Metaalgietmeesterwerk: Precieze CNC-toleranties uitgelegd

Stel u dit voor: een productietechniek die al meer dan 6.000 jaar bestaat EN vandaag nog steeds hoog gewaardeerd wordt. Dat is metaalgieten.

Meer metalen zijn in de loop der tijd gegoten: goud rond 4.000 v.Chr., gevolgd door brons en koper, en dan ijzer rond 1.000 v.Chr. Het belang van metaalgieten kan niet genoeg benadrukt worden. Zelfs de vooruitgang van de beschaving zelf werd genoemd naar de metaalgietprocessen die in die periode het meest gebruikt werden: de Koperen Tijdperk, de Bronstijdperk, de IJzertijdperk.

Natuurlijk zijn er technische vooruitgang gemaakt door de millennia heen, maar het basisprincipe en de voordelen blijven hetzelfde.

Waarom gieten?

Gieten vereenvoudigt het proces van metalen in producten te vormen. Zo werkt het: Gesmolten metaal wordt in een vorm gegoten om een gewenst patroon te creëren. Om het patroon of onderdeel te verwijderen, wordt een lichte taper, vaak een ontwerphoek genoemd, gebruikt op de patroonoppervlakken. Indien nodig, worden passages, of kaviteiten, binnen het gietwerk gemaakt door kernen in de gietkast te plaatsen zodra het patroon verwijderd is.

Het belang van gieten in het productieproces is significant. Een gietwerk resulteert in minder componenten en minder onderdelen die bij elkaar gezet hoeven te worden. Een lasconstructie die ooit een dozijn stukken was, kan in één onderdeel gegoten worden, wat resulteert in minder montagetijd, eenvoudigere voorraadbesteding, en een daling in de totale prijs. Bovendien is de algehele veelzijdigheid van gieten ongelooflijk.

Voordelen van aluminium drukgieten

Hoewel recente jaren niet "het Aluminium Tijdperk" genoemd worden, zouden ze dat kunnen. Vandaag de dag is aluminium gewenst om zijn licht gewicht en sterkte. Terwijl vroege commerciële aluminiumproducten gietwerken waren van kookgerei en diverse decoratieve items, omvatten moderne toepassingen van gedrukgoten aluminium dunwandige behuizingen die minder bewerking vereisen en een aantrekkelijke, zeer gladde afwerkoppervlakte hebben.

Aluminium creëert niet alleen een betaalbare stukprijs, het stelt snelle cyclus tijden en hoogvolume productie toe, tot 1.000 stukken per dag, afhankelijk van bewerkingsbehoeftes.

Terwijl we in de drie belangrijkste gietmethoden duiken — zandgieten, drukgieten, en permanent mold gieten — onthoud dat de voordelen van alle drie processen vergroot worden wanneer aluminium gebruikt wordt. Het uitzondering is ijzer, dat niet onder hoge druk gezet kan worden, dus zandgieten is de enige gietoptie voor ijzer.

Zandgieten en drukgieten

Zandmold gieten is de meest veelzijdige gietmethode voor het produceren van veel producten, vooral aluminium. Een patroon wordt in een fijn zandmengsel geperst. Dit vormt de mold waarin het metaal gegoten wordt. Bij drukgieten wordt gesmolten metaal onder druk in een staal dien (of mold) geperst. Drukgieten is perfect voor precies gevormde onderdelen die minder bewerking en afwerking vereisen.

Hoe vergelijken ze?

• Legering beschikbaarheid: Verschillende legeringen zijn beschikbaar voor gebruik in zandgieten (319 of 356 legering, bijvoorbeeld) die niet mogelijk zijn met drukgieten. Alle legeringen hebben verschillende sterktes en kenmerken gebaseerd op het product

• Geometrie: Sommige kernen voor passages zijn niet mogelijk met drukgieten, waarbij het patroon recht uit de mold getrokken moet worden

• Snelheid: Veel meer drukgietwerken kunnen in een uur gemaakt worden dan zandgieten, dus drukgieten wordt normaal gebruikt voor hoogvolume productie

