Societatea modernă depinde în mare măsură de industria electrică, care funcționează ca unul dintre elementele sale esențiale. Creșterea industriei, atât în ceea ce privește sistemele energetice industriale, cât și electronicele de consum, depinde de performanță, precizie și inovare. Transformarea pe scară largă a producției de componente implică turnarea sub presiune a aluminiului ca tehnică principală.Turnarea sub presiune a aluminiului funcționează atât ca o tehnică de fabricație, cât și ca un factor tehnologic care permite aplicațiilor electrice să primească componente ușoare, păstrând în același timp performanța termică electrică, împreună cu rezistența la coroziune și durabilitatea extinsă.
Articolul analizează în profunzime turnarea sub presiune a aluminiului pentru a înțelege modul în care ajută industriile electrice prin examinarea procesului său de implementare și a metodelor de soluționare, împreună cu domeniile de aplicare și standardele tehnice.
Ce este turnarea sub presiune a aluminiului?
Operațiunea de turnare a metalelor cunoscută sub numele de turnare sub presiune aplică o presiune puternică pentru a injecta metal topit în cavitățile matriței. Matrițele de producție, cunoscute sub numele de matrițe, sunt de obicei create din oțel pentru scule călit pentru a facilita fabricarea precisă a pieselor complexe prin pregătirea unor volume mari.
Metalele preferate pentru aplicațiile de turnare sub presiune a aluminiului sunt Aliajul de aluminiu 380 (A380), precum și Aliajul de aluminiu 383 (A383) sau Aliajul de aluminiu 413, deoarece acestea demonstrează o fluiditate excelentă, alături de o rezistență remarcabilă, împreună cu proprietăți de rezistență la coroziune.
Presiunea de injecție: 103-1,724 bar (1,500-25,000 psi)
Timp de umplere: Mai puțin de 0,1-0,2 secunde
Temperatura de turnare (aluminiu): 660°C (1,220°F)
Toleranțe realizabile: ±0,001″ per inch (±0,025 mm per 25,4 mm)
Injecția rapidă combinată cu un sistem de răcire rapidă produce componente cu o precizie dimensională superioară, împreună cu finisaje de top care funcționează bine pentru aplicațiile electrice.
De ce se utilizează aluminiul în aplicații electrice?
Proprietățile aluminiului adaptate industriei electrice:
Proprietate | Valoare |
Densitate | 2,7 g/cm³ (greutate redusă) |
Conductivitate termică | 205 W/m-K (disipare excelentă a căldurii) |
Conductivitate electrică | 35-38 MS/m (62% de cupru) |
Rezistența la coroziune | Formează în mod natural un strat de oxid |
Rezistența la tracțiune (aliaj A380) | Până la 345 MPa |
Rezistența la cedare | 160-170 MPa |
Punct de topire | 660.3°C (1220.5°F) |
Reciclabilitate | 100% fără pierderi materiale |
Procesul de turnare sub presiune a aluminiului: Pas cu pas
Aluminum die cast sunt piese extrem de eficiente și versatile care sunt fabricate folosind procesul de turnare sub presiune a aluminiului prin turnarea metalului topit de aluminiu într-o matriță. În acest proces, aluminiul topit este injectat într-o matriță de oțel sub presiune ridicată, astfel încât companiile să poată realiza componente durabile de înaltă calitate. Următoarea este o descriere detaliată a procesului de turnare sub presiune a aluminiului.
1. Proiectare și fabricare
Matrița este primul element proiectat și realizat în cadrul procesului de turnare sub presiune. Matrița este fabricată din oțel pentru scule de bună calitate și constă din două jumătăți, jumătatea nucleu (cu cavitatea) și jumătatea ejector (pentru a preveni ejectarea piesei după turnare). Proiectarea matriței este astfel încât aluminiul topit poate fi turnat uniform în cavitate pentru a avea forma dorită în stare topită.
