Voor- en nadelen van spuitgieten:een gedetailleerd overzicht

Spuitgieten is een van de meest flexibele en innovatieve productietechnieken voor het vervaardigen van metalen onderdelen. Verschillende componenten voor versnellingen, sloten, auto's en motorfietsonderdelen worden vervaardigd met spuitgieten. Als u voor uw toepassingen een spuitgietproces kiest, kunt u het beste vooraf de voor- en nadelen kennen.

In dit artikel leer je in detail over de voor- en nadelen van spuitgieten. We vergelijken het ook met enkele andere veelgebruikte productietechnieken om u te helpen de beste keuze te maken.

Wat is spuitgieten ?

Spuitgieten is een productieproces waarbij gesmolten metalen en legeringen in een stalen mal worden gegoten onder extreme temperatuur- en drukomstandigheden om de gewenste vorm te creëren. Het spuitgietproces lijkt veel op dat van kunststof spuitgieten. Het wordt echter voornamelijk gebruikt voor non-ferrometalen met een laag smeltpunt en een hoge vloeibaarheid, zoals aluminium, zink, koper, magnesium, enz.

Er zijn twee soorten machines voor spuitgieten, de spuitgietmachine met warme en koude kamer.

Een gietmachine met hete kamer heeft een ingebouwde oven die metaal verwarmt tot gesmolten toestand voordat het in vormen wordt overgebracht voor vormgeving, wat de cyclusproductie kan versnellen. In een koudekamermachine daarentegen vindt het verwarmen van metalen plaats in een aparte oven.

Hete kamer machine giet metaallegeringen met lage smeltpunten zoals zink, koper en lood. Aan de andere kant heeft de koudekamermachine de voorkeur voor metalen met een hoge smelttemperatuur en corrosiebestendigheid. Daarom bepaalt het materiaal dat u kiest voor het proces welke machine u moet gebruiken.

Voor- en nadelen van spuitgieten

Laten we, na een kort begrip van het spuitgietproces, dieper ingaan op de voor- en nadelen ervan. We maken echter eerst een eenvoudige samenvatting hieronder.

5 voordelen van spuitgiettechnologie

1. Complexe dunwandige onderdelen

Aluminun-spuitgietwerk kan complexe en lichte componenten produceren, maar met een uitstekende sterkte-gewichtsverhouding, waardoor het een voorsprong heeft op andere metalen gietstukken en investeringsgietstukken. Spuitgietonderdelen met aluminiumlegeringen kunnen een dikte hebben van slechts 0,5 mm; de wanddikte van gegoten onderdelen gemaakt met zink kan zelfs zo laag zijn als 0,3 mm.

2. Hoge mechanische eigenschappen

Spuitgietproducten hebben uitstekende mechanische eigenschappen. Omdat het vloeibare metaal onder hoge druk stolt, lijkt het product fijn, compact en kristallijn te zijn. Spuitgietonderdelen zijn stijf met een hoge hardheid en sterkte. Ze hebben ook een verbeterde duurzaamheid en hoge geleidbaarheid.

3. Hoge dimensionale tolerantie

Spuitgieten produceert onderdelen met een hoge duurzaamheid en maatnauwkeurigheid. Zelfs wanneer ze worden blootgesteld aan zware omstandigheden, behouden de onderdelen hun maatnauwkeurigheid in de loop van de tijd. Dientengevolge wordt spuitgieten gebruikt bij het vervaardigen van complexe en interne onderdelen van machines die hoge eisen stellen aan precisie en nauwkeurigheid.

Spuitgieten handhaaft nauwere toleranties ten opzichte van andere gietprocessen. Dat wil zeggen, onderdelen worden geproduceerd met minimale variaties. De typische tolerantieklasse van spuitgieten is IT13~IT15 in GB/T 1800-2009. Hogere precisie kan IT10 ~ W 11 bereiken. Daarom vermijdt de uitstekende maatnauwkeurigheid van spuitgieten de noodzaak van machinale bewerking en verbetert het gebruik van de legering.

4. Gladde oppervlakken

Spuitgietonderdelen hebben een glad, consistent kristallijn oppervlak. Spuitgietproces legeringen gesmolten metaallegering om de matrijzen te vullen en de exacte vorm te creëren. Daarom, op voorwaarde dat de matrijs goed gevormd is en het proces in de juiste staat is, zullen de onderdelen fijn en soepel zijn.

Door het maken van glanzende onderdelen is er minder behoefte aan extra nabewerkingen, behalve voor maatwerk. Bovendien kunnen producten, nadat het spuitgieten is voltooid, worden verzonden voor levering. Dit kan de totale productietijd van de cyclus verkorten.

5. Kosteneffectief voor massaproductie

Omdat het oppervlak van spuitgietstukken vaak glad is met uitstekende mechanische eigenschappen, hoeven gegoten onderdelen vaak minder machinaal te worden bewerkt. In sommige gevallen helemaal geen bewerking. Hierdoor hoeft er minder te worden uitgegeven aan secundaire operaties. Het vermogen van spuitgieten om de nabewerkingskosten te verlagen, helpt de kosteneffectiviteit te waarborgen.