• Toleranties: Omdat drukgieten een mechanisch, staal gereedschap is, kan het strammere toleranties aanhouden dan zandgieten (meer over toleranties hieronder)

• Bewerking: Drukgietens bewerkingskosten zijn minder vanwege minder overslag, en bepaalde oppervlakken kunnen as-cast blijven zonder enige bewerking vereist

• Gereedschappen: Drukgieten resulteert in een significante toename in de kosten van staal gereedschappen. Echter, de juiste investering in gereedschappen vooraf resulteert in een lagere algehele stukprijs

• Kosten: Zandgieten is een duurdere stukprijs proces dan drukgieten, toch kan zandgieten economischer zijn voor kleine hoeveelheden en prototypes, ingewikkelde ontwerpen, en wanneer het gietwerk zelf erg groot is

Nu, laten we de permanent/half-permanente mold methode aanpakken, die in veel manieren tussen de vorige twee valt.

Permanente mold of half-permanente mold

Permanente mold gieten betreft staal gereedschappen samen met zandkernen zoals nodig. Die gereedschapsinvestering is duurder dan zandgietgereedschappen maar niet zo duur als drukgietgereedschappen.

In tegenstelling tot drukgieten (hoge druk metaal wordt in de mold geblazen), betreft het permanente mold proces ofwel zwaartekrachtstroom ofwel lage-druk stroom in de mold. Een vacuüm kan toegepast worden om de stroom soepel te houden evenals helpen porositeit te verminderen.

Vergeleken met drukor zandgietwerken, kunnen permanente mold gietwerken vaak sterker zijn. Half-permanente mold gieten betekent dat er zandkernen in de mold geplaatst worden om interne passages te creëren die door verbranding/schudden verwijderd zullen worden. Dit wordt het meest gebruikt met aluminium.

Twee veelvoorkomende gietdefecten: porositeit en niet-opschonen

Vloeistof reist natuurlijk door poriën, of open ruimtes. Een slecht ontworpen onderdeel, met te veel overslag, opent porositeit. Gasinbeslissing binnen een hoge-druk mold kan zakjes of putjes creëren, wat een lekkage kan veroorzaken.

Bij zandgieten is de hoofdoorzaak van porositeit ingesloten lucht en/of gas, of misschien een zanddefect, zoals vuil. Hoewel het proces van drukgieten — met een hoge-druk blast van aluminium — vaker ingesloten lucht creëert, treedt het meestal op onder het oppervlak van het onderdeel. Een schone huid, slechts 2 mm, is vereist, elimineert elk porositeitsprobleem.

Typisch wordt onvoldoende overslag veroorzaakt door of een gekromd gietwerk of een slecht ontworpen gietwerk (niet genoeg overslag ingebouwd vooraf). Bij zandgieten of permanente mold gietwerken kan de oorzaak overmatig slijpen of zagen in het oppervlak zijn, of het kan een kernverschuiving zijn die dimensionale problemen veroorzaakt. Drukgietoorzaken kunnen trimming omvatten, of in de meeste gevallen, een gekromd gietwerk (vanwege dunne wanden en hoe het uit de mold geëjecteerd wordt).

Onvoldoende overslag leidt direct tot niet-opschonen. Wanneer er niet genoeg materiaal, of overslag, is om te snij, betrekt het geprogrammeerde gereedschap het materiaal niet; het "snijdt" simpelweg lucht. Dus in plaats van een gladde, machine-gesneden oppervlakte, is het een gegoten oppervlak. Niet-opschonen kan in de machine aangepast worden door een snede dieper te duwen. Echter, het handhaven van een minimale dikte kan deze techniek's gebruik voorkomen.

Giet toleranties — overzicht en belang

Verschillende materialen en processen betreffen verschillende standaarden. Dus, afhankelijk van het specifieke proces, worden toleranties beoordeeld voor posities, lengte (per inch), en materiaalklassen alsook de klant's eigen vereisten en specificaties. Bovendien hebben verenigingen hun eigen richtlijnen. Bijvoorbeeld, een aluminium drukgieten zou Aluminum Association standaarden en de North American Die Casting Association (NADCA) moeten volgen. Echter, ijzeronderdelen zouden gerefereerd moeten worden naar ISO 8062.

