Lijevanje pod pritiskom naspram metalnog injekcijskog prešanja: Koje su razlike？

Što je lijevanje pod pritiskom?

Lijevanje pod pritiskom je proizvodni proces koji uključuje izlijevanje ili ubrizgavanje rastaljenog metala u kalupe, poznat kao umire. Metal koji se obično koristi u ovom procesu može uključivati cink, aluminij i njihove legure. Vaše je putovanje kroz postupak široko prihvaćen zbog njegove učinkovitosti u velikim serijama proizvodnje.

Kada započnete lijevanje pod pritiskom, metal se topi u peći i zatim ubrizgava u kalupe pod visokim pritiskom. Ova je metoda popularna zbog svoje sposobnosti proizvodnje dijelova s preciznošću, zamršenim detaljima i izvrsnom završnom obradom površine - kvalitete tražene u sektorima poput automobilske industrije, zrakoplovstva i elektronike.

Tlačni lijev vrlo je tražen od strane proizvođača zbog njegove sposobnosti proizvodnje ujednačenih dijelova dosljedne kvalitete. Bez obzira koristite li ga za izradu zamršenih komponenti mjenjača za vozila ili elegantnih, izdržljivih kućišta za elektroniku, lijevanje pod pritiskom stoji kao stup moderne proizvodnje, posebno kada su preciznost i volumen najvažniji.

Postupak tlačnog lijevanja

 Postoje tri glavne vrste procesa tlačnog lijevanja: gravitacijsko tlačno lijevanje, tlačno lijevanje u hladnoj komori i tlačno lijevanje u vrućoj komori.

Gravitacijski tlačni lijev
Kod gravitacijskog tlačnog lijevanja rastaljeni metal se izlijeva izravno iz lonca u polutrajnu ili trajnu matricu. Šupljina se puni bez sile osim gravitacije. Prednosti gravitacijskog tlačnog lijevanja uključuju mogućnost proizvodnje gustih, visokokvalitetnih odljevaka s izvrsnim mehaničkim svojstvima prikladnim za toplinsku obradu. Isplativ je za male do srednje velike količine proizvodnje.

Tlačni lijev u hladnoj komori
Kod tlačnog lijevanja u hladnoj komori, peć za taljenje nalazi se odvojeno od stroja za tlačni lijev. Za svaki ciklus, točna količina rastaljenog metala ulijeva se u nezagrijanu komoru za sačmu stroja; zatim, hidraulički klip tjera metal u matricu pod visokim pritiscima između 2,000-20,000 psi. Lijevanje pod pritiskom u hladnoj komori koristi se za legure s višim talištem poput aluminija. Proizvodi jake, izdržljive dijelove, ali ima sporija vremena ciklusa od vruće komore.

Lijevanje pod pritiskom u vrućoj komori
Kod tlačnog lijevanja u vrućoj komori, mehanizam za ubrizgavanje je uronjen u bazen rastaljenog metala, koji se dovodi u kalup kroz guščiji vrat i klip. Na početku svakog ciklusa, klip se povlači, dopuštajući guščjem vratu da se napuni rastaljenim metalom. Klip tada tjera metal kroz guščiji vrat u matricu pri pritiscima od 1000-5000 psi. Lijevanje pod pritiskom u vrućoj komori koristi se za legure s niskim talištem poput cinka i magnezija. Omogućuje kraća vremena ciklusa i može proizvesti zamršene dijelove sa smanjenom poroznošću.

Primjene za tlačni lijev

Automobili: Lijevanje pod pritiskom se intenzivno koristi u automobilskom sektoru. Pronaći ćete komponente kao što su blokovi motora, dijelovi prijenosa i strukturni elementi izrađeni ovim postupkom. Mogućnost brze i učinkovite proizvodnje jakih, izdržljivih dijelova čini lijevanje pod pritiskom glavnim izborom za automobilske inženjere.

• Komponente motora
• Mjenjači
• Okviri automobila

Aerospace: Zrakoplovna industrija cijeni lijevanje pod pritiskom za izradu složenih dijelova koji zahtijevaju preciznost i može izdržati teške uvjete. Komponente kao što su stajni trap, instrumenti u kokpitu i dijelovi motora obično su lijevani pod pritiskom.

• Kućišta za instrumente
• Dijelovi stajnog trapa
• Komponente motora

Elektronika: U elektronici se lijevanje pod pritiskom koristi za izradu predmeta poput konektora, kućišta i hladnjaka. Ovi dijelovi imaju koristi od sposobnosti tlačnog lijevanja da oblikuju složene dizajne s visokom razinom toplinske vodljivosti.

• Hladnjaci
• Priključci
• Kućišta

Što je brizganje metala?

Metalno brizganje (MIM) nudi vam proizvodni proces za proizvodnju složenih dijelova u srednjim do velikim količinama. MIM kombinira slobodu dizajna i složenost oblika koji se nalaze u brizganju plastike s iznimnom čvrstoćom i cjelovitošću metala.

