Pictograma site-ului Aludiecasting

Piese turnate sub presiune pentru motociclete: Un ghid tehnic complet

Piese turnate sub presiune pentru motociclete: Un ghid tehnic complet

Procesul de fabricare a motocicletelor s-a îmbunătățit în ultimul timp, mai ales în ceea ce privește realizarea unor piese mai ușoare și mai rezistente. Unul dintre cele mai importante moduri de a produce piese în această industrie este prin utilizarea turnării sub presiune, ceea ce înseamnă că puteți modela metalul astfel încât să obțineți piese puternice și precise care sunt utilizate în motocicletele de astăzi. Printre acestea, lucruri precum piesele de motor pentru motociclete, cadrele de biciclete și piesele de caroserie care sunt realizate cu turnare de aluminiu sunt populare deoarece sunt robuste, bine făcute și pot rezista la multă căldură. 

Acest articol trece în revistă modul în care turnarea sub presiune este utilizată pentru fabricarea pieselor de motociclete, vorbind despre lucruri precum temperatura corectă, cantitatea de presiune necesară, cât de repede se încălzesc sau se răcesc materialele și verificând dacă piesele se potrivesc corect și arată așa cum ar trebui.

Înțelegerea tehnologiei de turnare sub presiune

Die casting gets its name because metal is pushed into a mold fast and under a lot of pressure. This method lets you make small and detailed parts that fit together really well and don’t need much machining to get their shape right.

Industria utilizează în principal două tipuri diferite de metode de turnare sub presiune.

Turnarea sub presiune de înaltă presiune cu cameră rece este adesea utilizată pentru fabricarea pieselor de motor pentru motociclete, deoarece materialele utilizate pentru fabricarea acestora trebuie să fie topite la o temperatură destul de ridicată.

De ce aleg producătorii de motociclete turnarea sub presiune?

Turnarea sub presiune este adesea utilizată de producătorii de motociclete, deoarece produce piese care sunt puternice și pot face față utilizării dure prin care trec motocicletele, în plus, le permite să producă piese mai rapid și la costuri mai mici.

Turnarea sub presiune este importantă deoarece ne permite să fabricăm piese pentru motociclete care trebuie să fie destul de rezistente și grele.

Deoarece aluminiul turnat sub presiune este durabil și are o rezistență excelentă la coroziune, acesta este utilizat pentru a produce carcase de ambreiaj, carcase de motor, capete de cilindri și capace de transmisie.

Piese turnate sub presiune în motociclete

A. Componentele motorului

Atunci când motocicleta funcționează, o mulțime de piese sunt încălzite la temperaturi ridicate și supuse unei presiuni mari în interiorul motorului. Prin urmare, acestea sunt de obicei fabricate prin introducerea metalului într-o matriță și prin aplicarea unei presiuni mari asupra acestuia, astfel încât metalul să rămână solid și să nu aibă multe găuri de aer.

B. Părți structurale

Acestea trebuie să fie precise la o zecime de milimetru și trebuie să aibă aceeași rezistență ca orice altă piesă din structură.

C. Părți estetice și de susținere

În ciuda faptului că nu trebuie să suporte o sarcină, aceste piese pot fi realizate cu o suprafață remarcabilă, ceea ce face mai puțin probabilă nevoia de prelucrare suplimentară.

Materiale și proprietăți termice

Majoritatea motocicletelor turnate sub presiune sunt create folosind aliaje de aluminiu (A380, ADC12 sau LM6).

Proprietăți cheie ale aliajului de aluminiu A380:

Proprietate Valoare
Punct de topire 555-595°C
Conductivitate termică 96-105 W/m-K
Densitate 2,7 g/cm³
Rezistența la tracțiune 310 MPa
Rezistența la cedare 140 MPa
Temperatura de funcționare Până la 300°C

Datorită conductivității sale termice, căldura se poate disipa liber în părțile motorului motocicletelor, în special în motoarele răcite cu aer. 

