Ontwerpgids voor het Gietgietmallen: Belangrijke factoren die de kwaliteit en kosten van onderdelen beïnvloeden

Het ontwerp van een mal voor industriële gietgieten is cruciaal voor het proces omdat het invloed heeft op nauwkeurigheid, oppervlaktekwaliteit, timing en kosten. Een matrijs moet balans en controle bereiken voor de metaalstroom, het verwijderen van lucht, de overdracht en koeling van het metaal, het stollen en uitwerpen. Dit moet gebeuren terwijl het fysieke en thermische stress doorstaat.

Elk project heeft verschillende eisen op het gebied van vorm, materiaal, toleranties, volume en de noodzaak van nabewerking. Dus vereist elk project een andere maatwerkmal. Best practices in de industrie beschouwen gereedschap als onderdeel van een systeem met legeringsselectie, tolerantie, het productieproces en kwaliteitscontrole.

Hoe de industriële gietcyclus werkt

Een matrijs bestaat uit een gemonteerd en een componentonderdeel, die beide zijn gemaakt van hard staal. Zodra de matrijs is gevuld met gesmolten metaal, wordt het metaal onderworpen aan snoeien en andere daaropvolgende handelingen.

•Sluiting van de matrijs: Zowel de gemonteerde als de componentonderdelen van de matrijs sluiten en worden vergrendeld.

•Metaalinjectie: De loopers en poorten zijn geladen met vloeibaar metaal.

•Stolling: Het geïnjecteerde metaal koelt af en stolt terwijl de matrijs opwarmt.

•Deeluitwerping: Een mechanisme dat duwt of trekt, verwijdert het gestolde deel uit de matrijs.

•Nabewerking: Het extra metaal en overtollig materiaal worden verwijderd.

1. Componentgeometrie en wanddikte

Het ontwerp van het onderdeel beïnvloedt de volledigheid van de vulling van de mal en de uniformiteit van de koeling. Verschillende diktes van secties kunnen leiden tot vervorming en kunnen ook lucht vasthouden.

•Wanddikte: De muren moeten een gelijke dikte hebben. Vermijd een abrupt einde.

•Fillets: Flow en vervorming worden geminimaliseerd door het verminderen van de abrupte afwerking.

•Diepgang: Oppervlakken moeten een lichte trek hebben in de richting van het openen van de matrijs.

•Ribs en Bossen: het toevoegen van materiaal moet worden vermeden. Een goed ontwerp bevat stijfheid en bevestigingskenmerken.

•Vermijd ondersnijdingen: Geleidingen en kernen om ondergravingen te accommoderen verhogen de complexiteit en kosten.

2. Bewegende kenmerken en de scheidingslijn

De locatie en het uiterlijk van onzuiverheden, en de dimensionale relaties en het uitwerpen van de gietstukken, worden beïnvloed door de scheidingslijn. De scheidingslijn wordt gebruikt om het gietstuk aan de uitwerpzijde vast te houden en wordt gebruikt om te voorkomen dat kritieke oppervlakken worden gespleten.

Zijkernen, sleden en inserts kunnen worden gebruikt om dwarsgaten of ondersneden te vormen, maar ze creëren extra interfaces, slijtagepunten, paswerk en extra stappen in de cyclus.

3. Ontwerp van rennen, poorten, overlopen en ventilatieopeningen

Het toevoersysteem moet de holte vullen terwijl het drukverlies, turbulentie, stolling en het vasthouden van lucht minimaliseert.

De positie van ventilatieopeningen, poorten, geleiders en andere kenmerken moet rekening houden met de geometrie van het component, het gedrag van de legering, de volgorde van vulling en de thermische balans van de matrijs, evenals de oppervlakken van het component die cruciaal zijn.

4. Ventileren en het beheersen van porositeit

Porositeit kan te wijten zijn aan vastgehouden gas, krimp, smeergedrag, metaalkwaliteit en variabiliteit van het proces. Controle wordt doorgaans op verschillende manieren bereikt:

•Ventilatie: Plaats ventilatieopeningen en overstromingen in de verwachte eind-van-vulplekken.

•Gebalanceerde stroming: Ontwerpkenmerken om stromingspaden te vermijden die lucht vasthouden of isoleren.

•Thermische controle: Elimineer ongelijkmatige koeling en lokale hotspots die leiden tot krimpporositeit.

•Stabiele parameters: Beheer het schotprofiel en de temperaturen, drukken en smering.

•Vacuümcontrole: Vacuümgeassisteerd gieten kan worden toegepast wanneer onderdelen een strakkere lekdichtheid, hogere structurele integriteit of daaropvolgende bewerking vereisen.

5. Koeling en thermische balans

Het doel van koelkanalen is niet simpelweg om de temperatuur van de chip te verlagen. Er zijn verschillende problemen verbonden aan een ongelijke thermische balans, waaronder verhoogde kromming, risico op krimp, solderen, variatie in de cyclustijd en warmtecontrole.

