Procesul de turnare a aluminiului este un proces simplu de turnare a metalelor care este utilizat pentru a realiza lucrări metalice prin turnarea aliajului de aluminiu în matrițe. Există mai multe proceduri de turnare utilizate, dar procedurile de turnare frecvent utilizate sunt turnarea în nisip a aluminiului și turnarea sub presiune a aluminiului. Turnarea în nisip este flexibilă și este aplicabilă în realizarea de piese mari, la comandă, precum și în realizarea de cantități mici și medii de produse. Turnarea sub presiune, pe de altă parte, este asociată cu niveluri ridicate de precizie și viteză în ceea ce privește producția și ar putea fi utilizată în mod fiabil în producția de masă de piese de dimensiuni mici și medii. Odată cu dezvoltarea industriilor, există în continuare evoluții în ceea ce privește ambele metode de turnare, producerea de noi materiale, îmbunătățirea tratamentului de suprafață și o mai mare concordanță cu proprietățile mecanice. Inovarea în domeniul turnării ecologice și al automatizării, al durabilității și al aliajelor avansate va defini viitorul turnării aluminiului și va contribui la eficientizarea procesului, la protejarea mediului și la obținerea unor proprietăți mai bune ale pieselor. 

În acest articol, cele două metode vor fi comparate, iar procesele, avantajele, dezavantajele și utilizarea cea mai adecvată a fiecăreia dintre ele vor fi examinate.

Aluminum Sand Casting

Turnare în nisip poate fi explicată ca o formă veche și flexibilă de turnare care utilizează aluminiu topit turnat într-o matriță de nisip. Aceasta înghite matrița care constă din nisip fin amestecat cu argilă și apă care a fost compactat în jurul unui model pentru a forma forma cerută de matriță a unei piese. Aceasta este apoi plasată într-o matriță și încălzită pentru a spori rezistența matriței, astfel încât metalul să nu se strecoare în spații în procesul de turnare.

Procesul de turnare în nisip a aluminiului

• Realizarea modelelor: Piesa este realizată sub forma unui model de metal sau de ceară, iar peste model se acoperă cu nisip fin.
•  Nisip și liant: Modelul său este pus într-o matriță de nisip și este compactat folosind nisip și liant.
• Turnare: Acesta este punctul în care aluminiul este turnat sub formă de material lichid în matriță (cavitate). Matrița de nisip preia căldura și se umple cu aluminiu.
• Răcire: Aceasta este urmată de răcirea și solidificarea piesei de aluminiu, după care matrița de nisip este spartă, dezvăluind turnarea aluminiului.

Îndepărtarea deșeurilor sau a excesului de materie (inutilă) (Flash): Acest lucru se realizează prin asigurarea faptului că turnarea scapă de deșeurile sau materialele inutile care s-au format.

Beneficiile turnării în nisip a aluminiului

• Flexibilitatea: Turnarea în nisip este un proces extrem de flexibil și este capabil să creeze o piesă complexă, complicată, o piesă mare sau orice altceva care are o formă personalizată.
• Potrivite pentru volume mici și medii: Matrițele pot fi reutilizate într-o oarecare măsură, iar procesul este low-cost atunci când vine vorba de producții mai mici.
• Diversitatea aliajului: Există flexibilitate în ceea ce privește proprietățile materialului, deoarece poate fi utilizată o mare varietate de aliaje de aluminiu.
• Unelte minime: Turnarea în nisip necesită unelte minime, ceea ce face ca costurile de pornire să fie considerabil mai mici.

Aplicațiile de turnare în nisip a aluminiului constau într-o gamă largă de utilizări, inclusiv producția de caroserii și foi auto, nave de înaltă presiune, balize de transport și blocuri motor.

Utilizări ale turnării în nisip a aluminiului

În majoritatea cazurilor, turnarea în nisip a aluminiului este utilizată în:

• Piese aerospațiale: Piese mici și piese cu design personalizat care necesită un design complex.
• Clădire de dimensiuni mai mari: Este utilizat în mărimile mai mari de performanță și rezistență ale componentelor.
• Un alt produs: cea mai mare parte a producției și a fluxului de bunuri.

