Aluminiumgjutningsprocessen är en enkel metallgjutningsprocess som används för att tillverka metallarbeten genom att gjuta aluminiumlegering i formar. Det finns flera gjutningsförfaranden som används, men de vanligaste gjutningsförfarandena är aluminiumsandgjutning och gjutning av aluminium. Sandgjutning är flexibel och den är tillämplig vid tillverkning av stora, beställda delar samt vid tillverkning av små till medelstora mängder varor. Gjutning, å andra sidan, är förknippad med höga nivåer av precision och hastighet när det gäller produktion och kan på ett tillförlitligt sätt användas vid massproduktion av små till medelstora delar. Med utvecklingen inom industrin sker det fortfarande utveckling när det gäller både gjutmetoder, nya material som produceras, förbättrad ytbehandling och mer i linje med mekaniska egenskaper. Innovation inom grön gjutning och automatisering, hållbarhet och avancerade legeringar kommer att definiera framtiden för aluminiumgjutning och bidra till att göra processen mer effektiv, miljövänligare och ge bättre delegenskaper. 

I denna artikel kommer de två metoderna att jämföras och processer, fördelar, nackdelar och den mest lämpliga användningen av var och en av dem kommer att undersökas.

Sandgjutning av aluminium

Sandgjutning kan förklaras som en gammal och flexibel form av gjutning som använder sig av smält aluminium som hälls i en sandform. Detta uppslukar formen som består av fin sand blandad med lera och vatten som har komprimerats runt ett mönster för att bilda den form som krävs för en del. Den placeras sedan i en form och värms upp för att förbättra formens styrka så att metallen inte kryper in i utrymmena under hällprocessen.

Process för sandgjutning av aluminium

• Mönstertillverkning: Delen görs i form av ett metall- eller vaxmönster, och fin sand läggs sedan över mönstret.
•  Sand och bindemedel: Dess mönster läggs i en sandform och den komprimeras med hjälp av sand och bindemedel.
• Häller: Detta är den punkt där aluminiumet hälls i form av flytande material i formen (hålrummet). Sandformen tar upp värmen och fylls med aluminium.
• Kylning: Detta följs av kylning och stelning av aluminiumdelen, varefter sandformen bryts och aluminiumgjutningen kommer fram.

Avlägsnande av avfall eller överflödigt (värdelöst) material (Flash): Detta görs genom att se till att gjutningen gör sig av med det avfall eller värdelösa material som har bildats.

Fördelar med sandgjutning av aluminium

• Flexibiliteten: Sandgjutning är i sin tur en mycket flexibel process och kan skapa en komplex, invecklad del, en stor del eller något som är specialformat.
• Lämplig för låga till medelhöga volymer: Gjutformarna kan återanvändas i viss utsträckning och processen är billig när det gäller mindre produktionsserier.
• Mångfald av legering: Det finns en flexibilitet i materialets egenskaper, eftersom ett stort antal olika aluminiumlegeringar kan användas.
• Minimal verktygsanvändning: Sandgjutning kräver minimalt med verktyg, vilket gör att startkostnaderna blir betydligt lägre.

Aluminiumsandgjutning används inom ett brett spektrum av användningsområden, inklusive karosseri- och plåttillverkning för bilar, högtrycksfartyg, transportbojar och motorblock.

Användningsområden för sandgjutning av aluminium

I de flesta fall används sandgjutning av aluminium i:

• Delar till flyg- och rymdindustrin: Delar som är små och delar med specialkonstruktioner som kräver att konstruktionen är komplex.
• Större byggnad: Används i större omfattning för komponenternas prestanda och styrka.
• En annan produkt: större delen av produktionen och varuflödet.

Användningsområden för sandgjutning av aluminium

Den mest lämpliga processen är sandgjutning av aluminium:

• Du måste ha serier i små och medelstora storlekar.
• Den behöver större eller till och med industriella delar eller komponenter
• Komplexitet och kundanpassning av verksamheten är en del av bilden.
• Officiella toleranser krävs inte, och eventuella defekter på ytorna är acceptabla.
• De små partierna är inriktade på kostnadseffektivitet.

Gjutning av aluminium

Plockning av aluminiumform. Aluminiumgjutning är en mycket tekniskt avancerad pressgjutningsprocess som innebär att smält aluminium appliceras under högt tryck i en metallform (även känd som en matris). Den är snabb, mycket automatiserad och passar perfekt för högvolymsproduktion av komplexa delar med fina detaljer.

Pressgjutning av aluminium

Skapandet: En bit stål eller någon annan metall används för att tillverka en form (die), och denna är utformad på ett sådant sätt att den kan hantera högt tryck. Strukturen som kallas Die formas med hjälp av två komponenter som kläms fast för att bilda ett hålrum.