•Hot-spot Control: Koeling moet worden geplaatst bij dikke secties en hitte-intensieve kernen.

•Cyclusstabiliteit: Tijdens de productie moet een consistent thermisch bereik worden gehandhaafd.

•Dimensionale controle: Stimuleer een meer uniforme stolling en krimp.

•Servicegemak: Onbelemmerde koelcircuits en inserts onderhouden voor toekomstige onderhoudsmogelijkheden.

Koperlegeringen met hoge geleidbaarheid kunnen ook op andere plaatsen rond moeilijke hotspots worden gebruikt. Be-Cu-legeringen vormen meer problemen omdat besmette deeltjes, stof en nevel een risico kunnen vormen op beroepsmatige blootstelling.

6. Het selecteren van matrijsmaterialen

De materiaalkeuze hangt af van de gietlegering, bedrijfstemperatuur, matrijsgrootte, componentgeometrie, verwachte productiecycli, warmtebehandeling en reparatiestrategie.

H13 wordt veel gebruikt voor warme bewerking en stansgieten vanwege zijn hittecontrolebestendigheid, taaiheid, hete hardheid en weerstand tegen erosie.

8407, Orvar 2 Microdisized, 4Cr5MoSiV1, 1.2344 en H13 mogen niet automatisch als niet-gerelateerde materialen worden behandeld. Het zijn overeenkomstige standaardaanduidingen of commerciële varianten binnen de H13-familie, hoewel hygiëne, verwerkingsroute en leveranciersspecificaties kunnen verschillen.

7. Balans tussen malinvesteringen en onderdeelkosten

De laagste malprijs levert niet per definitie de laagste kosten per verkoopbaar onderdeel op.

De evaluatie moet productievolume, schroot, stilstand, onderhoud, verspaning, inspectie en toekomstige gereedschapsaanpassingen omvatten.

SunOn's Industriële Gietijzerondersteuning

SunOn-ondersteuningaluminium en zink industriële gietgieten van ontwerpbeoordeling tot matrijsproductie en massaproductie. De gepubliceerde workflow omvat DFM, matrijsstroomanalyse, ontwerp van feed-systemen, CNC-bewerking, EDM, matrijsassemblage, proeven, afstellen, gieten, afwerking, assemblage en verpakking.

Het bedrijf rapporteert meer dan 29 jaar ervaring in engineering en productie, waaronder ISO 9001, IATF 16949 en ISO 14001 certificeringen.

•Engineering Review: SunOn beoordeelt tekeningen, specificaties, legeringsselectie, volume, toleranties, bewerkingseisen en cosmetische aspecten.

•Vullen, ventileren en thermische analyse worden gesimuleerd om potentiële defecten te identificeren en te elimineren voordat de schimmel wordt gebouwd.

•Matrijsproductie: Mallen worden gebouwd met CNC-bewerking en EDM (elektrische ontladingsbewerking), met precisie-montage, assemblage en inspectie in elke fase.

•Proef en Verbetering/Modificatie: Productiemonsters worden gemeten en geëvalueerd tijdens proefruns, met aanpassingen vóór de definitieve goedkeuring van de mal.

•Geïntegreerde productie: SunOn ondersteunt de volledige productiecyclus, inclusief gieten, nabewerking, assemblage en verpakking.

Slotgedachten

Een goed ontworpen gietmal houdt rekening met het stroompad van het metaal, het geometrische ontwerp, het vullen en ventileren van de mal, de koeling en uiteindelijk de kosten en duurzaamheid. Stuur ons uw tekeningen, toleranties, legering, volumespecificaties en afwerkingsdetails om een offerte te ontvangen, zelfs een Design For Manufacture (DFM) review, Mold Flow Analysis (MFA), technisch advies, enzovoort.

V1. Welke materialen worden meestal gegoten?

Aluminium en zinklegeringen zijn de meest gebruikte materialen voor industriële gietgieten.

V2. Wat zijn de oorzaken van porositeit in gegoten componenten?

Enkele oorzaken van porositeit zijn het vasthouden van gas, krimp, onvoldoende ventilatie en inconsistente procesomstandigheden.

V3. Wat is het effect van wanddikte op de kwaliteit van het gietwerk?

Hoge wanddikte kan leiden tot verlies van dimensionale nauwkeurigheid, ongelijkmatige koeling en een toename van het risico op vervorming.

V4. Wat zijn de effecten van ontwerp van de ontwerphoek op de kwaliteit van de giet?

Trekhoeken vergemakkelijken het verwijderen van het gietsel uit de mal en voorkomen schade en vastzitten van het gietsel aan de mal.

V5. Wat is de rol van ventilatiekanalen en overstromingen?

Ze laten gevangen lucht ontsnappen en verzamelen het onnodige metaal dat tijdens het gieten is verhardd en in de weg staat.