Inom fordonsindustrin behövs det delar som inte är tunga, som tål tuffa förhållanden, som är mycket exakta och som fortfarande är prisvärda. Gjutning i zink garanterar dessa egenskaper. I synnerhet har gjutning av zink för fordonsindustrin blivit en föredragen tillverkningsprocess för att producera komplexa delar med hög volym med utmärkt dimensionell noggrannhet och ytkvalitet. Genom att använda denna metod stöds många applikationer i dörrhandtag, styrdelar och elektroniska höljen som används i fordon idag.

Styrkan i zinkgjutning av bildelar ligger i användningen av Zamak-legeringar, en familj av zinkbaserade material som är kända för sin gjutbarhet, styrka och motståndskraft mot slitage och korrosion. Det är därför dessa delar ser komplexa ut och uppnår så snäva kvalitets- och fordonsstandarder. Dessutom möjliggör zinkgjutningsprocesser för fordonsindustrin höghastighetsproduktion, med cykeltider ofta under 30 sekunder och formlivslängder som överstiger en miljon cykler. På grund av detta hålls kostnaderna nere och varje del matchar den förväntade kvaliteten, vilket är avgörande för fordonsleverantörer.

Under de senaste åren har utvecklingen mot lättviktsfordon och elbilar ytterligare ökat efterfrågan på pressgjutningslösningar för auto zamak, tack vare deras förmåga att integrera flera funktioner i en enda del samtidigt som de är återvinningsbara och effektiva.

En historia av zinkgjutning för fordonsindustrin

Zinkgjutning började mer än ett sekel tillbaka i början av 1900-talet. Till en början användes zinklegeringar för tryckning och för konsumentvaror, men de kom in i bilar på 1930-talet. Eftersom fordon utvecklades till mer detaljerade maskiner behövde de också lättare metalldelar som var starka.

Gjutningsbranschen förändrades dramatiskt när Zamak-legeringar - tillverkade av zink med andra grundämnen - introducerades. Betydelsen av Zamak är sammansatt av de tyska orden för zink, aluminium, magnesium och koppar. Dessa legeringar erbjöd överlägsna gjutegenskaper och fick snabbt genomslag inom zinkgjutning för fordonsindustrin.

På 1950- och 60-talen massproducerades många fordonsdelar - från dörrhandtag till förgasarhus - med hjälp av fordonstekniker för zinkgjutning. På grund av bättre pressgjutningsmaskiner och förbättrad formteknik spelade den en ännu större roll.

Vad är pressgjutning av zink?

Vid gjutning av zink pressas smält legerad zink genom ett munstycke in i en tät gjutform. Tusentals eller ibland miljontals små delar som är exakt likadana möjliggörs genom att använda verktygsstål som formas till formar. För gjutning av auto zamak ligger de viktigaste fördelarna i legeringens låga smältpunkt (cirka 380 ° C), utmärkta flytbarhet och höga styrka-till-vikt-förhållande. 
För det mesta ser processen människor:

• Trycket i injektionen varierar från 30 till 150 megapascal (dvs. 300 till 1500 bar).
• Effektiviteten förbättras med cykeltider från 10 till 30 sekunder för varje bearbetad detalj.
• Toleranser är möjliga med en maximal avvikelse på ±0,02 millimeter.
• Vissa OAL-delar är konstruerade med endast 0,5 mm väggtjocklek

Varför är zink viktigt för fordonsdelar?

Användningen av zinkgjutning för bildelar beror på den balans mellan mekaniska och kostnadsrelaterade fördelar som zink erbjuder:

• Zamak 3 och Zamak 5 zinklegeringar har draghållfastheter på 280-400 MPa och kan sträckas upp till 10%.
• Zinkens styrka gör att cyklar tillverkade av zink väger mindre, trots att de är betydligt mer kompakta än de som är tillverkade av aluminium.
• Zink rostar inte lätt, utan bildar ett oxidhölje som skyddar den på ett naturligt sätt.
• Förkromning och pulverlackering för ytbehandlingar kan användas eftersom zink accepterar dem väl.
• Verktygen för zinkgjutning håller många gånger längre än de för aluminiumgjutning.

Använd Zamak som ditt fokus

För de flesta pressgjutningar av zink för fordonsindustrin dominerar Zamak-legeringar materialvalet. Här följer en snabb sammanfattning av de vanligaste typerna av poesi.