• Injektion: Ett mycket högt tryck används för att åstadkomma en injektion av varmt smält aluminium i matrisen genom munstyckena med mycket högt tryck, så att matrisen fylls mycket snabbt när matrisens hålrum fylls med smält aluminium.
• Kylning: Återvinningen av aluminium kommer in i bilden i detta skede, då det smälta aluminiumet kyls ned snabbt eftersom det stelnar i verktyget.
• Utkastning: Kylningen öppnar matrisen och aluminiumgjutgodset kommer ut i form av en utskjutning genom matrisens öppning.
• Efterbehandling: Gjutningen rengörs och alla typer av material (inklusive flash) tas också bort.

Fördelar med pressgjutning av aluminium

1. Hög precision: Pressgjutning ger hög precision hos detaljer med jämn ytfinish och snäva toleranser.
2. Produktion av stora volymer: Processen är mycket automatiserad och lämpar sig därför mycket väl för massproduktion där arbetskostnaden är minimal.
3. Former: Det är också lätt att gjuta tunna väggar och komplexa former genom pressgjutning.
4. Styrka: Delar som tillverkas genom processen har hög strukturell integritet och har därmed hög kapacitet för att klara lastbärande applikationer.
5. Kontinuitet: Tillverkningen av delarna sker i stora volymer på grund av den automatiserade karaktären, och därför upprätthålls kontinuiteten.

Användningsområden för gjutning av aluminium

Aluminiumgjutningen kan användas i:

• Kroppsdelar:  Motor- och växellådshus samt rattar.
• Electra: Omfattar enheter som en dator, en bärbar dator, en smartphone och en glödlampa.
• Konsumentvaror: Apparater och komponenter till sådana produkter som elektrisk utrustning.
• Industriella komponenter: Superdetaljerade och superstarka maskin- och utrustningskomponenter.

Situationen för att tillämpa gjutning av aluminium

Användningen av aluminium vid pressgjutning är avsedd att användas för det mesta.

• Många specialtillverkade delar krävs i stora mängder och med hög precision.
• De delar som behövs är små till medelstora med komplicerade funktioner och släta ytor.
• Noggranna toleranser och repeterbara delar är en del av paketet.
• Antalet produktioner som kan köras är så stort att de enorma initiala verktygskostnaderna var motiverade.
• Korta ledtider måste uppfyllas

Typer av metoder för gjutning av aluminium

Aluminiumgjutning är en process som omfattar olika metoder som används för att tillverka metallkomponenter genom att hälla smält aluminium i formar. Flera gjutningsmetoder väljs beroende på vad som önskas när det gäller kvalitet, volymen på en del som tillverkas samt komplexitet. De viktigaste typerna av gjutningsprocesser för aluminium diskuteras nedan.

1. Sandgjuten aluminium Typer

En av de vanligaste är sandgjutningstekniken, som innebär att smält aluminium hälls i formar gjorda av sand. Det är också ett anpassningsbart och prisvärt produktionsmedel, särskilt när produktionen är låg till medelhög volym.

Grön sandgjutning

Formen i grön sandgjutning förbereds med sand, vatten och lera. Denna blandning pressas upp runt ett mönster för att skapa formhålan. Det är en kostnadseffektiv process, som är lämplig när stora eller komplexa arbeten ska utföras. De används mest i bilmotorblock och tunga maskiner.

Gjutning av skalform - även känd som lost-wax-metoden

I gjutningsprocessen för skalformar används ett vaxmönster som innesluts i ett skal. Detta skal värms sedan upp tills det smälta vaxet rinner ut. Processen är exakt och ger en jämn finish, vilket är att föredra i känsliga delar som delar till flyg- och medicinteknisk utrustning.

Sandgjutning utan bakning 

Vid nno-bakesand-gjutning tillsätts ett kemiskt bindemedel i den sandblandning som utgör gjutformen. Detta gör att man inte behöver baka och att formarna därmed kan tillverkas snabbt. Det används vanligtvis för större specialtillverkade delar och komponenter till maskiner.

Sandgjutning av CO2

Vid O 2-sandgjutning används natriumsilikat i sandblandningen, som härdas med hjälp av koldioxidgas. Detta ger hållbara formar och ytbehandlingar bättre än gjutning med grön sand och skulle därför passa medelstora och stora gjutgods, särskilt i fordonsindustrin.

2. Typer av pressgjutning av aluminium

Den har hög precision och metallen i gjutningen läggs i en metallform under högt tryck. Den används främst vid massproduktion av mindre delar som har stora toleranser.