Costul uneltelor: Costul creării matriței poate varia de la $10.000 la $100.000 sau mai mult dacă piesa nu poate fi realizată cu o piesă presată.
Materiale utilizate: Calitățile H13 sau P20 sunt utilizate deoarece sunt excelente la căldură și rezistență la uzură.
2. Topirea aluminiului
După aceea, aliajul de aluminiu este topit. În cuptor, aluminiul este încălzit la temperaturi de aproximativ 660°C-700°C (1220°F-1292°F). Punctul de topire al aluminiului este astfel încât acesta devine topit și, prin urmare, poate fi turnat cu ușurință în cavitatea matriței.
Aliaje de aluminiu: A380, A383 și A413 sunt aliaje comune datorită fluidității și rezistenței lor.
Timp de topire: Topirea ar trebui să dureze aproximativ 20-30 de minute, în funcție de tipul de cuptor utilizat și de aliajul aliajului.
3. Injectarea aluminiului topit în matriță
Apoi aluminiul este topit, iar aluminiul topit este apoi transferat într-o mașină de turnare sub presiune cu cameră rece sau caldă, în funcție de proces. În cadrul procesului cu cameră rece, aluminiul topit este introdus în cameră și injectat în matriță sub presiune ridicată (de la 1.500 psi la 25.000 psi).
Presiunea de injecție: 103-1,724 bar (1,500-25,000 psi)
Durata ciclului: Etapa de injectare are loc în 0,1-0,2 secunde, astfel încât productivitatea este asigurată.
4. Răcirea și solidificarea
Odată ce aluminiul a fost introdus în matriță, acesta începe să se răcească și să înghețe aproape instantaneu. Această perioadă este foarte importantă deoarece rata de răcire afectează soliditatea piesei turnate și calitatea finisării suprafeței. Timpul de răcire poate dura de la 5 la 30 de secunde, în funcție de grosimea piesei și de complexitatea acesteia.
Rata de răcire: Aici se observă că, în cazul răcirii mai rapide, rezistența și finisajul suprafeței piesei sunt mai bune.
Timp de solidificare: Se va observa, de asemenea, că atunci când grosimea secțiunii este mai mare, poate dura mult mai mult să se solidifice decât atunci când grosimea secțiunii este mai subțire.
5. Ejectare și tăiere
Odată ce piesa s-a răcit și a devenit rigidă, aceasta este expulzată din matriță. Acest lucru se realizează prin intermediul sistemului de ejecție care forțează ieșirea piesei turnate din matriță. În cele din urmă, se îndepărtează orice material în exces, inclusiv grilele, patinele de alunecare și o scânteie.
Forța de ejecție: Se estimează că acest proces utilizează aproximativ 1000 până la 5000 de lire sterline de forță, în funcție de piesa care urmează să fie fabricată.
Procesul de tăiere: Uneltele de tăiere sau orice alte operațiuni de prelucrare sunt utilizate pentru a îndepărta flăcările, precum și alte materiale suplimentare.
6. Post-procesare
Ultima operațiune care poate fi necesară este finisarea, care poate implica prelucrarea, tratarea suprafeței, care este o finisare tehnică a suprafeței, cum ar fi anodizarea, acoperirea cu vopsea pudră sau umedă și verificarea controlului calității pentru turnarea specifică.
Prelucrare: Unora dintre piese li se poate cere să aibă o toleranță specifică care poate fi realizată prin utilizarea prelucrării CNC.
Finisarea suprafeței: Anodizarea este cunoscută pentru creșterea capacității de coroziune, pe de o parte, în timp ce acoperirea cu pulbere oferă o suprafață lustruită și rezistentă, pe de altă parte.
Aliaje utilizate în turnarea sub presiune a aluminiului
Aliajul de aluminiu și aliajul de zinc sunt materiale comune de turnare sub presiune, deoarece acestea determină performanța, rezistența și durata de viață a produselor electronice. Unele dintre materialele utilizate în industria electronică, cu valorile lor, sunt următoarele:
1. Aliaje de aluminiu (de exemplu, A380, A383, A413)
Conductivitate termică: 205 W/m-K - Excelent pentru disiparea căldurii în componente precum radiatoare și unități de alimentare.