Vid gjutning av auto zamak är Zamak 3 mest använt på grund av dess balans mellan prestanda och gjutbarhet.

Gjutningsprocessen inom produktdesign för fordonsindustrin

Pressgjutningsprocessen består av olika viktiga steg.

1. Förberedelse av gjutform

Formarna värms upp till ca 200°C före injektering och sprayas sedan med ett specialiserat smörjmedel för att underlätta separationen.

2. Injektion

Zn-legering (smält Zamak) trycks in i en form med mellan 0,5 och 4 meter per sekund med ett tryck på 500-1500 bar.

3. Solidifiering

Zinken stelnar nästan omedelbart i verktyget, så formning och utmatning sker i allmänhet på mindre än 5 sekunder.

4. I detta steg talar vi om utskjutning och trimning

En liten stund senare skjuts meteoriten ut med hjälp av utkastarpinnar. All extra information, t.ex. flash, tas bort.

5. Efterbearbetning

Med hjälp av CNC-bearbetning, vibrationsavgradning eller plätering uppnås de nödvändiga specifikationerna.

Varje steg är optimerat för att säkerställa repeterbarhet, vilket är särskilt viktigt vid gjutning av bildelar i zink.

Viktiga aspekter och tekniska fakta

Låt oss titta på de tekniska specifikationerna som vanligtvis ses i zinkgjutning av fordonsindustrin:

Zinkens överlägsna värmeledningsförmåga (ca 120 W/m-K) ger snabb kylning, vilket möjliggör hög genomströmning - perfekt för massproduktion inom zinkgjutning för fordonsindustrin.

Användningsområden för gjutning av zink för fordonsindustrin

Tack vare sin tillförlitlighet, konsekvens och ekonomi är zinkgjutning viktig inom fordonsindustrin. Metoden stöder många aspekter av olika fordonssystem. Nedan följer de viktigaste områdena där pressgjutning av zink för fordonsindustrin oftast används.

1. Interiöra fordonskomponenter

Du hittar zink i många interiörområden som kräver detaljerad design och stadga. Former finns också i säkerhetsbältesspännen, på instrumentpanelens reglage, luftventilationsspaken och tändningshöljet. Den exceptionella finishen och precisionen som uppnås genom gjutning av zink för fordonsindustrin hjälper till att uppfylla både visuella och säkerhetsstandarder inne i kupén.

2. Exteriöra delar till fordon

Tack vare sin korrosionsbeständighet och förmåga att plåtas kan zink användas på utvändiga konstruktioner. Dörrhandtag, emblem, spegelhållare och vindrutetorkare tillverkas ofta med hjälp av zinkgjutning av bildelar. Även under tuffa förhållanden måste dessa komponenter bevara sin design under hela sin livslängd.

3. Bilmekanik och fordonsdelar

Områdena under bilens motorhuv är varma, oljiga och fulla av vibrationer. Zink är mycket lämpligt för säten, höljen till oljepumpar och solenoider samt komponenter i växellådor. Fordonslösningar med zinkgjutning erbjuder hög hållfasthet och dimensionsstabilitet, vilket är avgörande för dessa krävande applikationer.

4. Digital- och sensorhus

Dagens fordon är konstruerade med ett stort beroende av sensorer och styrsystem. Zinkens värmeledningsförmåga och avskärmning från EMI (elektromagnetisk interferens) innebär att den är idealisk för användning i batterikontakter, styrenhetsluckor och sensorhöljen. Dessa faktorer gör auto zamak pressgjutning till en viktig metod för att producera exakta, skyddande elektroniska höljen.

5. Trim i dekorativa stilar

Eftersom zinklegeringar ser bra ut använder designers dem gärna till namnskyltar, logotyper och förkromade delar. Det är nästan omöjligt att hitta utrustning som är lika kapabel som denna att producera linjer och ytor som är så jämna och exakta som den här. Även om det bara handlar om små delar kan dessa alternativ påverka både hur ett varumärke uppfattas och hur användarna känner för ett fordon.

Fördelar med zinkgjutning för fordonsindustrin

• Hög precision vid tillverkning av nätformade komponenter som är svåra att forma med andra metoder
• Materialen flisar sig inte och slits inte lätt.
• Ekonomiskt - Skrotmängden är låg och det tar längre tid för Amazonas metallform att slitas ut.
• Ytfinish - Till skillnad från slipning kan förkromning, målning och pulverlackering användas.
• Hantering av aluminium kan ofta ta längre tid att slutföra än operationer på lätta termoplaster.