Varmkammare för pressgjutning 

Pressgjutning, varmkammargjutning, är effektivt för metaller med låg smältpunkt, t.ex. aluminium. Formen värms kontinuerligt för att injicera den smälta metallen i den. Det är snabbt och exakt, och därför mycket lämpligt för delar som fordons- och elektronikhus.

Gjutning i kallkammare

Gjutningsprocessen med kallkammare innebär att smält aluminium skänks in i kammaren och utsätts för tryck för att injiceras i formen. Detta är lämpligt för material som har en hög smältpunkt och som ofta används vid gjutning av delar, till exempel de som används i bilmotorer och flygplan. Högtrycke pressgjutning.

I denna process av pressgjutning injiceras det smälta aluminiumet under mycket högt prtryckDet är snabbt när det gäller formfyllning, och delarna har hög noggrannhet och god ytfinish. Det tillämpas i sådana industrier som fordons- och konsumentelektronik.

Tryckgjutning med lågt tryck. 

Lågtrycksgjutning är en process där smält aluminium sprutas in i hålrummet vid låga tryck. Tillämpningen är perfekt när större ihåliga delar med mindre porositet ska tillverkas, vilket främst används inom fordons- och flygindustrin.

Squeezee gjutning

Pressgjutning är mellan en gjutning och en smide. Metalliskt smält aluminium pressas in i formen vid högt tryck och materialet har fått mer styrka. Det används vid tillverkning av höghållfasta delar, särskilt inom flyg- och fordonsindustrin.

3. Andra relaterade tekniker för gjutning av aluminium

Det finns några andra gjutningsprocesser än sandgjutning och pressgjutning th, at kan användas när applikationen är speciell och de har unika fördelar som ska användas baserat på delarnas behov.

Gjutning av permanentform 

Gjutningar av aluminium görs i permanent formgjutning, där metallformar kan återanvändas. Det är ett perfekt förfarande när det behövs för att skapa delar som har bra ytfinish tillsammans med hög precision i sina dimensioner. Det är ett mycket använt material inom fordons- och industriområden, med tillämpningar i produkter som kolvar och motordelar.

Investeringsgjutning (gjutning med förlorat vax)

Investeringsgjutning är en process där en modell beläggs med ett keramiskt skal och förstörs, vilket lämnar ett mönster. Tekniken är lämplig för detaljer som har komplicerade detaljer och som kräver hög precision. Den används också i stor utsträckning vid tillverkning av flygplansdelar, medicinska implantat och fina smycken.

Centrifugalgjutning

Centrifugalgjutning innebär att den smälta aluminiumen bearbetas med centripetala krafter för att tvinga den smälta metallen att fylla en form för att göra cylindriska gjutgods. Tekniken är idealisk när ett rör och runda produkter ska tillverkas/produceras, samtidigt som risken för porositet minimeras. Den tillämpas intensivt inom sektorer som VVS och fordonsindustrin.

Framtagning av innovationer och framtiden för trender inom aluminiumgjutning

I takt med att industrierna utvecklas kommer även aluminiumgjutningsindustrin att genomgå stora innovationer. Gjutning kommer att förvandlas till en helt ny process med hjälp av ny teknik och hållbara processer som skulle vara fördelaktiga när det gäller effektivitet, kvalitet och miljöeffekter. Nedan följer några av de viktigaste trenderna som förutbestämmer framtiden för aluminiumgjutning.

1. Datorisering och automatisering av gjutningsprocesser

Gjutning av aluminium kommer att förändras med hjälp av automatisering och digitalisering. AI-simuleringar och 3D-utskrifter kommer att kombineras så att design och andra produktionsprocesser blir mycket enklare att hantera, vilket förkortar ledtiderna och minskar risken för fel. AI ger möjlighet att i realtid kontrollera gjutningsförhållandena och justeringar görs i realtid, vilket säkerställer att kvaliteten på detaljerna optimeras. Tillverkningsindustrin kommer att få lägre omkostnader för arbetskraft och mindre tid kommer att läggas på produktionsprocessen, eftersom fler funktioner kommer att ersättas av automation.

2. Hållbar grön gjutteknik

Inom aluminiumgjutning blir hållbarhet alltmer uppmärksammat. Processer som gjutning med grön sand, som tar hänsyn till naturlig sand, minimerar påverkan på miljön. Branschen inriktar sig alltmer på energieffektiv gjutningsproduktion och på att öka mängden återvunnen aluminium. Detta minskar beroendet av råmaterial och energiförbrukning, vilket gör det hela mer miljövänligt och billigare.