Detaliat: Piese turnate sub presiune în motociclete

Turnarea sub presiune este o parte importantă a fabricării motocicletelor în zilele noastre, deoarece permite companiei să producă rapid piese puternice și exacte, care sunt ușoare. Procesul funcționează bine pentru metale precum aluminiul, deoarece aceste materiale sunt bune pentru structuri și mașini deoarece sunt puternice, dar ușoare și, de asemenea, emit mai puțină căldură în timp ce sunt sudate.

Mai jos veți găsi unele dintre cele mai frecvent utilizate piese turnate sub presiune pe motociclete, împreună cu ce fac acestea, din ce materiale sunt de obicei fabricate, cât de multă forță trebuie să suporte și ce tipuri de matrițe sunt cele mai bune pentru fabricarea lor.

1. Carcasa motorului

Funcție:

Carterul este locul în care veți găsi arborele cotit, transmisia și, uneori, un loc de depozitare pentru uleiul de motor. Este una dintre cele mai dificile părți de care trebuie să te ocupi, deoarece se poate încălzi foarte mult și poate provoca niveluri ridicate de stres într-un motor de motocicletă.

Material:

Cerințe de turnare:

Toleranță dimensională:

2. Cap cilindru

Funcție:

Capul cilindrului închide partea în care este ars combustibilul și ține supapele, bujiile și arborele cu came în poziție.

Material:

Considerații privind distribuția:

3. Acoperișuri motor (ambreiaj, magneto, cutie de viteze)

Funcție:

Protejați elemente precum bujiile, supapele și pistoanele din motor împotriva murdăririi, scurgerii de ulei sau deteriorării din exterior.

Material:

Metoda de turnare:

Turnarea sub presiune înaltă are adesea ca rezultat finisaje de suprafață netede, cu gropi de suprafață mici, ceea ce înseamnă că suprafața este foarte netedă la atingere.

Importanță:

Permite mașinii să-și mențină presiunea uleiului și să mențină un sistem de răcire eficient. de asemenea, ajută la înfrumusețarea acestora și la recunoașterea mărcii de către oameni.

4. Suporturi pentru ghidon și cleme triple

Funcție:

Piesele conectează coloana de direcție la furci și ajută la susținerea acestora.

Material:

Detalii privind distribuția:

5. Carcasele etrierului de frână

Funcție:

Pistonul rake și canalele de lichid de frână ajută la alimentarea frânelor.

Material:

Considerații privind distribuția:

6. Suporturi pentru suporturi pentru picioare și suporturi laterale

Funcție:

Sprijiniți greutatea motociclistului și asigurați stabilitatea motocicletei atunci când este parcată.

Material:

Metoda de turnare:

Turnarea prin gravitație sau turnarea la presiune scăzută este utilizată atunci când aveți nevoie de o suprafață care arată mai bine și care este mai puțin probabil să se rupă.

7. Componentele brațului oscilant (la unele modele)

Funcție:

Sprijină roata din spate și ajută la menținerea acesteia în mișcare în sus și în jos.

Material:

Note de distribuție:

Tabel recapitulativ al pieselor cheie turnate sub presiune

Denumirea părții Material Funcția Toleranța Temperatura de funcționare
Carter A380/ADC12 Case arbore cotit și angrenaje ±0,05 mm 80-120°C
Cap cilindru LM6/ADC12 Etanșează camera de combustie ±0,03 mm Până la 250°C
Capace de motor A360/A380 Protejează componentele interne ±0,1 mm Ambient-90°C
Corpul etrierului de frână A413/ADC12 Susține sistemul de frânare ±0,02 mm 0-120°C
Suporturi pentru ghidon A356/A380 Susține structura de direcție ±0,02 mm Ambient
Suporturi pentru suportul pentru picioare LM6/A360 Suport pentru călăreți ±0,1 mm Ambient


Each of these didie-castingarts is important because it helps make sure that motorcycles work well, stay safe, and don’t break down. Engineers spend a lot of time making sure the parts are shaped just right, very light but still strong enough for the job, and this is mostly done with the help of the strong aluminum die casting process.