Aplicații ale turnării în nisip a aluminiului

Cel mai potrivit proces este turnarea în nisip a aluminiului:

• Trebuie să aveți tiraje de dimensiuni mici și medii.
• Are nevoie de piese sau componente mai mari sau chiar industriale
• Complexitatea și personalizarea afacerilor intră parțial în joc.
• Nu sunt necesare toleranțe oficiale, iar orice defecte ale suprafețelor sunt acceptabile.
• Loturile mici sunt preocupate de raportul cost-eficiență.

Aluminum Die Casting

Preluarea aluminiului sub presiune. Turnarea aluminiului sub presiune este un proces de turnare sub presiune foarte avansat din punct de vedere tehnologic, care implică aplicarea aluminiului topit la presiune ridicată într-o matriță metalică (cunoscută și sub numele de matriță). Este un proces rapid, foarte automatizat și perfect adecvat pentru producția în volume mari de piese complexe care au detalii fine.

Procesul de turnare sub presiune a aluminiului

Crearea: o bucată de oțel sau de alt metal este utilizată pentru a realiza o matriță, care este proiectată astfel încât să poată suporta o presiune ridicată. Structura cunoscută sub numele de matriță este formată din două componente, care sunt fixate pentru a forma o cavitate.

• Injecție: Se utilizează o presiune foarte mare pentru a injecta aluminiu topit fierbinte în matriță prin duzele foarte presurizate, astfel încât matrița să fie umplută foarte repede pe măsură ce cavitatea matriței se umple cu aluminiu topit.
• Răcire: Reciclarea aluminiului intră în joc în acest moment, când aluminiul topit se răcește rapid, deoarece este solidificat în matriță.
• Ejecție: Răcirea deschide matrița, iar aluminiul turnat iese sub formă de ejecție prin deschiderea matriței.
• Finisare: Turnarea este curățată și se îndepărtează tot felul de materiale (inclusiv brizura).

Avantajele turnării sub presiune a aluminiului

1. Precizie ridicată: Turnarea sub presiune asigură o precizie ridicată a pieselor cu finisaje de suprafață netede și toleranțe strânse.
2. Producție în volum mare: Procesul este foarte automatizat și, prin urmare, foarte potrivit pentru utilizarea în producția de masă, unde costul forței de muncă este minim.
3. Forme: De asemenea, este ușor de turnat pereți subțiri și forme complexe prin turnare sub presiune.
4. Putere: Piesele fabricate prin acest proces au o integritate structurală ridicată și, prin urmare, au capacități ridicate de a face față aplicațiilor portante.
5. Continuitate: Fabricarea pieselor se face în volume mari datorită naturii automatizate și, prin urmare, se menține continuitatea.

Utilizări ale aluminiului turnat sub presiune

Aluminiul turnat sub presiune poate fi utilizat în:

• Părți ale corpului:  Carcase de motor și carcase de transmisie și volane.
• Electra: Acoperirea unor dispozitive precum un computer, un laptop, un smartphone și un bec.
• Bunuri de consum: Aparate și componente ale unor astfel de produse ca echipamente electrice.
• Componente industriale: Componente de mașini și echipamente super detaliate și super puternice.

Situația aplicării turnării sub presiune a aluminiului

Utilizarea aluminiului pentru turnare sub presiune este destinată a fi utilizată în majoritatea timpului.

• O mulțime de piese fabricate special sunt necesare în cantități mari la o rată de precizie ridicată.
• Piesele necesare sunt de dimensiuni mici și medii, cu caracteristici complicate și finisaje netede.
• Toleranțele strânse și piesele repetabile fac parte din pachet.
• Numărul de producții care pot fi rulate este atât de mare încât costurile inițiale uriașe cu sculele au fost justificate.
• Trebuie respectate termene de execuție scurte

Tipuri de metode de turnare a aluminiului

Turnarea aluminiului se referă la procesul care implică diferite metode utilizate pentru fabricarea componentelor metalice prin turnarea aluminiului topit în matrițe. Mai multe metode de turnare sunt selectate în funcție de ceea ce se dorește în ceea ce privește calitatea, volumul unei piese fabricate, precum și complexitatea. Tipurile semnificative de procese de turnare a aluminiului sunt discutate mai jos.