3. Vetenskapliga material och legeringar

Utveckling av legeringar med högre hållfasthet och bättre korrosionsbeständighet är vägen framåt för aluminiumgjutning. Legeringarna kommer att användas i branscher som fordons- och flygindustrin som behöver högpresterande delar. De lätta och starka legeringarna kommer att innebära effektivare fordon med låg bränsleförbrukning och förbättrad prestanda under svåra förhållanden, och detta driver ytterligare på outsourcing av precisionsgjutningsprocesser som pressgjutning.

4. Artificiell intelligens och maskininlärning i kombination

Processen för aluminiumgjutning håller på att förändras med hjälp av AI och maskininlärning (ML). AI kan analysera data som samlas in under gjutningen och förutse eventuella framtida defekter, optimera temperaturer och trycknivåer, vilket resulterar i bättre kvalitet på detaljerna. AI-assisterat förebyggande underhåll kommer också att minimera stilleståndstiderna för utrustningen och förbättra processoptimeringen så att tillverkaren kan förebygga problem innan de uppstår.

5. Gjutning och användning av additiv tillverkning och 3D-printing

Processen med 3D-utskrift blir allt mer kombinerad med standardgjutning av aluminium. 3D-utskrift påskyndar kostnaderna för time-to-market och verktyg genom att möjliggöra snabb prototypning tillsammans med tillverkning av invecklade formar. På grund av detta kan tillverkare producera mer invecklade delar kostnadseffektivt och effektivt, och det gör att de kan ha större flexibilitet när det gäller design och förmåga att anpassa sig till marknadens krav.

6. Smarta gjuterier och IoT (Internet of Things)

En annan faktor som gör en stor skillnad i världen av aluminiumgjutning är ökningen av smarta gjuterier. Genom att installera IoT-aktiverade sensorer i maskiner och formar kommer realtidsdata att registreras hela tiden för att kontrollera gjutningsförhållandena. Sådan information gör det möjligt att direkt ändra bearbetningen, vilket leder till kvalitets- och avfallsminskning. En annan fördel med IoT-system är att tillverkare kan övervaka gjutgodsets prestanda under gjutningens livscykel för att lära sig hur man kan förbättra gjutgodset.

GC Precision Mould: Din pålitliga partner

GC Precision Mould är din pålitliga allierade när det gäller att tillhandahålla den perfekta lösningen när det gäller lösningen för precisionsgjutning. Som expert på egen formgivning och gjutning tillgodoser vi behoven hos en mängd olika branscher, till exempel bil-, elektronik- och industrimarknader. Vi anser att kvalitet, innovation och precision är de viktigaste aspekterna och ser till att produktionen av högpresterande produkter sker enligt dina behov. Vårt mål är att leverera en enastående kundservice, så att du kan slutföra din tillverkningsagenda utan någon oro eller ineffektivitet på GC Precision Mould.

Slutsats

Sandgjutning av aluminium, såväl som gjutning av aluminium, har båda sin roll att spela i tillverkningsvärlden, och var och en av de två produktionsprocesserna har sina fördelar varigenom den kan vara lämplig för specifika användningsområden. Den process som väljs när anpassade och stora delar är inblandade, och lägre volymer är en fördel, är sandgjutning. Omvänt är därför pressgjutning snabb, effektiv och ändamålsenlig vid hantering av storskaliga produktionskörningar och erbjuder därmed stor precision och ytfinish för små delar.

Valet mellan de två alternativen är beroende av faktorer som omfattar volymproduktion av produkten, komplexiteten hos vissa delar, materialbehov och budget. Genom att känna till de båda processernas möjligheter och svagheter kommer tillverkarna att kunna välja den lämpligaste gjutprocessen för att tillgodose sina behov och fullgöra uppgiften med bästa möjliga resultat.

Vanliga frågor

1. Inom vilka branscher är GC Precision Mould verksamt?

GC Precision Mould har många andra branscher att erbjuda, t.ex. fordonsindustrin, elektronik, industriell tillverkning m.m. Vi är specialiserade på precisionsgjutning med en lösning som uppfyller de specifika kraven i varje sektor.

2. Vilken typ av formar tillverkar GC Precision Mould?

Vår design och produktion omfattar ett brett sortiment av formar, t.ex. formsprutningsformar, pressgjutningsformar och kundanpassade formar för komplexa delar. Vi tillverkar våra formar med hög precision och av kvalitetsmaterial för att göra dem hållbara och mycket konkurrenskraftiga.

3. Vad ska jag göra för att få ett pris på mitt projekt?

Det är bara nödvändigt att kontakta oss och ge information om projektet för att få en offert. Vi kommer att utvärdera kraven och ge dig en konkurrenskraftig, transparent offert med hänsyn till dina behov, t.ex. design, material och produktionsmängd.