Parametrii procesului de turnare sub presiune

A. Presiunea de injecție

În cazul turnării sub presiune înaltă, presiunea utilizată este de aproximativ 200 până la 1000 de lire sterline pe inch pătrat, ceea ce ajută metalul să se deplaseze rapid în matriță și asigură că nu există prea multe bule de aer în piesă.

B. Temperatura matriței

Temperaturile tipice ale matrițelor sunt, de obicei, între 180 și 300 de grade Celsius și sunt reglementate de canale de răcire pentru a asigura răcirea și întărirea uniformă a metalului.

C. Timpul de umplere

Dacă injectați mucegaiul în termen de 0,1 secunde pentru piese mici, se previne închiderea la rece și se netezește suprafața.

D. Prelucrarea ulterioară

După turnare, piesele sunt supuse:

Acești pași sunt importanți deoarece ajută la asigurarea faptului că piesele funcționează bine și se potrivesc perfect pe o bicicletă de curse.

Defecte comune de turnare și soluții

În ciuda avantajelor, turnarea sub presiune poate cauza probleme cu piesele turnate dacă nu sunt tratate cu atenție.

Defecte tipice:

Tipul defectului Cauza Soluție
Porozitate Închiderea sau contracția aerului Turnare asistată de vid, gating adecvat
Închiderea la rece Temperatură scăzută a metalului Creșteți temperatura de topire la 660-700°C
Flash Presiune excesivă sau matriță uzată Mențineți forța de strângere corectă
Umplere incompletă Viteză de injecție insuficientă Creșterea presiunii sau optimizarea porții

Este important să se asigure controlul calității pieselor turnate pentru automobile, astfel încât acestea să rămână sigure pentru utilizare.

Avantajele utilizării turnării sub presiune pentru motociclete

Studiu de caz: Fabricarea carterului

Carterul este important pentru orice motocicletă deoarece protejează arborele cotit și transmisia. În general, se utilizează turnarea sub presiune înaltă pentru a produce un carter standard.

Componentele de precizie sporesc performanțele motorului, ușurându-i în același timp sarcina și economisind combustibil.

Ultimele tendințe în turnarea sub presiune a motocicletelor

Tehnologia AW va conduce la eficiența și proiectarea componentelor motocicletelor în viitor.

Proiectarea matrițelor pentru piese de motociclete

Performanța pieselor turnate sub presiune și durata lor de viață depind în mare măsură de designul matriței. La fabricarea motocicletelor, matrițele sunt construite pentru nevoile specifice ale fiecărui model.

De exemplu, se pot întâlni geometrii complexe, cum ar fi carcasele care au canale de ulei în interiorul lor.

Fabricarea unei matrițe pentru un cap de cilindru de motocicletă costă de obicei între $15.000 și $40.000 și poate produce peste 100.000 de piese înainte ca precizia acestora să fie redusă de uzură.

Utilizarea aliajelor tehnologice în turnarea sub presiune a aluminiului

Necesitățile mecanice și termice ale pieselor dintr-un motor de motocicletă decid alegerea aliajelor de aluminiu utilizate.

Aliaje comune:

Aliaj Proprietăți cheie Aplicație
A380 Rezistență ridicată, fluiditate bună Carcase, capace de motor
ADC12 Mașinabilitate bună și rezistență la coroziune Capete cilindri
LM6 Turnabilitate excelentă, necorosivă Piese de schimb nestructurale pentru motociclete

Toate acestea au anumite beneficii, inclusiv o conductivitate termică puternică și rezistență la oboseală. De exemplu, A380 are o conductivitate termică de aproape 96 W/m-K, ajutând la eliminarea rapidă a căldurii din motor.

