Meesterschap in metaalgieten:precisie CNC-toleranties uitgelegd

Stel je dit eens voor:een productietechniek die al meer dan 6000 jaar meegaat EN vandaag de dag nog steeds zeer gewaardeerd wordt. Dat is metaalgieten .

In de loop van de tijd zijn er meer metalen gegoten:goud rond 4000 v.Chr., gevolgd door brons en koper , en dan strijken rond 1000 v.Chr. Het belang van metaalgieten kan niet genoeg worden benadrukt. Zelfs de vooruitgang van de beschaving zelf is vernoemd naar de metaalgietprocessen die in die tijd het meest werden gebruikt:de kopertijd, de bronstijd en de ijzertijd.

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

Waarom casten?

Casten vereenvoudigt het proces van het vormen van metaal tot producten. Zo werkt het:gesmolten metaal wordt in een mal gegoten om het gewenste patroon te creëren. Om het patroon of onderdeel te verwijderen, wordt een lichte tapsheid, vaak diepgang genoemd, op de patroonoppervlakken gebruikt. Indien nodig worden er doorgangen of holtes in het gietstuk gemaakt door kernen in de gietkast te steken zodra het patroon is verwijderd.

Het belang van gieten in het productieproces is aanzienlijk. Een casting resulteert in minder componenten en minder onderdelen in elkaar gezet hoeven te worden. Een laswerk dat ooit uit een tiental stukken bestond, kan in één onderdeel worden gegoten, wat resulteert in minder montagetijd, eenvoudiger voorraadbeheer en een daling van de totale prijs. Plus de algehele veelzijdigheid van casting is ongelooflijk.

Voordelen van spuitgieten van aluminium

Hoewel de afgelopen jaren niet ‘het aluminiumtijdperk’ worden genoemd, zouden ze dat wel kunnen zijn. Tegenwoordig is aluminium gewenst vanwege zijn lichte gewicht en kracht . Terwijl vroege commerciële aluminiumproducten gietstukken van kookgerei en diverse decoratieve voorwerpen waren, omvatten moderne toepassingen van gegoten aluminium dunwandige behuizingen die minder bewerking vergen. en hebben een aantrekkelijk, zeer glad oppervlak.

Aluminium zorgt niet alleen voor een betaalbare stukprijs Het maakt snelle cyclustijden en productie van grote volumes mogelijk, tot 1.000 stuks per dag, afhankelijk van de bewerkingsbehoeften.

Terwijl we ingaan op de drie belangrijkste gietmethoden:zandgieten , spuitgieten , en permanent gieten — onthoud dat de voordelen van alle drie de processen groter worden wanneer aluminium wordt gebruikt. De uitzondering is ijzer, dat niet onder hoge druk kan worden gezet, dus zandgieten is de enige gietoptie van ijzer.

Zandgieten en spuitgieten

Zandgieten is het meest veelzijdige gietmethode voor het produceren van veel producten, vooral aluminium. In een fijn zandmengsel wordt een patroon geperst. Dit vormt de mal waarin het metaal wordt gegoten. Bij spuitgieten wordt gesmolten metaal onder druk in een stalen matrijs (of mal) geperst. Spuitgieten is perfect voor precies gevormde onderdelen waarvoor minder bewerking en afwerking nodig is.

Dus, hoe vergelijken ze?

• Beschikbaarheid van legeringen:Er zijn verschillende legeringen beschikbaar voor gebruik bij zandgieten (bijvoorbeeld 319- of 356-legeringen) die niet mogelijk zijn bij spuitgieten. Alle legeringen hebben verschillende sterktes en kenmerken, afhankelijk van het product

• Geometrie:Sommige kernen voor doorgangen zijn niet mogelijk bij spuitgieten, waarbij het patroon recht uit de mal moet worden getrokken

• Snelheid:Er kunnen in een uur veel meer spuitgietstukken worden gemaakt dan zandgieten, dus spuitgieten wordt normaal gesproken gebruikt voor de productie van grote volumes

• Toleranties:Omdat spuitgieten een mechanisch, stalen gereedschap is, kan het nauwere toleranties aanhouden dan zandgieten (meer over toleranties hieronder)