Conductivitate electrică: 35-38 MS/m - Suficient pentru multe componente electronice, în special în conectori și carcase.
Rezistența la tracțiune: 345 MPa ( A380) - Un stres mecanic înregistrat asigură că piesele utilizate sunt suficient de puternice pentru a permite presiunea mecanică.
Densitate: 2,7 g/cm³ - Ușor, ideal pentru dispozitive portabile.
Aplicații: Sistem electronic de răcire, carcasă, convertoare și dulapuri de distribuție.
2. Aliaje de zinc (de exemplu, Zamak 3, Zamak 5)
Conductivitate termică: 116 W/m-K - Potrivit pentru electronice cu căldură mică până la medie.
Conductivitate electrică: Mai mică decât cea a aluminiului, dar de obicei variază pentru aproximativ 30% din conductivitatea cuprului - Potrivit pentru utilizarea în aplicații care nu necesită un flux de curent ridicat.
Rezistența la tracțiune: 230 MPa (Zamak 3) - Oferă o rezistență mecanică bună pentru piesele mai mici.
Densitate: 6,5 g/cm³ - Mai greu decât aluminiul, dar totuși relativ ușor pentru diverse incinte.
Aplicații: Un astfel de exemplu de piese din aluminiu turnat include carcase de televizoare, rame de telefoane mobile, articole electronice mici, de exemplu, întrerupătoare și suporturi de montare.
3. Aliaje de magneziu
Conductivitate termică: 156 W/m-K - Mai mică decât aluminiul, dar totuși suficientă pentru electronice ușoare.
Conductivitate electrică: Scăzut - Nu este potrivit pentru aplicații cu curent mare, dar este bun pentru carcase ușoare.
Rezistența la tracțiune: 230 MPa (AZ91D) - Rezistență adecvată pentru multe componente ușoare.
Densitate: 1,8 g/cm³ - Cel mai ușor dintre materialele turnate sub presiune, permițând o scădere a greutății sale totale.
Aplicații: Dispozitive electronice portabile, computere portabile și laptopuri, telefoane mobile și componente și subansamble structurale ușoare.
4. Aliaje de cupru (de exemplu, bronz)
Conductivitate termică: 390 W/m-K - Aceasta este deosebit de utilă pentru dispozitivele de putere care trebuie să elibereze energie termică în cantități uriașe.
Conductivitate electrică: 59 MS/m (pentru cupru) - Conductivitate electrică superioară, ideală pentru componente cu curent ridicat.
Rezistența la tracțiune: 450 MPa (bronz) - Rezistență ridicată pentru piese rezistente la tensiuni.
Densitate: 8,9 g/cm³ - Densitatea sa este mai mare decât a aluminiului, dar oferă o rezistență mare și o conductivitate electrică ridicată.
Aplicații: Sisteme de distribuție a energiei, conectori electrici, aparate de comutație și bare colectoare.
5. Aliaje de staniu fără plumb
Punct de topire: 183°C (pentru aliaje de staniu-argint) - Este mai potrivit pentru utilizare atunci când este necesară lipirea.
Conductivitate electrică: Scăzut - Este mai degrabă potrivit pentru procesul de lipire decât pentru transportul curentului.
Rezistență la coroziune: Acest material pentru supape are caracteristicile unei bune performanțe în atmosfere puțin și mediu corozive și conținut mediu de argint.
Aplicații: Conectarea diferitelor componente pe PCBS, asamblarea de mici gadgeturi și dispozitive electronice și încapsularea dispozitivelor microelectronice sunt gratuite.
6. Aliaje staniu-argint
Punct de topire: 217°C - Potrivit pentru lipire de înaltă performanță.
