Wat is het hogedrukgietproces (HPDC)?

Heb je je ooit afgevraagd hoe je complexe voertuigonderdelen zoals motorblok, aandrijflijn en ophangingscomponenten maakt? Vergelijk deze omvangrijke onderdelen met lichtgewicht componenten zoals chirurgische instrumenten in de medische industrie. Onder hoge druk spuitgieten, een populair productieproces, kan deze reeks producten vervaardigen.

Wat maakt dit zo'n populair proces met wijdverbreide toepassingen? U vindt dit en meer over de technische aspecten van het proces in dit artikel. Het geeft uitleg over het HPDC-spuitgietproces, de toepassing en de voordelen ervan, zodat u een weloverwogen beslissing kunt nemen of het proces geschikt is voor uw productiebehoeften.

Wat is spuitgieten onder hoge druk?

Hogedrukgieten is een proces waarbij gesmolten metaal in een matrijs wordt gevoerd en gestold om de gewenste component te verkrijgen. Het gesmolten metaal wordt onder hoge druk (meestal hydraulische druk) in de matrijsholte geperst en door een krachtige pers wordt het binnenin vastgezet. Zodra het stollen is voltooid, wordt het gieten verwijderd door de matrijs te openen. Bij het uitwerpen van het eindproduct wordt de matrijs weer vergrendeld voor de volgende productiecyclus. Gereedschap voor spuitgieten onder hoge druk bestaat uit twee stalen blokken die de twee uiteinden vormen van een matrijsholte die het gewenste object vormt.

Evolutiegeschiedenis van spuitgieten onder hoge druk

Het proces van spuitgieten ontstond in het midden van de 19e eeuw voor de grafische industrie. Door een combinatie van lood en tin in een stalen mal te gieten, ontstonden de sleutels van drukmachines. Daarna won het proces aan populariteit in verschillende andere industrieën. Het gebruik van verschillende malvormen bij het spuitgieten kan een breed scala aan producten opleveren. Vanaf 1914 begon het productieproces met het gebruik van andere materialen zoals zink en aluminiumlegeringen (die algemeen worden gebruikt in de huidige industrie). Bovendien waren de meeste legeringen die de industrie tegenwoordig gebruikt, beschikbaar tegen het midden van de jaren dertig.

Hoe werkt spuitgieten onder hoge druk?

HPDC werkt doorgaans aan de 4 processen van matrijsvoorbereiding, injectie, uitwerpen en nabehandeling. Er kunnen variaties in de methode zijn om tegemoet te komen aan verschillende productvereisten. Deze verbeteringen omvatten vacuüm spuitgieten, slow-fill spuitgieten en halfvaste metaalverwerking (SSM) enz. De algemene procedurele stappen zijn echter als volgt:

1. Vormvoorbereiding

Aan het begin van de productiecyclus is het belangrijk om de gegoten mal te reinigen om onzuiverheden te verwijderen. Smeer vervolgens de binnenwanden van de mal. Dit regelt de temperatuur van de mal en zorgt voor een gemakkelijke verwijdering van het gegoten product.

2. Injectie

Giet het gesmolten metaal in een spuitkamer en injecteer ze vervolgens in de mal. Er zijn 2 methoden waarbij dit injectieproces kan plaatsvinden. Dit zijn injectie met hete kamer en koude kamer.

Hete kamer injectie

Bij deze methode dompelt u het injectiesysteem onder in de smeltoven. Het gesmolten metaal baant zich een weg door de schotplunjer in het mondstuk en daarna de matrijs. Deze methode is geschikt voor metalen zoals zink, magnesium en lood.

Koude kamer injectie

Bij deze methode giet je het gesmolten metaal met de hand of via een geautomatiseerd mechanisme in een koude kamerhuls. Forceer vervolgens een hydraulische plunjer door de huls. Deze plunjer sluit de poort af en dwingt het metaal in de matrijs. Zodra het stollen is voltooid, verwijdert u de plunjer en opent u vervolgens de matrijs om de holte uit te werpen. Deze methode is geschikt voor vaste stoffen met een hoog smeltpunt zoals aluminium, messing en magnesium. Het koudekamerproces maakt bovendien gebruik van horizontale injectie of verticale injectie.

