Per KG varierar gjutningskostnaden för aluminium från ungefär 4$ till 6$ USD. På samma sätt kan verktygskostnaden variera från 8,000$ till 15,000$ USD. Om du har enkel design kan du spara $5,000-$10,000 i verktygskostnader. Dessutom kan rätt aluminiumlegering som A380 minska upp till 10%-kostnaden.

Det finns vissa sätt att göra aluminiumgjutning billigare och lönsammare. När det gäller denna designoptimering kommer billigare legeringar, återvunnet aluminium etc. först. Läs mer om hur du kan minska kostnaderna för gjutning av aluminium i den här artikeln. Lär dig var du ska fokusera för att förbättra produktionsresultaten.

Optimera formkonstruktionen för att sänka gjutningskostnaderna

Betydelsen av verktygskonstruktion

Tydligen, formkonstruktioner har en kritisk roll. Designen måste skapa delar av rätt storlek, ha släta ytor och tillräcklig styrka. Dessutom tar en effektiv verktygskonstruktion mindre tid per cykel och påverkas av upprepad användning.

Påverkan på detaljernas kvalitet

Dåliga formkonstruktioner medför olika problem. De är alla mindre problem till att börja med och omvandlas sedan så småningom till oundvikliga defekter som sprickor, skevhet eller grovhet.

En matris som inte klarar temperaturer mellan 400-700°C orsakar till exempel defekter.

Därför behöver du en mer exakt matrisdesign om du ska ta ner den här frågan.

Pressgjutningskostnad Påverkan på produktionshastighet och formens livslängd

Den inverkan som ett väldesignat verktyg har på den totala produktionen omfattar kortare cykeltider och längre livslängd. Den kan t.ex. gå från 30 sekunder till 25 sekunder per detalj. På samma sätt ökar produktionskapaciteten med 20%. Följaktligen sparar det inte bara pengar utan förbättrar också effektiviteten.

Tekniska aspekter av verktygskonstruktion

Grindsystem:

Ett gating-system innehåller många andra komponenter. Till exempel spure, chokes, runners och ingates.

För att sprida smält aluminium i formar är dessa delar viktiga, t.ex:

• Granen är en grundläggande kanal med en bredd på ca 10-15 mm.
• Choken hjälper metallen att flöda snabbare med en bredd på 5-8 mm.
• Löpare, 8-12 mm breda, låt metallen täcka varje sida av matrisen.
• Ingates, 3-6 mm breda, fungerar särskilt bra för att styra metallen mot matrisen.

Ventilationssystem:

Ventilationssystem fungerar genom att de innehåller kylkanaler, utkastarstift, dragvinklar och avskiljningslinjer. Deras huvuduppgift är att förhindra att luft fastnar och minska defekter.

• Kylkanalerna (6-10 mm i diameter) avger ett tillräckligt tryck för att hålla temperaturen i munstycket på rätt nivå.
• Utmatningsstift är bra att lägga till var 50-100 mm för att trycka ut den slutliga delen.
• Dragvinklar med 1-3° gör det enkelt att ta bort delar.
• När avsticken inte passar perfekt ger gjutningen upphov till rester eller flammor runt kanterna.

Värmeöverföring:

Det är viktigt att bibehålla värmen under gjutningen. Detta beror på att ojämn kylning av gjutformen leder till krympning, sprickor och skevhet.

Även korrekta kylkanaler kan lösa detta problem, eftersom de håller matrisen vid rätt temperatur.

Optimera formkonstruktionen för att sänka kostnaderna för pressgjutning av aluminium

Fördelarna med enkla skiljeväggar, effektiva kylkanaler och färre verktygskomponenter kan vara en av orsakerna till de minskade kostnaderna.

Till exempel kan en matris med färre delar spara cirka 5000-10000, medan kylsystem sparar energi.

Dessutom skapar design för tillverkningsbarhet (DFM) en enkel formkonstruktion, vilket förbättrar dess tillverkningsmöjligheter och användning.

Användning av simuleringsprogram

Programvaror som MAGMAsoft och ProCAST gör det möjligt för konstruktörerna att lokalisera svaga områden och flödesmönster. De kan förutse orsakerna till problem som krympning eller sprickor före tillverkningen. Integrering av simulering i verktygskonstruktioner leder till exempel till materialbesparingar på upp till 10-15% och bättre detaljer.