Conductivitate electrică: Scăzut - utilizat la sudarea circuitelor, precum și la unirea componentelor electronice.
Stabilitate termică: Înaltă - Menține stabilitatea chiar și în condiții de stres termic ridicat.
Aplicații: Aplicații care sunt asociate cu lipirea în sisteme electronice de înaltă fiabilitate, dispozitive electronice care necesită o precizie extremă în ceea ce privește transferul de căldură.
Totul despre aluminiu turnat sub presiune
Există mai multe valori distinctive pe care turnarea sub presiune a aluminiului le oferă industriei electrice, care o fac deosebit de potrivită pentru această industrie. Proprietățile fizice, mecanice și electrice înglobate de aceste valori reprezintă un spectru larg de proprietăți fizice și mecanice și fizice și electrice care permit utilizarea componentelor din aluminiu turnat sub presiune în aplicații critice. Urmăriți-ne cu o defalcare a fiecăreia dintre ele.
1. Conductivitate termică: 205 W/m-K
Conductivitatea termică este una dintre cele mai importante valori atunci când vine vorba de turnarea sub presiune a aluminiului pentru aplicații electrice. Conductivitatea termică măsoară cât de bine conduce un material căldura. Este esențial ca în componentele electrice, în special în electronica de putere și motoare, căldura să fie disipată eficient pentru a preveni supraîncălzirea și a asigura fiabilitatea funcționării.
Conductivitatea termică a aluminiului: Acesta are o valoare semnificativ mai mare de 205 W/m-K decât alte metale utilizate în turnarea sub presiune, cum ar fi oțelul (50 W/m-K) sau cuprul (390 W/m-K).
Beneficiu: Pentru radiatoare, carcase de invertoare și tipuri similare de componente, turnarea sub presiune a aluminiului este ideală din acest motiv.
Cerere: De exemplu, radiatoarele din aluminiu turnat sub presiune sunt utilizate pentru răcirea driverelor LED, a transformatoarelor și a unităților de alimentare, asigurând gestionarea termică, ceea ce va evita degradarea performanței sau defectarea unității.
2. Conductivitate electrică: 35-38 MS/m
Termenul de conductivitate electrică denotă ușurința cu care un material conductiv electric permite trecerea unui curent electric prin el. Conductivitatea electrică a aluminiului este de numai 62% din cea a cuprului; cu toate acestea, pentru majoritatea, este o alternativă viabilă atunci când este nevoie de o conductivitate ridicată, dar există restricții de cost și greutate.
Conductivitatea aluminiului: Acest lucru este excelent pentru majoritatea aplicațiilor cu curent redus până la mediu, adică 35-38 MS/m.
Beneficiu: Piesele turnate sub presiune din aluminiu sunt utilizate pentru conectori, terminale și bare colectoare în sistemele electrice și au nevoie de un conductor fiabil, dar care să fie ieftin.
Cerere: Aluminiul este mai ușor și mai rentabil pentru componentele electrice de înaltă performanță, cum ar fi conectorii de energie solară, terminalele bateriilor sau unitățile de distribuție a energiei, și este mai puțin conductiv, dar mai mult decât cuprul.
3. Formarea naturală a unui strat de oxid (rezistență la coroziune).
Rezistența superioară la coroziune a aluminiului este unul dintre principalele avantaje oferite de acesta. Aluminiul este protejat în mod natural de un strat protector de oxid care se formează atunci când este expus la aer, care îl ferește de factorii de mediu precum umiditatea, sarea și substanțele chimice. Motivul pentru care sunt candidați atât de buni pentru aplicații în exterior și dispozitive care sunt expuse la intemperii dure este un rezultat al acestei proprietăți naturale.
Beneficiu: În plus, rezistența la coroziune a aluminiului este deosebit de importantă pentru carcasele de exterior, echipamentele de energie solară și cutiile electrice care sunt supuse ploii, umidității și altor condiții corozive.
