidbaarheid: Het is toepasbaar in componenten die een goede geleiding van warmte of elektriciteit nodig hebben.
• Recyclebaarheid: Het proces om aluminium te recyclen is milieuvriendelijk omdat aluminium honderd procent schaalbaar is.

Nadelen van het spuitgieten van aluminium

• Hoge initiële gereedschapskosten: They can be very expensive to design and make die casting molds to manufacture, especially for a complex part. So for HPDC process is not good option for low volume production requirement.
• Beperkte materiaalkeuze: Dit is voornamelijk te wijten aan de beperkte toepasbaarheid op materialen, aangezien de keuze voornamelijk beperkt is tot aluminium en zijn legeringen, hoewel andere materialen mogelijk niet toepasbaar zijn op dit proces.
• Porositeitsproblemen: Het gas kan vast komen te zitten in het gesmolten aluminium, opgelost gas in porositeit, waardoor er een leegte in het gietstuk kan ontstaan.
• Beperkingen in grootte: Het onderdeel of het gegoten onderdeel wordt beperkt door de capaciteit van de spuitgietmachine.

Toepassingen van spuitgietaluminium

In veel industrieën is aluminium spuitgieten:

• Automotive die casting: Motorblok, transmissiebehuizingen en structurele onderdelen.
• Aerospace die casting: delen van de vliegtuigstructuur en de motor.
• Electronics die casting parts: Behuizingen, producten voor elektronische apparatuur en koellichamen.
• Consumptiegoederen: Apparatuur en stroom voor voedselproductie.
• Industrial die casting components: Hydraulische componenten en mechanische onderdelen.

Aluminium spuitgietlegeringen

Verschillende aluminiumlegeringen zijn normaal beschikbaar in spuitgietwerk:

• A380: Hebben een goede vloeibaarheid of drukdichtheid en passen goed bij alle complexe vormen.
• A360: Het biedt een goede weerstand tegen corrosie, vooral in maritieme omgevingen.
• A413: Het wordt ook wel hoogverspanbaar staal met hoge sterkte genoemd en wordt gebruikt in auto-onderdelen.
• B390: Het heeft een kritisch siliciumgehalte en de beste slijtvastheid.

Alle toepassingen hebben verschillende behoeften; daarom heeft elke legering andere eigenschappen, afhankelijk van de toepassing, waardoor een fabrikant het meest geschikte materiaal kiest.

De ontwerpoverwegingen bij het spuitgieten van aluminium

Er zijn verschillende factoren te overwegen bij het ontwerpen van onderdelen in aluminium spuitgietwerk:

• Wanddikte: Een constante wanddikte zorgt voor een gelijkmatige koeling, waardoor de kans op defecten afneemt.
• Opzethoeken: De wanden van de mal lopen lichtjes taps toe zodat ze het gegoten onderdeel gemakkelijk kunnen verwijderen.
• Radii en filets: Door de randen af te ronden, wordt de spanningsconcentratie verminderd en wordt de mal gevuld.
• Poortontwerp: Poortontwerp zorgt voor de juiste plaatsing van de poorten om een gelijkmatige metaalstroom te verkrijgen en turbulentie te minimaliseren.
• Uitwerpmechanismen: Op deze manier kunnen enkele goede uitwerpsystemen worden ontworpen om breuk van het gietstuk en het uitwerpproces te voorkomen.

Door de volgende ontwerpprincipes na te leven, kunnen fabrikanten het spuitgietproces efficiënt maken en hoogwaardige metalen onderdelen maken.

Toekomstige trends van spuitgiet aluminium

De aluminium spuitgietindustrie heeft een mooie toekomst voor zich op basis van technologische, materiaal- en procesverbeteringen. Sommige nieuwe trends zullen waarschijnlijk ook de industrie domineren:

Automatisering, Robotica

Er wordt aangenomen dat automatisering een positieve invloed zal hebben op het verhogen van de efficiëntie en consistentie van het proces van aluminium spuitgieten. Het gebruik van robotica en geautomatiseerde systemen neemt toe in het gietproces om bepaalde taken uit te voeren, zoals het hanteren van matrijzen, het verwijderen van onderdelen en inspectie. Dit bespaart niet alleen op arbeidskosten, maar biedt ook een grotere mate van nauwkeurigheid en elimineert de kans op menselijke fouten.

3D printen en snelle prototypes

Er is ook de impact van 3D-printtechnologieën in de spuitgietindustrie. Met 3D-printen kunnen snelle prototypes worden gemaakt zodat fabrikanten meer tijd hebben om het ontwerp van zwakke onderdelen te controleren en te verbeteren voordat ze overgaan tot het maken van prototypes voor productie op ware grootte. Dit bespaart op time-to-market en de gietvormen die uiteindelijk worden geproduceerd, zijn geoptimaliseerd.

Lichtgewicht / Duurzaamheid

Nu meer bedrijven hun aandacht richten op lichtgewicht processen, voornamelijk in de auto- en luchtvaartindustrie, wordt aluminium spuitgieten nog belangrijker. Er is een steeds groeiende behoefte om lichtgewicht maar sterke onderdelen te gebruiken en aluminium met zijn grote sterkte-gewichtsverhouding past prachtig bij de toepassingen. Dit geeft verder een groot belang aan duurzaamheid, waarbij de focus meer ligt op het gebruik van recyclebare stoffen en het zorgen voor minder verspilling tijdens het gieten.