Magnesium kan werken met zowel de koude kamer als de hete kamer injectieprocessen. Meestal worden kleine en ingewikkelde onderdelen geproduceerd door machines met hete kamer, omdat deze machines beperkingen hebben op het gebied van de grootte. Bovendien zijn onderdelen van spuitgieten van zink onder hoge druk doorgaans sterker dan onderdelen van spuitgieten van aluminium.

Het injectieproces vindt bij beide methoden plaats bij hoge drukken die typisch variëren van 1.500 tot 25.000 PSI. Dit proces vindt plaats in een fractie van seconden. De mal moet volledig worden afgesloten en onder deze hoge druk worden gehouden om te laten stollen. Hydraulische drukken kunnen alle gassen die in de mal zijn opgesloten samendrukken en de stollingskrimp tijdens het koelproces voeden. Krachten tot 4000 ton zijn in de handel verkrijgbaar om de matrijs vast te zetten en de hoge drukken te weerstaan.

3. Onderdeel verwijderen

Nadat u ervoor heeft gezorgd dat al het gesmolten metaal is gestold, verwijdert u de holte uit de mal. Uitwerppennen kunnen de holte vrijgeven. De uitwerppennen bevinden zich meestal op het beweegbare uiteinde van de mal en duwen het gestolde gietstuk uit de holte.

4. Trimmen

De laatste stap van het hogedrukspuitgieten omvat het verwijderen van extra materiaal uit het product en de mal. Een trimmatrijs, zaag, enz. kan het trimproces leiden. Bovendien kunnen de metaalsnippers herbruikbaar en recyclebaar zijn in volgende productiecycli.

Als u op zoek bent naar meer spuitgieten, bent u wellicht geïnteresseerd in onze gids voor lagedrukspuitgieten om uw kennis te verrijken!

Voordelen van spuitgieten onder hoge druk

Hogedrukspuitgieten is een populair proces in verschillende industrieën vanwege de verschillende voordelen ten opzichte van andere productieprocessen. Hieronder staan ​​enkele van de voordelen.

– Hogere productiesnelheden

Gietproces onder hoge druk resulteert in hogere productiesnelheden dan gieten onder lage druk of zwaartekracht. Het gebruik van hoge druk maakt de injectie van gesmolten metaal met hoge snelheden mogelijk, wat resulteert in hogere productiesnelheden. Dit maakt dit proces dus populair bij productie van grote volumes.

– Onderdelen van goede kwaliteit vervaardigd

Afgezien daarvan levert hogedrukgieten een goede kwaliteit in termen van maatnauwkeurigheid en superieure oppervlakteafwerking. De uiterst nauwkeurige producten hebben geen extra trimprocessen nodig, wat tijdrovend en kostbaar kan zijn. Een goede oppervlakteafwerking vergemakkelijkt het proces van plating. Bovendien zijn de voordelen van hogedrukspuitgietproducten een uitstekende uniformiteit en optimale mechanische eigenschappen.

– Dunwandige producten

De hoge drukken in dit spuitgietproces kunnen dunnere doorsneden mogelijk maken dan enig ander gietproces. Het verkrijgen van wanddiktes onder de 0,40 mm is mogelijk volgens uw behoefte en componentgrootte. De dunne wanden helpen bij een gewichtsvermindering van de producten. Het maakt het ook mogelijk om inzetstukken (ook wel "co-cast" onderdelen genoemd) zoals schroeven en voeringen in het product toe te voegen tijdens het gietproces. Zo helpt het bij het verminderen van het aantal componenten tijdens de montage.