Cerere: În cazul confruntării constante cu mediul înconjurător, aluminiul este utilizat pentru turnarea sub presiune a cutiilor de joncțiune și a unităților de control exterior pentru iluminatul stradal sau sistemele de gestionare a traficului.
4. Densitate: 2,7 g/cm³
Astfel, densitatea unui material afectează atât greutatea, cât și rezistența materialului și este o măsură a masei pe unitatea de volum a materialului. Aluminiul, având o densitate de 2,7 g/cm³, este un metal ușor. Greutatea sa este de aproximativ o treime din cea a oțelului (7,85 g/cm³), ceea ce îl face.
Beneficiu: Deoarece aluminiul este ușor, acesta reduce greutatea sistemelor electrice ca întreg, ceea ce înseamnă că piesele devin mai ușor de manipulat, transportat și instalat. Acest lucru este deosebit de util în cazul motoarelor, al carcaselor pentru baterii și al produselor electronice de larg consum.
Cerere: Piesele turnate sub presiune din aluminiu sunt adesea utilizate în motoarele vehiculelor electrice (EV), sistemele HVAC și echipamentele electrice portabile pentru îmbunătățirea eficienței și a ușurinței de utilizare.
5. Rezistența la tracțiune: 345 MPa (aliaj A380)
Rezistența la tracțiune este rezistența unui material la forțele de tracțiune sau întindere. Rezistența la tracțiune de până la 345 MPa a pieselor turnate sub presiune din aluminiu, în special cu utilizarea aliajului A380, le face potrivite pentru multe aplicații structurale și mecanice în industria electrică.
Beneficiu: Astfel de componente din aluminiu turnat sub presiune au suficientă rezistență pentru a acoperi solicitările mecanice, rămânând în același timp ușoare. În cazul unor piese precum cadrele statorului, carcasele motorului sau capacele de capăt ale motoarelor electrice, este important să existe atât rezistență, cât și greutate redusă.
Cerere: Aceste puncte forte includ paletele ventilatoarelor, carcasele motoarelor și piesele mașinilor obotice, toate acestea putând beneficia de puterea aluminiului în raport cu greutatea.
6. Rezistența la rupere: 160-170 MPa (aliaj A380)
Rezistența la curgere este pentru cât de mult stres poate suporta materialul înainte ca deformarea să fie permanentă. Rezistența la curgere a aliajului A380 pentru piese turnate sub presiune din aluminiu se situează de obicei între 160 și 170 MPa. Aceasta conferă piesei integritatea structurală adecvată, fără o greutate prea mare, permițând piesei să își păstreze forma în timp.
Beneficiu: Sarcinile mecanice fac ca componentele precum carcasele întrerupătoarelor, panourile de control și carcasele bateriilor să fie capabile să reziste la astfel de sarcini, menținând în același timp stabilitatea dimensională. Acest lucru conferă aluminiului rezistența la curgere pentru a preveni deformarea ireversibilă a acestor piese.
Cerere: Pentru echipamentele de distribuție a energiei în care componentele trebuie să suporte solicitări foarte mari, rezistența ridicată la curgere a aluminiului turnat sub presiune garantează că componentele din aceste echipamente vor rămâne intacte și fiabile.
7. Punct de topire: 660°C (1220°F)
Punctul de topire al aluminiului este relativ scăzut în comparație cu alte metale precum cuprul sau oțelul; totuși, acesta este de 660°C (1220°F). Acest lucru permite aluminiului să fie topit și modelat în forme unice în procesul de turnare sub presiune.
Beneficiu: Aproape la fel de scăzut ca punctul de topire al pădurilor de aluminiu este turnarea și pierderea sa ușoară, rapidă. Acest lucru reduce timpul de producție, astfel încât se pot realiza costuri mai mici și o mai bună eficiență a producției.