Lucrul cu uneltele și întreținerea acestora în turnarea sub presiune

Părți vechi de motociclete fundal cu lumina greu ton alb-negru. reparații și întreținere părți vechi de motor

Având în vedere numărul mare de piese turnate produse pentru industria auto, trebuie acordată o atenție deosebită întreținerii sculelor:

În prezent, mașinile se ocupă de aplicarea agenților de dezmuiere și ajută la controlul temperaturii matriței de la un ciclu la altul, ceea ce duce la o mai bună consistență a produselor finale.

Impactul economic și de mediu

Beneficii pentru mediu:

Considerații economice:

Asigurarea calității în procesul de fabricație

Furnizorii de piese OEM pentru motociclete trebuie să pună în aplicare standardele ISO 9001:2015 și IATF 16949. Verificările comune ale calității includ:

Utilizarea standardelor garantează că piesele corespund atât nevoilor mecanice necesare, cât și nevoii de siguranță în aplicațiile de înaltă performanță.

Abilitatea de a lucra atât cu prelucrarea CNC, cât și cu tratamentele de suprafață

Piesele turnate sub presiune sunt aproape gata, dar în anumite locuri (cum ar fi scaunele rulmenților sau găurile filetate), este încă necesară prelucrarea CNC pentru a se asigura că acestea sunt extrem de precise.

Etapele de post-procesare includ, de asemenea:

Ca urmare, aceste piese sunt perfecte pentru utilizarea imediată pe liniile de asamblare a producției.

Rolul în performanță și siguranță

Turnarea sub presiune este esențială în multe industrii.

Chiar dacă carcasa etrierului de frână are o abatere de numai 0,1 milimetri, aceasta poate cauza o scurgere a lichidului de frână, ceea ce dovedește cât de vitală este o calitate bună pentru siguranța motocicletei.

Provocări în turnarea sub presiune a motocicletelor

Unele provocări ale industriei includ:

Experții din industrie caută materiale mai bune pentru matrițe, acoperiri avansate (cum ar fi nitrurarea) și simulări de turnare asistate de inteligență artificială pentru a aborda aceste probleme.

Viitorul: Turnătorii inteligente și industria 4.0

În viitor, fanii motocicletelor vor vedea probabil aceste elemente cu:

Creșterea comenzilor electronice și a motoarelor alimentate cu baterii în proiectarea motocicletelor va spori nevoia de piese turnate sub presiune avansate în industrie

Comparație: Turnarea sub presiune vs. alte metode de fabricație

Succesul pieselor de motor pentru motociclete depinde în mare măsură de alegerea metodei de fabricație potrivite. Să vedem cum se potrivesc piesele turnate sub presiune cu alte procese:

Vom face o comparație între turnarea sub presiune și turnarea în nisip.

Parametru Turnare sub presiune Sand Casting
Precizia dimensională ±0,05 mm ±0,5 mm
Finisaj de suprafață Excelentă (Ra 1,6-3,2 µm) Mai slabă (Ra 6,3-25 µm)
Volumul producției Volum mare De la scăzut la mediu
Costul uneltelor Ridicat (~$20,000 pe zi) Scăzut (~$1,000 per matriță)
Defecte de turnare Inferioară (mediu controlat) Mai mare (porozitatea gazului, incluziuni)

Când vine vorba de prototipuri și de turnarea pieselor mari, turnarea cu nisip este mai puțin costisitoare; turnarea de înaltă presiune este cea mai bună pentru realizarea acelorași piese de mai multe ori pentru automobile.

Turnare sub presiune vs. forjare

În timp ce piesele forjate vă oferă piese puternice datorită structurii fluxului de granule, acestea sunt mai puțin complexe și oferă un finisaj mai slab decât cel pe care îl poate oferi turnarea sub presiune a aluminiului. Pentru piesele care suportă doar o sarcină medie, turnarea sub presiune este o opțiune mai bună și mai ieftină decât alte metode.

Optimizarea designului pentru turnarea pieselor de motociclete

Inginerii utilizează analiza elementelor finite (FEA) și dinamica computațională a fluidelor (CFD) în timpul proiectării pentru a se asigura că o piesă este puternică, ușoară și accesibilă.