Innovatie materialen en legeringen

Het spuitgieten van aluminium wordt ontwikkeld met de komst van nieuwe aluminiumlegeringen en hybride materialen. De materialen bieden verbeterde eigenschappen, zoals zwakkere slijtage, sterkere en goede thermische geleidbaarheid. Dit resulteert in nieuwe toepassingen van spuitgieten in de sector, hoogwaardige industrieën zoals elektronica, de auto-industrie en de hernieuwbare energie-industrie.

Problemen en oplossingen bij het spuitgieten van aluminium

Hoewel aluminium spuitgietwerk verschillende voordelen biedt, brengt het ook uitdagingen met zich mee waar fabrikanten mee om moeten gaan om het proces te maximaliseren:

1. Poreusheidsproblemen

De integriteit van het eindproduct kan ook verzwakken door poreusheid of luchtbellen in het gietstuk. In een poging om dit probleem tegen te gaan, hebben fabrikanten hun toevlucht genomen tot het regelen van de temperatuur en druk van het metaal tijdens het spuitgieten. Ook vacuüm spuitgieten, waarbij vacuüm wordt gebruikt tijdens het injectieproces, elimineert ingesloten lucht en minimaliseert porositeit.

2. Toolingkosten

Het maken van matrijzen van hoge kwaliteit kan duur zijn, vooral als de onderdelen gecompliceerd zijn of als er sprake is van kleine aantallen. In een poging om de gereedschapskosten te beperken, komen fabrikanten met verbeterde technologieën voor het maken van matrijzen, waaronder driedimensionaal printen van matrijzen en het gebruik van meer kosteneffectieve matrijsmaterialen die zoveel mogelijk cycli kunnen ondergaan zonder te worden vernietigd.

3. Krimpen en kromtrekken

Aluminium koelt af en stolt, en het heeft de neiging om te krimpen, wat resulteert in kromtrekken of een onjuiste maat. Het gietproces moet goed gecontroleerd worden om dit probleem op te lossen, d.w.z. het gietstuk moet de beste koelsnelheden en samenstelling van materialen hebben. Deze kunnen worden gevolgd door bewerkingen na het gieten (warmtebehandeling of machinale bewerking) om de geometrie en de eigenschappen van het onderdeel verder te verfijnen.

GC Precisie Matrijs: De betrouwbare kwaliteitspartner

GC Precision mould kan uw betrouwbare leverancier zijn van superieure precisieproductie die zich richt op aluminium spuitgietwerk, machinale bewerking en spuitgieten van metaal. Ervaring en een toewijding aan uitmuntendheid hebben ons jaren van betrouwbare, top-presterende onderdelen gegeven die onze jarenlange reputatie van het produceren van hoge kwaliteit, precies ontworpen onderdelen voor de auto-industrie, lucht-en ruimtevaart, en de elektronica-industrie, om er een paar te noemen, creëren. Door te opereren als een kwaliteitsgerichte en betrouwbare leverancier, heeft GC Precision mould de toewijding om innovatieve en kosteneffectieve oplossingen te leveren voor elk product dat precisie en betrouwbaarheid vereist. We beschikken over superieure technologie en bekwame medewerkers, wat klanten motiveert om een beroep te doen op onze diensten wanneer ze service en producten van hoge kwaliteit nodig hebben.

Conclusie

Aluminium spuitgieten is onlosmakelijk verbonden met de moderne productie-industrie omdat het leidt tot hoge precisieniveaus, de productie van complexe onderdelen en de productie van lichte maar sterke componenten. Door de toegenomen druk om beter te presteren, het milieu minder te belasten en de productiesnelheid te verhogen, zal aluminium spuitgieten een belangrijk proces blijven. Verdere ontwikkeling van de technologie, materialen en automatisering heeft ervoor gezorgd dat deze productietechniek efficiënt blijft en kan voldoen aan de concurrerende behoeften van verschillende industrieën.

Het spuitgieten van aluminium zal een manier vinden om zich verder te ontwikkelen door rekening te houden met de kosten van het gereedschap, porositeit en het inhalen van de innovatie van 3D-printen en duurzame productietrends, waardoor het wereldwijd een van de fundamentele processen van hightechproductie blijft.

FAQs

1. Welke bedrijfstakken worden bediend door GC Precision Mould?

Auto's, luchtvaart, elektronica en telecommunicatie zijn enkele van de gebieden waar GC Precision Mould zich op richt. Het bedrijf houdt zich bezig met de productie van topkwaliteit spuitgietwerk en matrijzen voor klanten in deze industrieën, en daarmee met de precisie en duurzaamheid van alle producten.

2. Wat zijn de diensten van GC Precision Mould?

GC Precision Mould offers one stop services die casting manufacturing, which include the development of prototypes, the design of moulds, production in large numbers, finishing of the surface, and assembly. They have the knowledge of die casting and mould installations, thus, they provide measurement-accurate components applicable to different applications.

3. Wanneer is GC Precision Mould geopend?

GC Precision Mould was founded in 1999, and it has more than 20 years in the die casting sector. They have wide experience and applications in their services of quality dies and mould solutions, and this has made them one of the best manufacturers of die casting parts and mould solutions in China.