Wanneer toleranties niet gehaald worden, kan er veel gebeuren …

• Meer gieterij schroot of machine schroot
• Garantieproblemen van een klant
• Een product dat niet correct functioneert
• Gereedschappen herwerken (gieten en/of bewerken)
• Extra bewerking

… en geen van die zijn prettig omdat, uiteindelijk, ze allemaal direct kosten beïnvloeden, wat significant kan zijn. Dus, hoewel er meerdere processen en details te overwegen zijn, is het belangrijkste om te partneren met een team die deze complexiteit begrijpt en elk proces duidelijk kan uitleggen zodat de juiste beslissing genomen wordt.

Zie Stecker's voordeel in gieten, bewerken, toleranties... en meer!

Stecker neemt complexe fabricageuitdagingen aan waar anderen in de industrie zich voor schamen. Door te partneren met een ervaren, toegewijde, en betrouwbare CNC-werkplaats, wint u bepaalde voordelen.

NIET in één gieterij gedwongen

Wanneer een werkplaats een gieterij bezit, zijn de processen en materialen vaak vooraf bepaald ongeacht of ze correct zijn of niet. Aan de andere kant, toegang hebben tot een brede leveranciersbasis met verschillende processen en materialen kan een onderdeel koppelen aan het exacte juiste proces en partner. In plaats van het onderdeel in het gevestigde proces te dwingen, wordt het onderdeel in het juiste proces gezet. Stecker heeft partnerschappen met meer dan 40 gieterijen, dus Voordeel Stecker!

De leverancier managen

Vanuit een procesperspectief, voegt Stecker waarde toe door aandacht te besteden aan hoe een gieterij zaken doet. Procescontrole zorgt voor onderdelen die aan klantvereisten voldoen. Stecker voert audits uit die correcte procescontroles en documentatie waarborgen, dus Voordeel Stecker!

Samenwerking

Het kan niet genoeg benadrukt worden: de voorafgaande teamwerk tussen de eindgebruiker, de CNC-werkplaats, en de gieterij is vitaal. Eenmaal een proces bepaald, is dat de tijd om het onderdeel te ontwerpen voor fabricagebaarheid. Stecker heeft een voordeel met verschillende processen en materialen, dus Voordeel Stecker!

Een gids met uw bottom line in gedachten

Stel u dit scenario voor: Een ingenieur heeft een project 75% ontworpen, dus het wordt uitbesteed voor offerte. Stecker krijgt de offerte, collaboreert met de juiste gieterij, en adviseert:

• een switch van het materiaal
• een verandering in de geometrie
• een verandering in de gietmethode
• toegevoegde bewerking

Bij review wordt ontdekt dat met het geprojecteerde volume, een drukgieten (zelfs met additionele voorafgaande gereedschapskosten) de beste oplossing kan zijn. In zes maanden kan een terugverdiening gerealiseerd worden, met het project voor half de prijs, dus Voordeel Stecker!

Echt teamwerk

Stecker lost elke individuele klant's unieke behoeften op. We zullen verkennen wat u nodig hebt, reviewen wat we kunnen bieden, een tekeningreview uitvoeren, een gietproces bepalen, bespreken welke gieterij een goede match kan zijn, en de beste manier ontdekken om vooruit te gaan. Het is een partnerschap van het kiezen van de beste gieterij en het beste proces, dus Voordeel Stecker (en U!)

Nu u het belang van metaalgieten en de kracht van Stecker kent, lees deze mini-case studies die onze bereidheid tonen om in uitdagende CNC-bewerkingssituaties te duiken: In a Bind? 4 Projects During Which Stecker Machine Rescued Customers in Need.

Over de auteur

Jason geniet ervan klantuitdagingen op te lossen. Als VP Business Development is Jason verantwoordelijk voor het ontwikkelen van nieuw business samen met het zijn van de go-to persoon voor verschillende van SMC's huidige klanten. Jason heeft gewerkt in engineering, productie, en verkoop, en vindt zijn grootste kracht in het bieden van oplossingen aan klanten voor hun fabricageuitdagingen.