Cerere: Aceste colțuri sunt potrivite pentru producția de componente pentru motoare, întrerupătoare de circuit și radiatoare cu modele complicate și geometrii complexe, menținând în același timp costuri de producție scăzute.
8. Reciclabilitate: 100% fără pierderea proprietăților
Reciclabilitatea 100% este unul dintre cele mai mari avantaje în lumea aluminiului. Atunci când este reciclat, aluminiul își păstrează toate proprietățile fizice și mecanice fără degradare. Aceasta ajută la realizarea unui proces de fabricație mai durabil.
Beneficiu: Reciclarea aluminiului este cu 95% mai eficientă decât producerea noului material și, prin urmare, este ecologică pentru industria electrică.
Cerere: Aluminiul reciclat este utilizat în multe produse electrice, cum ar fi carcasele bateriilor, carcasele motoarelor și panourile solare, pentru a contribui la o economie circulară.
9. Grosimea peretelui: 1,5-4 mm
Turnarea sub presiune a aluminiului permite fabricarea de piese cu geometrie precisă și cu grosimi ale pereților de la 1,5 mm la 4 mm. Acest lucru permite proiectarea atât a componentelor ușoare, cât și a celor robuste din punct de vedere structural pentru aplicații specifice în aplicații electrice.
Beneficiu: Cu o capacitate de perete subțire de mai puțin de 1,5 mm, pot fi produse componente electrice cu un nivel ridicat de detaliu și precizie dimensională. Componentele mici, cum ar fi conectori, relee și cutii de siguranțe, necesită acest lucru.
Cerere: Pereții mai subțiri reduc, de asemenea, greutatea piesei în carcasele motoarelor, menținând în același timp rezistența și funcționalitatea.
10. Costul uneltelor vs. eficiența producției
În acest moment, aluminiu turnat sub presiune poate fi o propunere de scule costisitoare (de la $10.000 la $100.000, în funcție de complexitate), dar pe termen lung aduce economii datorită producției ridicate și economiilor de scară. După realizarea matrițelor, turnarea sub presiune vă permite să construiți aceste produse în volume mari la un cost suplimentar foarte scăzut pe unitate.
Beneficiu: Companiile electrice dispun de capacități de producție de volum mare pentru a satisface cererea mondială de componente electrice din care este suficient de sigură și fiabilă pentru a o lăsa în afara produsului.
Cerere: Acest lucru îl face deosebit de util pentru producerea de piese electrice la cerere ridicată, cum ar fi bare de autobuz, panouri electrice și întrerupătoare de circuit.
Tabelul 1: Principalele proprietăți ale aluminiului în aplicații electrice
Proprietate | Valoare | Importanța în aplicațiile electrice |
Densitate | 2,7 g/cm³ | Greutate redusă, ceea ce face componentele mai ușor de manevrat și reduce greutatea totală a sistemului. |
Conductivitate termică | 205 W/m-K | Disipare excelentă a căldurii, ideală pentru aplicații precum radiatoare, transformatoare și surse de alimentare. |
Conductivitate electrică | 35-38 MS/m | Potrivit pentru multe componente electronice, inclusiv conectori, terminale și bare colectoare. |
Rezistența la coroziune | Formează un strat de oxid natural | Îmbunătățește durabilitatea componentelor, în special în medii exterioare sau dificile. |
Rezistența la tracțiune (aliaj A380) | Până la 345 MPa | Asigură că piesele pot rezista la solicitări mecanice fără a se rupe. |
Rezistența la întindere (aliaj A380) | 160-170 MPa | Oferă integritate structurală fără deformare permanentă. |
Punct de topire | 660°C (1220°F) | Permite turnarea ușoară a pieselor complexe, reducând timpul și costurile de producție. |
Reciclabilitate | 100% fără pierderea proprietăților | Ecologic și rentabil datorită economiilor de energie realizate prin reciclare. |