Optimizările includ:

Răcirea în matrițele de turnare sub presiune

Este important să se regleze conductivitatea termică a matriței în timpul turnării pentru a menține precizia dimensiunilor. Acest lucru se realizează prin:

Trebuie să vă asigurați că temperatura matriței este între 180°C și 300°C. Dacă metalul se supraîncălzește, poate provoca oboseală termică și poate duce la defecte în timpul turnării, cum ar fi ruperea la cald sau lipirea.

Avantajele și dezavantajele turnării sub presiune utilizate în fabricarea motocicletelor

Acum, să analizăm cât ar costa fabricarea unei componente de motocicletă de dimensiuni medii, cum ar fi un capac lateral al motorului (aproximativ 1,2 kg de aluminiu):

Element de cost Valoare aproximativă (USD)
Utilaje (amortizate) 0.50
Material din aluminiu 2.70
Energie (cuptor electric) 0.45
Muncă și manipulare 0.40
Post-procesare 0.60
Cost total pe piesă ~$4.65

Comparați acest lucru cu prelucrarea barelor ($8,50 per bucată) și puteți vedea cu ușurință de ce turnarea sub presiune vă poate economisi bani. Orice producție de mai mult de 50.000 de unități de piese de schimb pentru motociclete va găsi turnarea sub presiune cel mai accesibil proces.

Asigurarea certificărilor și a trasabilității în turnarea sub presiune a motocicletelor

Piesele turnate sub presiune trebuie să fie trasabile pentru toate loturile gestionate de furnizorii OEM. Acest lucru implică:

Serializarea pieselor

Trebuie să utilizați ISO 9001, TS 16949 și, în unele cazuri, AS 9100 pentru piesele care intră în motorul motocicletei, cum ar fi capetele cilindrilor și capacele transmisiei.

Integrarea cu alte procese de fabricație

Turnarea sub presiune nu poate fi realizată de una singură. Procesul include inițiative în fabricarea motocicletelor.

Un exemplu automatizat ar putea fi o carcasă de angrenaj turnată sub presiune:

Această metodă evidențiază rolul pe care îl joacă turnarea pentru industria auto în ansamblul industriei.

Concluzie

Motoarele de motociclete și piesele de schimb sunt mai bine formate prin turnare sub presiune decât prin alte metode, datorită preciziei ridicate și aspectului superb al produsului final. De la utilizarea aluminiu turnat sub presiune, producătorii obțin niveluri ridicate de precizie a dimensiunilor, o bună capacitate de a transfera căldura și o rezistență ridicată în raport cu greutatea lor. Deși pot apărea defecte de turnare, acestea sunt ușor de remediat prin utilizarea controlului procesului și a tehnicilor avansate, cum ar fi turnarea la presiune înaltă. Creșterea cererii de motociclete mai performante și mai eficiente din punct de vedere al consumului de combustibil va face și mai important ca piesele turnate sub presiune să devină proeminente în industria motocicletelor din întreaga lume.

Întrebări frecvente

De ce sunt piesele produse prin turnare sub presiune a aluminiului speciale pentru motociclete?

Piesele produse prin turnarea sub presiune a aluminiului sunt ușoare, rezistente la căldură și puternice. Aceasta permite crearea de piese complicate care trebuie să se potrivească perfect între ele.

Ce componente ale motocicletelor sunt realizate prin procedeul de turnare sub presiune?

Diferitele produse turnate sub presiune includ carcase, capete de cilindri, capace de motor, etriere de frână și piese pentru suporturi de ghidon.

Ce strategii sunt utilizate pentru a garanta calitatea superioară a unor piese de motociclete?

Temperatura, turnarea în vid și inspecțiile care includ raze X și măsurători de presiune sunt toate utilizate pentru a asigura calitatea.

Cum se comportă turnarea sub presiune mai bine decât alte procese?

Această metodă duce la o suprafață mai netedă, o precizie crescută, o muncă mai rapidă și reduce costul unitar atunci când se produc multe piese asemănătoare.

Ieși din versiunea mobilă