• Bewerking:De bewerkingskosten van spuitgieten zijn lager omdat er minder voorraad is, en bepaalde oppervlakken kunnen gegoten blijven zonder dat er bewerking nodig is

• Gereedschappen:Spuitgieten resulteert in een aanzienlijke stijging van de kosten van stalen gereedschappen. De juiste investering in gereedschap vooraf resulteert echter in een lagere totale stukprijs

• Kosten:Zandgieten is een duurder stukprijsproces dan spuitgieten, maar zandgieten kan voordeliger zijn voor kleine hoeveelheden en prototypes, ingewikkelde ontwerpen en wanneer het gieten zelf erg groot is

Laten we nu eens kijken naar de permanente/semi-permanente schimmelmethode, die in veel opzichten tussen de vorige twee in valt.

Permanente schimmel of semi-permanente schimmel

Bij permanent vormgieten wordt gebruik gemaakt van stalen gereedschappen samen met zandkernen indien nodig. Die gereedschapsinvestering is duurder dan zandgietgereedschap, maar niet zo duur als spuitgietgereedschap.

In tegenstelling tot spuitgieten (metaal onder hoge druk wordt in de mal geblazen), omvat het permanente malproces zwaartekrachtstroom of lagedrukstroming in de mal. Er kan een vacuüm worden toegepast om de stroom soepel te laten bewegen en om de porositeit te helpen verminderen.

Vergeleken met matrijs- of zandgietstukken kunnen permanente vormgietstukken vaak sterker zijn. Semi-permanent gieten betekent dat er zandkernen in de mal worden geplaatst om interne doorgangen te creëren die worden verwijderd door uitbranden/uitschudden. Dit wordt het meest gebruikt bij aluminium.

Twee veelvoorkomende gietfouten:porositeit en niet-schoonmaken

Vloeistof reist op natuurlijke wijze door poriën of open ruimtes. Een slecht ontworpen onderdeel, met bijvoorbeeld te veel materiaal, zorgt voor porositeit . Als er gas in een hogedrukvorm blijft zitten, kunnen er zakken of putten ontstaan, die lekkage kunnen veroorzaken.

Bij zandgieten is de belangrijkste oorzaak van porositeit opgesloten lucht en/of gas , of mogelijk een zanddefect, zoals vuil. Hoewel het proces van spuitgieten, waarbij aluminium onder hoge druk wordt geblazen, vaker ingesloten lucht ontstaat, gebeurt dit meestal onder het oppervlak van het onderdeel. Een schone huid, slechts 2 mm nodig, elimineert porositeitsproblemen.

Meestal onvoldoende voorraad wordt veroorzaakt door een gebogen gietstuk of een slecht ontworpen gietstuk (niet voldoende voorraad vooraf ingebouwd). Bij zandgieten of permanente gietstukken kan de oorzaak overmatig slijpen of zagen in het oppervlak zijn, of het kan een kernverschuiving zijn die maatproblemen veroorzaakt. De oorzaken van spuitgieten kunnen betrekking hebben op afsnijden of, in de meeste gevallen, op een gebogen gietstuk (vanwege de dunne wanden en de manier waarop het uit de mal wordt geworpen).

Onvoldoende voorraad leidt direct tot niet-opruimen . Als er niet genoeg materiaal of voorraad is om te snijden, grijpt het geprogrammeerde gereedschap het materiaal niet aan; het "snijdt" eenvoudigweg de lucht. Dus in plaats van een glad, machinaal gesneden oppervlak is het een gegoten oppervlak. De niet-opruiming kan in de machine worden aangepast door een snede dieper te duwen. Houd echter een minimale dikte aan zou het gebruik van deze techniek kunnen verhinderen.

Giettoleranties — overzicht en belang

Bij verschillende materialen en processen zijn verschillende betrokken standaarden . Dus, afhankelijk van het specifieke proces, toleranties worden beoordeeld op posities, lengte (per inch) en materiaalkwaliteiten, evenals op de eigen vereisten van de klant en specificaties . Bovendien hebben verenigingen hun eigen richtlijnen. Een aluminium spuitgietstuk moet bijvoorbeeld voldoen aan de normen van de Aluminium Association en de North American Die Casting Association (NADCA). Voor ijzeren onderdelen moet echter worden verwezen naar ISO 8062.