Grosimea peretelui | 1,5-4 mm | Permite realizarea de componente precise, ușoare, cu o integritate structurală excelentă. |
Tabelul 2: Materiale turnate sub presiune pentru industria electronică
Material | Conductivitate termică | Conductivitate electrică | Rezistența la tracțiune | Densitate | Aplicații |
Aliaje de aluminiu (de exemplu, A380, A383, A413) | 205 W/m-K | 35-38 MS/m | 345 MPa | 2,7 g/cm³ | Radiatoare, incinte, drivere LED și cutii de distribuție a energiei |
Aliaje de zinc (de exemplu, Zamak 3, Zamak 5) | 116 W/m-K | ~30% de conductivitate a cuprului | 230 MPa | 6,5 g/cm³ | Carcase de televizoare, rame de telefoane mobile și componente electronice mici |
Aliaje de magneziu | 156 W/m-K | Scăzut | 230 MPa | 1,8 g/cm³ | Telefoane inteligente, laptopuri și piese ușoare |
Aliaje de cupru (de exemplu, bronz) | 390 W/m-K | 59 MS/m | 450 MPa | 8,9 g/cm³ | Distribuție de energie, conectori electrici, comutatoare |
Aliaje de staniu fără plumb | N/A | Scăzut | N/A | N/A | Lipire, ambalare microelectronică |
Aliaje staniu-argint | N/A | Scăzut | N/A | N/A | Lipire de înaltă fiabilitate în electronică |
Aplicații în industria electrică
1. Incinte și carcase
Electronicele sensibile sunt protejate de praf, apă (design IP), interferențe EMI/RFI și impact fizic în carcase din aluminiu turnat sub presiune.
Exemplu: Cutii de joncțiune, carcase de invertoare și unități de control exterior.
Beneficiu: Rezistență la coroziune și disipare termică excelentă în medii dificile.
2. Unități de management termic și radiatoare
Pentru sursele de alimentare, conductivitatea termică ridicată a aluminiului este potrivită pentru gestionarea căldurii în soluțiile din aluminiu.
Exemplu: Transformatoare, baterii, întrerupătoare, radiatoare.
Conductivitate termică: 205 W/m-K față de 45-60 W/m-K pentru oțel.
3. Componentele motorului
Tipul comun de piese pentru motoare electrice turnate sub presiune sunt cele care constau din carcasa rotorului, cadrele statorului, capacele de capăt și ventilatoarele.
Avantaj: Structura mai ușoară reduce consumul de energie în sistemele HVAC și industriale.
4. Conectori și blocuri terminale
Componente de precizie cu toleranță ridicată și stabilitate dimensională.
Cerință: ± 0,05 mm toleranță strânsă pentru a obține integritatea contactului electric.
5. Întrerupătoare și piese pentru aparate de comutație
Adesea, componentele turnate sub presiune, cum ar fi actuatoarele, brațele, pârghiile și carcasele sunt utilizate pentru a furniza componente interne care sunt mai consistente și mai sigure.
Avantajele turnării sub presiune a aluminiului în sistemele electrice
Precizie și repetabilitate
Toleranțele de ±0,001" asigură o calitate constantă a componentelor scumpe în forme complicate pentru a susține nivelurile de complexitate.
Producție în masă
Un timp de ciclu de numai 30 de secunde pe piesă este posibil pentru producția a milioane de unități.
Rezistență la greutate redusă
Se reduc astfel carcasele și dispozitivele ușoare, compacte și ușoare.
Rezistența la coroziune
Formează automat un strat protector de oxid.
Performanță termică și electrică
Acesta asigură o disipare bună și rapidă a căldurii și o conductivitate electrică stabilă în sistemele cu sarcină mare.
Eficiența costurilor
Atunci când se instalează uneltele, costul per unitate este mult mai mic decât cel de prelucrare sau forjare.
Provocări în turnarea sub presiune a aluminiului
Procesul are o mulțime de avantaje, dar există unele limitări ale procesului, care trebuie luate în considerare în proiectare și planificare.