Minimera komplexiteten och minska avfallet

Faktorer som underskärningar och kärnor påverkar kostnaden för matrisen. I det här fallet bör du göra färre underskärningar och lägga till enkla kärnor för att spara tid och pengar. Se också till att det finns system som avsmalnande löpare för att förhindra överslag och skrot.

Dessa tekniker sparar materialspill och cykeltid med upp till 12%.

Välj rätt aluminiumlegering

Översikt över aluminiumlegeringar

På grund av dess lätta, starka och korrosionsbeständiga egenskaper använder tillverkare främst aluminiumlegeringar. De vanligaste typerna är A380, ADC12 och AlSi9Cu3.

Var och en av dem är olika eftersom deras kemiska sammansättningar inte är desamma. Till exempel består A380 av Al-8,5%Si-3,5%Cu och ADC12 av Al-10%Si-2,5%Cu.

Viktiga egenskaper

Som vi har diskuterat ovan tillverkas aluminiumlegeringar genom tillsats av flera element.

Det är därför dessa element påverkar deras egenskaper (draghållfasthet, sträckgräns och duktilitet). Till exempel har A380-legeringar en draghållfasthet på ~310 MPa och en termisk stabilitet på 250°C.

Förutom termisk stabilitet är det den parameter som visar hur väl legeringen fungerar vid höga temperaturer.

Bilden visar till exempel de olika aspekterna av Al-base och AlSi H13 heta legeringar. De bibehåller hållfastheten upp till 400-600°C, vilket är bra att använda i högtemperaturdelar.

Skillnader mellan primär- och sekundärlegeringar

Du kan skilja mellan primära och sekundära legeringar genom deras faktiska källa. Detta beror på att primära legeringar innehåller rent material, medan sekundära legeringar innehåller återvunna föremål.

Förekomsten av spårämnen som järn och mangan kan förändra dess egenskaper. En legering med för mycket järn kan till exempel ha lägre duktilitet.

Legeringsvalets inverkan på pressgjutningskostnaderna

Materialkostnaderna är inte desamma i alla regioner eller anläggningar. Så deras priser fortsätter att fluktuera. Till exempel är A380 inte mycket dyrare än ADC12. Särskilt ADC12 har bra flytförmåga. Det gör dock färre defekter i gjutningen.

På samma sätt kan komplicerade legeringsalternativ, t.ex. AlSi9Cu3, orsaka verktygsslitage och höja bearbetningskostnaderna.

Legeringens kostnadspåverkan på verktygets livslängd

Vissa legeringar, t.ex. AlSi H13 hot, har utmärkt termisk stabilitet. Detta beror på att de inte leder till verktygsslitage, vilket ökar deras prestandacykler.

Rätt val av legering kan ge en mycket lägre kostnad. På så sätt kan du få specifika egenskaper som detaljkvalitet, förlängd livslängd på verktygen och enkel produktion till bättre priser.

Till exempel är legeringen AlSi9Cu3 lämplig för hög hållfasthet, men samtidigt sparar 10% på bearbetningskostnaderna.

Förbättra gjutprocessens effektivitet

Översikt över pressgjutningsprocessen

För att tillverka produktprofildelar bereder tillverkarna smält aluminium. Detta material förflyttas sedan i en formsprutningsform där det pressas med kraft under högt tryck.

Gjutningsprocessen omfattar även bidrag från andra komponenter. Till exempel gjutform, matarrör och utmatningsstift.

• Formen innehåller profilens form.
• Matarröret är som vägar som levererar metaller
• Utmatningsstift hjälper till att avlägsna delar från gjutformen på ett säkert sätt.

Metoder för pressgjutning

Gjutning kan ske i både varma och kalla kammare. Valet mellan dem ligger i metalltyper och deras smältpunkter.

Detta beror på att pressgjutning med varmkammare inte kan hantera legeringar med höga smältpunkter. Det går bra med legeringar med låg smältpunkt, t.ex. zink.

När det gäller högre smältpunkter (aluminium) fungerar dock kylkamrar effektivt.

Varma kammare tar kortare tid på sig att slutföra en cykel, medan kalla kammare gör delarna starkare.

Metoder för att förbättra processeffektiviteten

Optimera temperaturkontrollen:

Vi vet redan att det är nödvändigt att kontrollera verktygens temperaturer. Därför finns det verktygsvärmare och kylsystem som kan hjälpa till. Temperaturövervakning i realtid ger också delar med liknande egenskaper eller konsistens.