Met name spuitgietmachines, mallen en andere gerelateerde soorten apparatuur zijn vrij duur. Massaproductie helpt echter bij een betere verdeling van de kosten door het productieproces, waardoor het spuitgietproces economisch wordt.

5 nadelen van spuitgiettechnologie

1. Gemakkelijk porositeit genereren

In het spuitgietproces vult gesmolten metaal snel de vormholte met hoge snelheid, maar de holtes hebben geen gasdoorlatendheid. Vandaar dat gasbellen die de structurele integriteit van gefabriceerde onderdelen aantasten de neiging hebben om vast te komen te zitten in gietstukken.

De aanwezigheid van gasholtes in spuitgietstukken zou dergelijke onderdelen aantasten wanneer ze worden blootgesteld aan zware omstandigheden, zoals verharding door warmtebehandeling. Bovendien zijn dergelijke onderdelen vatbaar voor bewerkingsproblemen. Daarom moet de bewerkingstoegift van de onderdelen minimaal worden gehouden. Zo niet, dan zou de uitgeharde laag op spuitgietoppervlakken worden verwijderd, waardoor het oppervlak bloot komt te liggen.

2. Gewoonlijk alleen non-ferrometalen ondersteunen

Over het algemeen is spuitgieten perfect voor non-ferrometalen met lagere smeltpunten dan ferro-metaallegeringen. Het proces ondersteunt echter ijzerlegeringen zoals ijzer en staal. Ferrometalen hebben een zeer hoog smeltpunt en een lage corrosieweerstand, wat een lage levensduur van de matrijs veroorzaakt. Daarom kiezen fabrikanten altijd voor non-ferro metaallegeringen voor spuitgieten.

Bovendien brengt het gieten van ferrometalen veel complexiteit en verschillende onvoorziene complicaties met zich mee. Dientengevolge houden fabrikanten zich alleen bij non-ferrometalen voor spuitgietbewerkingen.

3. Niet geschikt voor productie met een laag volume

Spuitgieten is geen praktische keuze voor productie met een laag volume, omdat de gereedschapskosten van spuitgietmachines en het onderhoud vrij duur zijn. Daarom is het proces kostbaar en lijkt het complex voor kleinschalige productie.

Grootschalige productie wordt echter kosteneffectief omdat de kosten goed worden verdeeld over de vele geproduceerde artikelen. Leveranciers raden spuitgieten niet aan voor kleinschalige projecten, omdat het proces duurder lijkt te zijn dan andere productiemethoden.

4. Lage Die Levensduur

Metalen en legeringen met een hoog smeltpunt brengen de effectiviteit van stalen matrijzen in gevaar. Deze metalen, zoals koper, hebben uitgebreide eisen om thermische vervorming te weerstaan. De aanhoudende aanwezigheid van legeringen met hoge smeltpunten belast de vormmatrijs, waardoor de duurzaamheid afneemt.

5. Grote kapitaalinvestering

In tegenstelling tot andere gietprocessen zijn de gietmachine, de matrijzen en andere gerelateerde apparatuur voor het spuitgieten kostbaar. Zonder de essentiële apparatuur is het onmogelijk om spuitgieten uit te voeren. Hoewel goedkope materialen zoals zink worden gebruikt om kosten te besparen, is het totale productieproces nog steeds duur. De enige keer dat spuitgieten kosteneffectief wordt, is bij de productie van grote volumes.

Voordelen van spuitgieten:in vergelijking met andere productieprocessen

We hebben de voor- en nadelen van spuitgieten besproken. Laten we het spuitgieten dan eens vergelijken met andere veelgebruikte fabricagetechnieken, om aan te geven waarom het een belangrijk fabricageproces is in industrieën.

Spuitgieten versus zandgieten

Door vergelijkingen te maken tussen spuitgieten en zandgieten, blijkt spuitgieten een superieur productieproces te zijn. Hieronder volgen criteria waarbij spuitgieten een betere techniek blijkt te zijn dan zandgieten.

• Het spuitgieten vereist minder bewerkingen en andere nabewerkingen.
• Spuitgieten heeft betere maattoleranties en een grotere productie-efficiëntie.
• Porositeit is gebruikelijk bij zowel spuitgieten als zandgieten. Er zijn echter voorzorgsmaatregelen om het te voorkomen bij spuitgieten, maar het is bijna onmogelijk bij zandgieten.
• Betere oppervlakte-eigenschappen.
• Vereist minder arbeid.
• Bij spuitgieten wordt gebruik gemaakt van een stalen mal, voor het zandgieten wordt een zandmal gebruikt.
• Zandgieten is niet geschikt voor het vervaardigen van dunwandige componenten, terwijl spuitgieten dat wel is.