Provocare | Detalii |
Costul inițial al uneltelor | Matrițele pot costa $10,000-$100,00,0, în funcție de complexitate și dimensiune. |
Probleme de porozitate | Gazul prins poate cauza porozitate, afectând proprietățile mecanice și electrice. |
Conductivitate vs. cupru | Aluminiul este doar ~60% la fel de conductiv ca cuprul, ceea ce îl face nepotrivit pentru cablajele cu sarcini mari. |
Limitări ale grosimii pieselor | Grosimea peretelui este de obicei limitată la 1,5-4 mm; pereții mai subțiri necesită tehnici avansate. |
Standarde industriale și conformitate
Trebuie respectate standardele electrice pentru utilizarea acestor componente în sisteme.
IEC 60529: Gradele de protecție (clasificări IP) pentru carcase.
UL 508 / UL 94: Pentru panouri de comandă și clasificări de inflamabilitate.
Rohs / REACH: Asigurarea securității mediului și a sănătății.
ISO 9001 / IATF 16949: Sisteme de calitate în producție.
Majoritatea furnizorilor de aluminiu turnat sub presiune la prețuri accesibile îndeplinesc sau depășesc aceste standarde și, prin urmare, produsele lor pot fi utilizate atât pe piețele interne, cât și pe cele internaționale.
Tendințe și perspective de viitor
Pe măsură ce lumea se îndreaptă către electrificare, turnarea cu matriță de aluminiu devine din ce în ce mai importantă. Iată câteva motoare de creștere:
Vehicule electrice (EVS)
Aluminiul este ușor și posedă proprietăți termice inerente care sunt cele mai potrivite pentru nevoile carcaselor bateriilor, plăcilor termice, carcaselor invertoarelor etc.
Energie regenerabilă
Carcasele invertoarelor solare, conectorii turbinelor eoliene și unitățile de stocare a energiei sunt toate realizate din aluminiu turnat sub presiune.
Rețele inteligente și IoT
Cu toate acestea, pe măsură ce sistemele devin din ce în ce mai conectate, numărul de carcase compacte turnate sub presiune cu antene încorporate și ecranare EMI crește.
Sustenabilitate
Astăzi, mai mult de 75% din aluminiul produs este încă în uz.
Concluzie
În industria electrică, turnarea sub presiune a aluminiului a devenit o filială esențială. Numai fibra de carbon s-a dovedit a fi capabilă să alimenteze viața modernă în condiții de siguranță, eficiență și accesibilitate cu o combinație de neegalat de rezistență, conductivitate, performanță termică și flexibilitate în proiectare. Implicarea continuă a turnării sub presiune a aluminiului poate fi observată de la carcasele de control compacte până la conectorii de înaltă precizie. Acest proces testat în timp a continuat să ofere rezultate celor care lucrează cu el, pe măsură ce tehnologia continuă să inoveze designul electric, o piesă turnată la un moment dat.
Întrebări frecvente:
1. Ce este turnarea sub presiune a aluminiului?
Turnarea sub presiune a aluminiului este un proces de fabricație în care aluminiul topit este injectat în matrițe pentru a produce piese precise și durabile.
2. Așadar, de ce este utilizat aluminiul în industria electrică?
Aluminiul este ușor, conductiv, durabil și rezistent la coroziune și este perfect pentru utilizarea ca componentă electrică, cum ar fi carcase, radiatoare și conectori.
3. De ce este benefică turnarea sub presiune a aluminiului în aplicațiile electrice?
Deoarece poate oferi precizie ridicată, repetabilitate, rezistență ușoară și performanțe termice și electrice excelente, este foarte rentabil pentru producția de masă.
4. Cât de dificilă este turnarea aluminiului cu ajutorul unei matrițe?
Unele dintre provocări includ costuri inițiale ridicate de scule, probleme de porozitate și limitări ale grosimii pereților de turnare (în general 1,5-4 mm).
0 Comentarii