Detta gör pressgjutning av auto zamak till en metod som föredras framför aluminium eller magnesium för små till medelstora delar.

Problem och kvalitetsstyrning

Trots fördelarna måste man ta itu med några stora problem vid zinkgjutning.

• Porositet kan uppstå på grund av att luft stängs inne eller att objektet krymper.
• Verktygsvibrationer - Även om de är långsammare blir verktygen mindre exakta efter en tids användning
• Rådestillation leder till termisk sprickbildning, vilket skapar påfrestningar för matriserna.

Metoder för kvalitetskontroll är:

• Röntgenundersökning för att upptäcka inre problem
• Kontrollerar mätningar med hjälp av en koordinatmätmaskin (CMM)
• Skarpa sprickor i ytan gör att färgen vanligtvis sipprar in i dem.
• Det är möjligt att upptäcka viktförändringar på ±2%.

Dessa metoder säkerställer tillförlitligheten i gjutning av fordonsdelar i zink.

Saker om miljö & återvinning

• Vi kan enkelt återvinna zink. Den allra största delen av den zink som formas genom pressgjutning inom bilindustrin återvinns och återanvänds.
• Defekta, löpare och flash smälts igen och filtreras sedan. Dessutom..:
• Vid smältning kräver zink bara mindre energi än aluminium, eftersom smältpunkten för zink är mycket lägre (419,5°C jämfört med 660°C).
• Genom att välja produkter tillverkade av återvunnen zink är det 60% mindre sannolikt att dessa produkter bidrar till den globala uppvärmningen.

Hållbar pressgjutning av zink för fordonsindustrin stämmer väl överens med målen för cirkulär ekonomi inom modern fordonstillverkning.

Framsteg väntas inom pressgjutning av zink för fordonsindustrin

En elbils konstruktion omfattar bland annat batterilådor, kylsystem och elskåp.

• Inbyggda sensorer är en värdefull del av gjutningskonstruktionen.
• Arbete med detaljer i zink och ElastoMerc®-material
• Amalgamkonstruktion: Gjutgods som är multifunktionellt för mindre montering

Vägen framåt för zinkgjutning inom fordonsindustrin innebär innovation inom material, automation och AI-baserade kvalitetssäkringssystem.

En jämförelse mellan zink och aluminium vid pressgjutning för fordonsindustrin

Även om aluminium används ofta till större fordonsramar, medan zink föredras för sina fina, komplicerade former, tunna väggar och lägre smälttemperaturer i andra delar.

Det är därför zinkgjutning för fordonsindustrin fortfarande är det bästa valet för delar som emblem, växelspakar, höljen och fästelement, där noggrannhet, finish och verktygets livslängd är avgörande.

Verktygskonstruktion för pressgjutning av zink

En framgångsrik pressgjutningsprocess beror till stor del på bra verktyg. Att utforma rätt formar leder till färre problem, längre livslängd och bättre produktivitet.

Viktiga punkter att tänka på vid design

• Ett sätt att bli av med luft under injektionen.
• Lätt elektrisk termisk styrutrustning (kylledningar) för att justera formtemperaturen
• Grindarna är byggda för snabb överföring av tunna delar
• Används för delar med mer än en form

Materialen H13 eller SKD61 i zinkformarna är härdade för att klara temperaturer på ca 400-450°C och tryck på upp till 1500 bar.

En typisk form för auto zamak pressgjutning kan kosta $8,000-$25,000 men kan ge över 1 miljon delar med liten försämring.

Fel och problem vid pressgjutning av zink

Även med automatisering och kvalitetskontroll kan defekter uppstå i fordonsindustrins processer för pressgjutning av zink. Genom att förstå dessa faktorer kan du förbättra din verksamhet.

Moderna pressgjutningsmaskiner har realtidssensorer för tryck, temperatur och fyllnadstid, vilket gör det möjligt att tidigt upptäcka potentiella problem i zinkgjutningen av bildelar.