1. Tipuri de aluminiu turnat în nisip

Una dintre cele mai comune este tehnica de turnare în nisip, care presupune turnarea aluminiului topit în matrițe făcute din nisip. Este, de asemenea, un mijloc de producție adaptabil și accesibil, în special atunci când producția este de volume mici sau medii.

Turnare în nisip verde

Matrița pentru turnarea în nisip verde se prepară cu nisip, apă și lut. Acest amestec este presat în jurul unui model pentru a realiza cavitatea matriței. Este un proces eficient din punct de vedere al costurilor, care este adecvat atunci când trebuie să se realizeze lucrări mari sau complexe. Acestea sunt utilizate mai ales la blocurile motoarelor auto și la utilajele grele.

Turnarea în cochilie - cunoscută și ca metoda cerii pierdute

În procesul de turnare în cochilie, se utilizează un model de ceară, închis într-o cochilie. Acest înveliș este apoi încălzit până când ceara topită iese afară. Procesul este precis și oferă un finisaj neted, preferabil în cazul pieselor delicate, cum ar fi piesele pentru echipamente aerospațiale și medicale.

Turnare în nisip fără coacere 

În cazul turnării fără coacere, un liant chimic este adăugat la amestecul de nisip pentru a constitui matrița. Acest lucru elimină necesitatea coacerii, realizând astfel matrițele rapid. Se aplică de obicei pieselor și componentelor majore personalizate ale mașinilor.

Turnarea în nisip a CO2

În turnarea cu nisip O 2, amestecul de nisip utilizează silicat de sodiu, care este întărit prin utilizarea dioxidului de carbon gazos. Aceasta produce matrițe durabile și finisaje mai bune decât turnarea cu nisip verde și, prin urmare, s-ar potrivi pieselor turnate medii și mari, în special în industria auto.

2. Tipuri de aluminiu turnat sub presiune

Are o precizie ridicată, iar metalul de turnare este introdus într-o matriță metalică sub presiune ridicată. Se apelează la ea mai ales în producția de masă a pieselor mai mici care au toleranțe mari.

Camera fierbinte de turnare sub presiune 

Turnarea sub presiune, turnarea sub presiune cu cameră fierbinte, este eficientă pentru metalele cu punct de topire scăzut, cum ar fi aluminiul. Matrița este încălzită continuu pentru a injecta metalul topit în ea. Este rapidă și precisă, fiind astfel foarte potrivită pentru piese precum carcasele de automobile și electronice.

Turnare sub presiune cu cameră rece

Procesul de turnare sub presiune cu cameră rece implică introducerea aluminiului topit în cameră și supunerea acestuia la presiune pentru a fi injectat în matriță. Acest proces este adecvat pentru materialele care au un punct de topire ridicat și care sunt utilizate frecvent în turnarea pieselor, cum ar fi cele utilizate în motoarele de automobile și în industria aerospațială. Presiune înaltăe turnare sub presiune.

În acest proces de turnare sub presiune, aluminiul topit este injectat sub o presiune foarte mare.Este rapid în ceea ce privește umplerea matriței, iar piesele au o precizie ridicată și un finisaj de suprafață bun. Este aplicat în industrii precum cea auto și cea a produselor electronice de larg consum.

Turnarea sub presiune joasă. 

Turnarea sub presiune scăzută este procesul prin care aluminiul topit este injectat în cavitate la presiuni scăzute. Aplicația este perfectă atunci când trebuie produse piese scobite mai mari, cu un conținut mai mic de porozitate, care sunt utilizate în principal în industria auto și aerospațială.

Squeezee Casting

Turnarea prin presare este între o turnare și o forjare. Aluminiul metalic topit este presat în matriță la presiune ridicată, iar materialul a câștigat mai multă rezistență. Este utilizată la fabricarea pieselor de înaltă rezistență, în special în industria aerospațială și în industria auto.

3. Alte tehnici conexe de turnare a aluminiului

Există și alte procese de turnare, altele decât turnarea cu nisip și turnarea sub presiune, care pot fi utilizate atunci când aplicația este specială și au beneficii unice care pot fi utilizate în funcție de nevoile pieselor.