– Bereik een complex ontwerp

Het spuitgietproces maakt het gebruik van verschillende matrijsvormen mogelijk. Flexibiliteit in matrijsvormen betekent dat complexe onderdelen tijdens het gietproces kunnen worden geproduceerd, wat helpt bij complexe assemblages.

– Duurzame matrijzen

De matrijzen die in het proces worden gebruikt, hebben een lange levensduur, waardoor ze in meerdere productiecycli kunnen worden hergebruikt. Dit verlaagt de kosten per eenheid van het spuitgietproduct.

Toepassingen van spuitgieten onder hoge druk

Vanwege de superieure kwaliteit van de producten die zijn verkregen via HPDC, heeft het proces verschillende kritieke toepassingen gevonden in een diverse reeks industrieën.

– Automobielindustrie

Hogedrukspuitgieten kan verschillende structurele componenten van aluminium en magnesium voor auto's produceren. Het maakt onderdelen zoals motorblokken, versnellingsbakbehuizingen, oliecarters, motorsteunen en structurele onderdelen zoals dwarsbalken.

– Medische industrie

Het is ook een populaire techniek bij het produceren van lichtgewicht chirurgische instrumenten in de medische industrie. Bovendien worden medische apparaten en hoogwaardige beeldvormingsapparatuur, infuuspompen, enz. ook vervaardigd met behulp van het HPDC-proces.

– Lucht- en ruimtevaartindustrie

Vanwege het vermogen om complexe en ingewikkelde ontwerpen en automatisering te vervaardigen, is dit proces zeer populair in de lucht- en ruimtevaartindustrie. Legeringen van aluminium, zink en magnesium worden gebruikt om motoronderdelen voor ruimtevaarttoepassingen te vervaardigen.

RapidDirect – Aangepaste spuitgietdiensten onder hoge druk

Het is belangrijk om het juiste productieproces en de juiste expertise voor uw producten te kiezen. Bij RapidDirect bieden we u toegang tot een team van professionele ingenieurs met een uitgebreide ervaring in spuitgietdiensten. De expertise van ons werkende team stelt ons in een betere plaats om u te adviseren en al uw vragen te beantwoorden.

We hebben krachtige fabrieken en geavanceerde faciliteiten om producten van hoge kwaliteit te vervaardigen. Bovendien hebben we een snelle doorlooptijd en zorgen we voor snelle online offertes en een gratis DFM-analyse bij het uploaden van een ontwerpbestand. U kunt er zeker van zijn dat we het beste bieden tegen concurrerende marktprijzen.

Veelgestelde vragen

De reden is dat het proces sterft. Matrijzen zijn stalen mallen die meestal worden vervaardigd door CNC-bewerking waarin vloeibaar metaal wordt geïnjecteerd. Het is verdeeld in twee helften:een vaste helft die is gekoppeld aan de gietmachine en een beweegbare uitwerphelft.

Spuitgieten hebben veel van dezelfde voordelen als door zwaartekracht gegoten producten, zoals de stijfheid, het uiterlijk en het gevoel van het massieve metaal; geteste vermoeiingssterkte-eigenschappen; goede geluiddempende eigenschappen; ingebouwde EMI-afscherming voor elektronische toepassingen. Met name spuitgieten zorgt echter voor een snelle productie met uitstekende maatnauwkeurigheid, waardoor vaak geen bewerking nodig is. Bovendien vereist zandgieten voor elke productie een nieuwe mal, terwijl permanent gieten langzamer is in vergelijking met HPDC-gieten.

LPDC heeft een drukbereik tussen 0,08-0,15 MPa, terwijl HPDC een bereik heeft tussen 30-70 MPa. De productiesnelheden in LPDC zijn gemiddeld met een langzame gietcyclus. Terwijl HPDC hogere productiesnelheden heeft met snellere gietcycli. HPDC produceert producten met porositeit en een goede oppervlakteafwerking. Aan de andere kant produceert LPDC geen porositeit in het gietstuk, maar de oppervlakteafwerking is gemiddeld.