Matrijsgieten versus spuitgieten

Vergeleken met kunststof spuitgieten lijkt spuitgieten ook een voordeel te hebben. Hieronder vindt u de voordelen van spuitgieten ten opzichte van spuitgieten.

• Producten van spuitgieten hebben betere mechanische eigenschappen. Ze zijn sterker, harder, taaier en hebben een grotere thermische weerstand.
• Spuitgieten zorgt voor een grotere dimensionale stabiliteit. Daarom meer ideaal voor onderdelen die hoge precisie en nauwkeurigheid vereisen.
• Plastic producten kunnen gevoelig zijn voor ultraviolette straling, in tegenstelling tot spuitgieten.
• Spuitgietproducten zijn duurzamer en beter bestand tegen stress, weersinvloeden en zware belasting.
• Spuitgieten heeft een snellere productiecyclus. Fabrikanten kunnen dus grote hoeveelheden onderdelen in een kortere tijdsduur vervaardigen.

Matrijsgieten versus oversmeden

Smeden omvat het vormgeven van metaal onder extreme drukkracht. Spuitgieten blijkt echter superieur aan smeden in het volgende:

• Met spuitgieten kunnen complexe vormen en geometrieën beter worden gefabriceerd.
• Het heeft een grotere dimensionale stabiliteit.
• De productie van dunwandige componenten is een probleem met smeden.
• Gereedschap is goedkoper bij spuitgieten.

Kies RapidDirect voor uw spuitgietonderdelen

Uit dit artikel heb je nu waarschijnlijk een enorme kennis van de voor- en nadelen van spuitgieten. U weet dat spuitgieten een topproductieproces is voor de productie van grote volumes en onderdelen met een hoge maatnauwkeurigheid.

Een kosteneffectieve spuitgietservice nodig? Een gerenommeerde online spuitgietserviceprovider - RapidDirect, is iets voor jou.

Wij zijn een ISO 90001:2015 gecertificeerd bedrijf. Daarom garanderen we dat al onze diensten een van de beste in de branche zijn. Bovendien beschikken we over hoogopgeleide technici van het hoogste niveau die goed geïnformeerd en ervaren zijn in spuitgieten en andere gerelateerde technologieën.

Daarnaast bieden we verschillende solide materialen die het beste passen bij uw aangepaste behoeften. Evenzo bieden we verschillende opties voor oppervlakteafwerking om de eigenschappen van de spuitgietonderdelen te verbeteren. We hebben ook experts en professionals die suggesties doen over hoe u uw bestelling het beste kunt uitvoeren.

Bovendien hebben we een online productieofferteplatform waarmee u snel en voordelig een offerte kunt krijgen voor uw gegoten onderdelen en gratis DfM-analyse. Je kunt ook elke productiefase volgen nadat je bestellingen op ons digitale platform hebt geplaatst.

Veelgestelde vragen

Porositeit is het grootste defect bij spuitgieten. Hieronder vindt u manieren om de porositeit in spuitgietstukken te verminderen.
a. Handhaaf strikte kwaliteitscontrolemaatregelen tijdens elke productiefase.
b. Gebruik additieven die helpen bij het vrijgeven van een deel van de opgeloste gassen bij het smelten.
c. Smeer de matrijzen na elk gieten - dit vermindert de neiging tot porositeit.
d. Probeer tijdens het gieten een vacuüm in de vormholte te creëren.
e. Ontwerp de mal op de juiste manier zodat het gesmolten metaal gemakkelijk kan lopen en vloeien.

Om de gereedschapskosten van spuitgieten te minimaliseren, zouden de onderstaande richtlijnen van pas moeten komen.
a. Probeer het ontwerp te vereenvoudigen. Te veel ingewikkelde details hebben de neiging om de kosten te verhogen. Daarom is het beter om ingewikkelde details te verwijderen die niet essentieel zijn voor de structurele integriteit en de algehele prestaties van het onderdeel.
b. Hoewel spuitgieten gemakkelijk dunwandige componenten kan fabriceren, is het beter om ze te verminderen of te vermijden. Omdat deze dunne wanden vaak machinaal bewerkt moeten worden; vandaar dat ze extra fabricagekosten aantrekken.
c. Houdt op met onnodige toleranties. Te veel precisie-eisen leiden tot hogere gereedschapskosten.
d. Probeer functies en ondersnijdingen te vermijden die moeilijk toegankelijk zijn met een 3- of 4-assige CNC-machine.

Metaalspuitgieten (MIM) en spuitgieten zijn vergelijkbare productietechnieken. Ze gebruiken allebei metalen en legeringen bij de fabricage van onderdelen. Het belangrijkste verschil zijn de metaalsoorten die in beide methoden worden gebruikt. Bij spuitgieten worden voornamelijk aluminium en andere non-ferrometalen gebruikt. Bij metaalspuitgieten daarentegen worden staal, ijzer, nikkel en andere MIM-legeringen gebruikt.