Turnarea permanentă a matrițelor 

Piesele turnate din aluminiu sunt realizate prin turnare în matriță permanentă, în care matrițele metalice pot fi reutilizate. Este o procedură perfectă atunci când este nevoie să se creeze piese care au finisaje de suprafață bune, împreună cu o precizie ridicată a dimensiunilor lor. Este un material utilizat pe scară largă în domeniile auto și industrial, cu aplicații în produse precum pistoane și piese de motor.

Turnare de investiții (turnare în ceară pierdută)

Turnarea la cald este procesul de acoperire a unui model cu un înveliș ceramic și de distrugere a modelului, care lasă un model. Tehnica este compatibilă cu acele piese care au detalii complicate și care ar necesita o precizie ridicată. De asemenea, este aplicată pe scară largă în producția de piese aerospațiale, implanturi medicale și bijuterii fine.

Turnare centrifugală

Turnarea centrifugă presupune prelucrarea aluminiului topit prin forțe centripete pentru a forța metalul topit să umple o matriță pentru a realiza piese turnate cilindrice. Tehnica este ideală atunci când trebuie fabricat/ produs un tub de țeavă și produse rotunde și, în același timp, sunt arenimizate riscurile de porozitate. Este aplicată intensiv în sectoare precum cel al instalațiilor sanitare și cel auto.

Realizarea de inovații și viitorul tendințelor de turnare a aluminiului

Odată cu evoluția industriilor, și industria turnării aluminiului este programată să treacă prin mari inovații. Turnarea va fi transformată într-un proces complet nou, cu implicarea noilor tehnologii și a proceselor durabile care vor fi benefice în ceea ce privește eficiența, precum și calitatea și efectele asupra mediului. Următoarele sunt câteva dintre tendințele majore care predetermină viitorul turnării aluminiului.

1. Informatizarea și automatizarea proceselor de turnare

Turnarea aluminiului urmează să fie schimbată prin automatizare și digitalizare. Simulările AI și imprimarea 3D vor fi combinate până la punctul în care proiectarea și alte procese de producție vor deveni mult mai ușor de gestionat, scurtând timpul de execuție și reducând potențialul lor de eroare. Inteligența artificială va oferi un control în timp real al condițiilor de turnare, iar ajustările vor fi făcute în timp real, asigurând optimizarea calității pieselor. Membrii industriei prelucrătoare se vor bucura de cheltuieli generale cu forța de muncă mai mici și de mai puțin timp petrecut în procesul de producție, automatizarea înlocuind mai multe funcții.

2. Tehnologii durabile de turnare ecologică

În ceea ce privește turnarea aluminiului, durabilitatea devine din ce în ce mai vizibilă. Procese precum turnarea cu nisip verde, care iau în considerare nisipul natural, minimizează impactul asupra mediului. Industria înclină în continuare către producția de turnare eficientă din punct de vedere energetic și către extinderea cantității de aluminiu reciclat. Acest lucru reduce dependența de materiile prime și consumul de energie, ceea ce face ca totul să fie mai ecologic și mai puțin costisitor.

3. Materiale și aliaje științifice

Dezvoltarea unor aliaje mai rezistente, cu o rezistență mai bună la coroziune este calea de urmat pentru turnarea aluminiului. Aliajele vor deservi industrii precum cea auto și cea aerospațială, care au nevoie de piese de înaltă performanță. Aliajele ușoare și rezistente vor însemna vehicule cu un consum de combustibil mai eficient și performanțe îmbunătățite în condiții dificile, iar acest lucru împinge în continuare externalizarea proceselor de turnare de precizie, cum ar fi turnarea sub presiune.

4. Combinația dintre inteligența artificială și învățarea automată

Procesul de turnare a aluminiului se schimbă odată cu utilizarea AI și a învățării automate (ML). IA poate analiza datele furnizate în timpul turnării și prezice orice defecte viitoare, optimizează temperaturile și nivelurile de presiune, rezultând o calitate mai bună a pieselor. De asemenea, întreținerea predictivă asistată de IA va minimiza timpii de inactivitate ai echipamentelor și va îmbunătăți optimizarea procesului, astfel încât producătorul să poată preveni o problemă înainte ca aceasta să apară.