Als de toleranties niet worden gehaald, kan er veel gebeuren …

• Meer gieterijschroot of machineschroot
• Garantieproblemen van een klant
• Een product werkt niet goed
• Herbewerk de gereedschappen (gegoten en/of machinaal)
• Extra bewerking

… en geen daarvan is prettig, omdat ze uiteindelijk allemaal rechtstreeks van invloed zijn op de kosten , wat aanzienlijk zou kunnen zijn. Dus hoewel er meerdere processen en details zijn waarmee rekening moet worden gehouden, is het belangrijkste dat u samenwerkt met een team dat deze complexiteit begrijpt en elk proces duidelijk kan uitleggen, zodat de juiste beslissing wordt genomen.

Zie het voordeel van Stecker op het gebied van gieten, bewerken, toleranties... en meer!

Stekker gaat complexe productie-uitdagingen aan waar anderen in de industrie voor terugdeinzen. Door samen te werken met een ervaren, toegewijde en vertrouwde CNC-machinewerkplaats krijgt u bepaalde voordelen .

NIET in één gieterij ondergebracht

Wanneer een machinewerkplaats eigenaar is van een gieterij, zijn de processen en materialen vaak vooraf bepaald, ongeacht of ze correct zijn of niet. Aan de andere kant toegang hebben tot een brede aanbodbasis met verschillende processen en materialen kan een onderdeel aan precies het juiste proces en de juiste partner worden gekoppeld. In plaats van het onderdeel in het vastgestelde proces te laten passen, wordt het onderdeel in het juiste proces geplaatst. Stecker heeft partnerschappen met meer dan 40 gieterijen , dus Voordeel Stecker!

Beheren van de leverancier

Vanuit procesoogpunt voegt Stecker waarde toe door aandacht te besteden aan de manier waarop een gieterij zaken doet. Procesbeheersing zorgt voor onderdelen die voldoen aan de eisen van de klant. Stecker voert audits uit die zorgen voor goede procescontroles en goede documentatie, dus Voordeel Stecker!

Samenwerking

Het kan niet genoeg benadrukt worden:het team vooraf tussen de eindgebruiker, de CNC-machinewerkplaats en de gieterij is van cruciaal belang. Zodra een proces is bepaald, is dat het moment om het onderdeel te ontwerpen met het oog op maakbaarheid. Stecker heeft een voorsprong met verschillende processen en materialen, dus Voordeel Stecker!

Een gids met uw bedrijfsresultaten in gedachten

Stel je dit scenario eens voor:een ingenieur heeft een project voor 75% ontworpen, dus het wordt opgestuurd voor een offerte. Stecker ontvangt de offerte, werkt samen met de juiste gieterij en adviseert:

• een verandering van het materiaal
• een verandering in de geometrie
• een verandering in de castingmethode
• bewerking toegevoegd

Na beoordeling bleek dat met het geprojecteerde volume sprake was van een spuitgieten (zelfs met extra gereedschapskosten vooraf) kan de beste oplossing zijn. Binnen zes maanden kan een uitbetaling worden gerealiseerd, waarbij het project de helft van de prijs oplevert, dus Voordeel Stecker!

Echt teamwerk

Stecker lost de problemen van elke individuele klant op unieke behoeften. We onderzoeken wat u nodig heeft, bekijken wat we te bieden hebben, voeren een drukcontrole uit, bepalen een gietproces, bespreken welke gieterij het beste bij u past en ontdekken de beste manier om verder te gaan. Het is een partnerschap van het kiezen van de beste gieterij en het beste proces, dus Advantage Stecker (en JIJ!)

Nu je de kent hetbelang van metaalgieten en de kracht van Stecker, lees deze mini-casestudies die onze bereidheid laten zien om in uitdagende CNC-bewerkingssituaties te duiken:In een probleem? 4 projecten waarbij Stecker Machine klanten in nood redde .

Over de auteur

Jason vindt het leuk om uitdagingen van klanten op te lossen. Als VP Business Development is Jason verantwoordelijk voor het ontwikkelen van nieuwe business en is hij de aanspreekpunt voor verschillende huidige klanten van SMC. Jason heeft gewerkt in engineering, productie en verkoop, en ontdekt dat zijn grootste kracht het bieden van oplossingen aan klanten voor hun productie-uitdagingen is.