Användningen av automation inom pressgjutning av zink för fordonsindustrin

Idag är automation integrerad i nästan varje steg av zinkgjutningen för fordonsindustrin:

• Robotsprutor tillför smörjmedel till ytbehandlade metaller.
• Skänkarna på linjen häller flytande zink av sig själva.
• Skotttidpunkt och tryck styrs genom att materialet placeras under tryck med hjälp av programmerbara logiska styrenheter (PLC).
• Robotarmarna transporterar gjutgodset till banddrivna trimningsstationer.
• Sådana processer säkerställer att temperaturen i arbetsområdet förblir densamma, skyddar de närvarande och förhindrar många fel.
• Den typiska cykeltiden för en automatiserad cell är mellan 18 och 25 sekunder per detalj.
• Det tar 30-40 sekunder att manuellt bearbeta en detalj i det här systemet.
• Automation möjliggör högre detaljvolymer, vilket är avgörande vid tillverkning av komponenter som bussningar för sätesramar eller växelspakar i fordonslinjer för zinkgjutning.

Fallstudie: Pressgjutning av zink för rattstångshus

Ett praktiskt exempel på zinkgjutning av bildelar är rattstångshuset som finns i mellanstora sedaner.

• Detta material är införlivat: Zamak 5
• Uppfinningen mäter 180 mm x 70 mm x 40 mm.
• Värmeformad väggtjocklek är 1,5 millimeter.
• Denna produkt väger 0,92 kg.
• Insprutningstrycket som användes var 1200 bar.
• Cykeltiden uppmättes till 21 sekunder
• Varje år producerar företaget 1,2 miljoner enheter.

Den lilla tillåtna skillnaden (±0,03 mm) i konstruktionen krävde att detaljen tillverkades genom vakuumgjutning för att minska porositeten. Denna korrosionsfria effekt uppnåddes genom att delarna ytbehandlades med en krombeläggning. Strukturen klarade alla tester för vibrationer, saltspray (efter 240 timmar) och mer än 100.000 stötar på vägen.

Hur fungerar zinkgjutning i elfordon?

Ökningen av antalet elfordon förändrar efterfrågan inom fordonsindustrin för zinkgjutning:

Vanliga delar i EV Zinc inkluderar:

• Höljen gjorda för sensorer
• Systemet innehåller verktyg för styrning av batteriet.
• Levereras tillsammans med kraftverkskomponenter
• För styrenheterna används kylflänsstrukturer.

För EV-elektronik är det mycket viktigt att zink snabbt kan avleda värme. Dessa material skyddar också viktig elektronik från störningar. Dessa egenskaper gör zinkgjutning av fordonskomponenter till en viktig del av elektrifierad mobilitet.

Slutsats

Fordon pressgjutning av zink är fortfarande en av de mest effektiva metoderna för att tillverka fordonskomponenter i stora volymer och med hög precision. Optimal användning av Zamak, toppmodern utrustning och lämplig cykeltid gör att zinkdelar kan behålla sin höga position inom bilindustrin. Oavsett om det gäller bildelar, zinkgjutning för invändiga reglage, zinkgjutning för mekaniska höljen eller auto zamak gjutning för yttre dekor, driver denna process både prestanda och effektivitet. Dess rötter i historien och dess framtid, som drivs av innovationer, håller zinkgjutning mitt i fordonsindustrin.

Vanliga frågor 

1. Vilka användningsområden finns det för zinkgjutning för fordonsindustrin?

Produktionsprocessen för pulvermetall är vanligast för dörrhandtag, säkerhetsbältesmekanismer, växelhus och elektroniska höljen. Tillverkning med denna process är användbar vid storskalig fordonsproduktion för diesel-, bensin- och elfordon.

2. Varför används zink i stället för aluminium i vissa bildelar?

Gjutning av zink gör processen enklare, tunnare delar blir starkare och dina verktyg håller längre. Eftersom det kan ge robusta ytfinishar och snävare specifikationer passar det bäst för bildelar med många små komponenter.

3. Vilka Zamak-legeringar används vid Zamak-gjutning för fordonsindustrin?

Zamaklegeringar består av zink, plus aluminium, magnesium och koppar. Dessa legeringar är gjorda för pressgjutning och ger god styrka, rostar inte lätt och behåller storlekskonsistensen.

4. Hur tåliga är zinkgjutna delar till bilar?

Zink är känt för att göra tuffa delar, har stark draghållfasthet, är motståndskraftiga mot korrosion och går inte sönder vid stötar. Sådana kondensatorer tål tuffa arbetsmiljöer med vibrationer, värme och fukt.