5. Turnarea și utilizarea producției aditive și a imprimării 3D

Procesul de imprimare 3D este din ce în ce mai combinat cu turnarea standard a aluminiului. Imprimarea 3D accelerează timpul de lansare pe piață și cheltuielile cu sculele, permițând prototiparea rapidă împreună cu realizarea de matrițe complexe. Datorită acestui fapt, producătorii pot produce piese mai complexe în mod rentabil și eficient, iar acest lucru le permite să aibă mai multă flexibilitate în ceea ce privește designul și capacitatea de a se adapta în funcție de cerințele pieței.

6. Turnătorii inteligente și IoT (Internet of Things)

Un alt factor care face o diferență majoră în lumea turnării aluminiului este creșterea turnătoriilor inteligente. Prin instalarea senzorilor conectați la IoT în cadrul mașinilor și matrițelor, datele în timp real vor fi înregistrate în orice moment pentru a verifica condițiile de turnare. Astfel de informații vor permite modificarea directă a procesării, ducând la reducerea calității și a deșeurilor. Un alt avantaj al sistemelor IoT este că producătorii pot monitoriza performanța pieselor turnate pe parcursul ciclului de viață al acestora pentru a afla cum să le îmbunătățească.

GC Precision Mould: Partenerul dumneavoastră de încredere

GC Precision Mould este aliatul dvs. de încredere în furnizarea soluției perfecte atunci când vine vorba de soluția de turnare de precizie. În calitate de expert în proiectarea și turnarea matrițelor in-house, răspundem nevoilor unei varietăți de industrii, cum ar fi piețele auto, electronice și industriale. Considerăm calitatea, inovația și precizia ca fiind cele mai importante aspecte, asigurându-ne că producția de produse de înaltă performanță este realizată în conformitate cu nevoile dumneavoastră. Obiectivul nostru este de a oferi un serviciu remarcabil clienților, permițându-vă să vă finalizați agenda de producție fără nicio trepidație sau ineficiență la GC Precision Mould.

Concluzie

Turnarea cu nisip a aluminiului, precum și turnarea sub presiune a aluminiului, ambele au rolul lor de jucat în lumea producției, iar fiecare dintre cele două procese de producție are avantajele sale prin care poate fi potrivit în anumite utilizări. Procesul de alegere atunci când sunt implicate piese personalizate și mari, iar volumele mai mici reprezintă un avantaj, este turnarea în nisip. În schimb, prin urmare, turnarea sub presiune este rapidă, eficientă și eficace atunci când se gestionează serii de producție la scară largă, oferind astfel o mare precizie și finisare a suprafeței pieselor mici.

Alegerea între cele două opțiuni se bazează pe factori care includ volumul de producție al produsului, complexitatea anumitor piese, necesarul de materiale și bugetul. Cunoscând capacitățile și punctele slabe ale ambelor procese, producătorii vor putea selecta cel mai adecvat proces de turnare pentru a răspunde nevoilor lor și a îndeplini sarcina cu cele mai bune rezultate posibile.

Întrebări frecvente

1. În ce industrii se aplică GC Precision Mould?

GC Precision Mould are multe alte industrii de oferit, cum ar fi industria auto, electronică, producție industrială, etc. Suntem specializați în turnarea de precizie cu o soluție care se aplică cerințelor specifice ale fiecărui sector.

2. Ce tip de matrițe produce GC Precision Mould?

Proiectele și producțiile noastre includ o gamă largă de matrițe, cum ar fi matrițe de injecție, matrițe de turnare sub presiune și matrițe personalizate pentru piese complexe. Facem matrițele noastre precise și din materiale de calitate pentru a le face durabile și foarte competitive.

3. Ce trebuie să fac pentru a obține un preț pentru proiectul meu?

Este necesar doar să ne contactați și să furnizați informații despre proiect pentru a obține o ofertă. Vom evalua cerințele și vă vom oferi o ofertă competitivă și transparentă, luând în considerare nevoile dumneavoastră, precum designul, materialul și cantitatea de producție.