Minska cykeltiderna:

Snabba upp formfyllningsprocessen och bibehåll ett insprutningstryck på cirka 500-1500 bar. Optimera kyltider och borttagningsprocessen på ett sätt som kan spara 5-10 sekunder per enhet.

Implementering av automatisering:

Automatisering ökar arbetseffektiviteten och minskar kostnaderna. Detta beror på att robotar är snabbare och gör färre fel än människor. De kan användas för att applicera smörjmedel på verktyget, utföra utdragning av delar och utföra inspektionssteg.

Förebyggande underhåll:

Inspektera regelbundet varje maskins utrustning och dess tillhörande delar. Kontrollera om det finns något fel eller behov av utbyte. Detta underhållsstöd håller installationerna igång.

Så de viktigaste aspekterna av att förbättra pressgjutningen hjälper dig verkligen att få billigare produktion.

Minska materialavfallet

Vikten av att minska materialavfallet

Materialavfall är inte bra för miljön eller för kostnadsbesparingar. Till exempel orsakar avfallet från aluminiumspån allvarliga skador om det inte återanvänds. Dessutom kräver skrot mer energi för att smälta om och bearbeta. Produktionskostnaderna ökar som en följd av detta.

Metoder för att minimera avfall

1. Optimering av verktygskonstruktionen:

Du måste optimera löpare och grindsystem för att minska svinnet. För närvarande väljer du mindre löpare och grindar.

Ändra t.ex. storleken på grinden från 6 mm till 4 mm. Det går åt mindre material, vilket sparar 10% i kassationer.

Det finns också möjlighet att optimera överflödet genom att fånga upp överflödig metall för återanvändning.

2. Implementering av återvinningsprogram:

Den här typen av aluminiumspån kan återvinnas internt med hjälp av en varm strängsprutningsmaskin. Samtidigt behöver komplext avfall som EDM-tråd eller kompakt extrudat externa återvinnare.

3. Minska överproduktionen:

Efterfrågeprognoser och Lean Manufacturing-principer hjälper till att åtgärda överskottslager. De konstruerar delar med hjälp av material i den faktiska kvantiteten.

4. Korrekt hantering av smältan:

Ultraljudsbad hjälper till att ta bort oxidation från aluminiumytor före smältning. Vilket därför producerar mindre avfall, vilket minskar det med 5-10%.

Genom att minska materialavfallet med hjälp av process- och verktygsdesign kan företagen spara mer och skydda miljön. Dessa tekniker främjar också hållbarhet. Till exempel kan återanvändning av aluminiumspån spara $10.000 per år.

Överväg alternativa tillverkningsmetoder

Översikt över alternativa tillverkningsmetoder

Det finns uppenbarligen flera tekniker som används för att tillverka delar med specifika egenskaper. Till exempel 3D-utskrift, bearbetning, gjutning av investeringar och formsprutning av metall. Varje metod har särskilda för- och nackdelar.

Fördelar och nackdelar jämfört med pressgjutning

• 3D-utskrifter: Fungerar bäst för tillverkning av svårformade delar och mindre kvantiteter, men är för långsamt för stora beställningar.
• Maskinbearbetning: Ge noggrannhet i detaljen genom att lägga till exakta detaljer men generera materialspill.
• Investeringsgjutning: Kan producera detaljskarpa detaljer men kostar mycket mer för massproduktion.
• Formsprutning av metall: Små komplexa delar kan tillverkas med hjälp av denna process. Den hanterar dock vissa legeringar.

Alternativa metoder för att sänka kostnaderna för pressgjutning av aluminium

1. Minskat materialspill: 3D-utskrifter fungerar effektivt när de tas i en nära nätform. Det minskar avfallet med upp till 20-30%.
2. Lägre verktygskostnader: 3D-utskrift kräver inga komplexa verktyg och sänker installationskostnaderna med $10.000-$50.000.
3. Ökad designflexibilitet: 3D-utskrifter kan skapa produkter med de mest utmanande funktioner. Det finns alltså inget behov av att lägga till andra komponenter.

Slutsats

Den pressgjutning av aluminium Lösningen för att sänka kostnaderna ligger i olika faktorer. Det inkluderar verktygskonstruktioner, lämpliga legeringar, förbättrad processeffektivitet och minskat avfall.

Dessutom sparar alternativa metoder som 3D-utskrift mer. Optimera dessa parametrar i enlighet med detta för att få en effektiv produktion till ett lägre pris. Hör av dig till oss för att se de faktiska resultaten.