Evo sažetog pregleda MIM-a:

• Materijali: Vaš izbor materijala u MIM-u obično uključuje željezne metale kao što je nehrđajući čelik, koji daje značajnu čvrstoću i izdržljivost konačnom proizvodu.
• Snaga i preciznost: MIM dijelovi poznati su po svojoj impresivnoj snazi i preciznosti. Održavaju stroge tolerancije, što ih čini prikladnima za oboje industrijski i medicinski aplikacije.
• Složene geometrije i tanki zidovi: S MIM-om možete izraditi dijelove složene geometrije i tankih stijenki, što bi moglo biti izazovno ili nemoguće kroz tradicionalne procese obrade metala.

Proces brizganja metala

Vaše razumijevanje MIM-a počinje s njegovim primarnim materijalom — a sirovina koji se sastoji od finog metalnog praha i polimernog vezivnog materijala. Uobičajeni metali koji se koriste u ovom procesu uključuju nehrđajući čelik, titan, legure nikla i legure bakra. U svojim početnim fazama, MIM je sličan brizganju plastike; sirovina se zagrijava dok ne postane viskozna i može se ubrizgati u šupljinu kalupa.

Nakon što je oblikovani dio postavljen, počinje proces odvezivanja. To podrazumijeva uklanjanje većine veziva, čime se dio priprema za sinteriranje. Tijekom sinteriranja vaš je dio izložen visokim temperaturama koje spajaju metalne čestice i osiguravaju cjelovitost.

Nakon sinteriranja, vidjet ćete da se dio značajno skupio — obično između 15-20%. Međutim, proces sinteriranja omogućuje vam postizanje izvrsne točnosti dimenzija i završne obrade površine, često smanjujući potrebu za naknadnom strojnom obradom. MIM je vrlo isplativ kada se radi o proizvodnji malih dijelova u velikim količinama zbog nižeg rasipanja materijala i mogućnosti održavanja uskih tolerancija bez opsežnih završnih radova.

U konačnici, brizganje metala nudi jedinstvenu mješavinu kvalitete, učinkovitosti i svestranosti unutar proizvodnih procesa. Njegova sposobnost korištenja različitih metala i postizanja specifičnih karakteristika materijala - kao što su tvrdoća, vlačna čvrstoća i otpornost na temperaturu - čini ga vrijednim procesom u brojnim industrijama.

Primjene metalnog injekcijskog prešanja (MIM).

Brizganje metala (MIM) je precizno i ekonomično te je posebno prikladno za masovnu proizvodnju malih i srednjih komponenti. Naći ćete aplikacije MIM-a u raznim industrijama zbog njegove sposobnosti proizvodnje složenih oblika s izvrsnom završnom obradom površine.

Zrakoplovstvo i automobilska industrija:

• MIM je idealan za proizvodnju dijelova kao što su ručke na vratima, šarke i komponente motora zbog svoje visoke čvrstoće i izdržljivosti.

Medicinski i stomatološki:

• Medicinska industrija ima koristi od MIM-ove preciznosti u stvaranju kirurških alata, implantata i nosača koji zahtijevaju biokompatibilnost.

Potrošačka elektronika:

• Male komponente kao što su dijelovi mobilnih telefona ili sklopovi kamera iskorištavaju MIM-ovu snagu u minijaturizaciji i mogućnostima detaljnog dizajna.

Industrija vatrenog oružja:

• MIM se koristi za izradu različitih komponenti vatrenog oružja, uključujući okidače, čekiće i dijelove ciljnika koji zahtijevaju stroge tolerancije i čvrstoću.

Opća industrijska oprema:

• Pronaći ćete MIM u proizvodnji komponenata pumpi, konektora i ventila zbog njegovih mogućnosti proizvodnje velikih količina i dosljednosti.

U ovim aplikacijama MIM pruža prednosti koje uključuju:

• Materijali visoke gustoće s izvrsnim mehaničkim svojstvima
• Sposobnost integracije značajki poput niti, zupčanika i unutarnjih kanala bez sekundarnih operacija
• Proizvodnja dijelova blizu konačnog oblika, minimiziranje otpada

Lijevanje pod pritiskom vs MIM: prednosti i nedostaci

Prednosti MIM-a u odnosu na lijevanje pod pritiskom

1. MIM može proizvesti male, složene dijelove sa zamršenim značajkama i tankim stijenkama koji bi bili izazovni ili nemogući s tlačnim lijevanjem.
2. MIM nudi širi raspon materijala, uključujući željezne metale, nehrđajuće čelike, titan i legure nikla. Lijevanje pod pritiskom obično je ograničeno na obojene metale poput aluminija, cinka i magnezija.
3. MIM dijelovi imaju izvrsna mehanička svojstva, visoku čvrstoću i otpornost na trošenje zbog procesa sinteriranja.
4. MIM pruža strože tolerancije i može biti točan unutar 0,3 mm.
5. MIM praktički nema otpada jer se sav materijal ubrizgava izravno u kalup.

Nedostaci MIM-a u usporedbi s lijevanjem pod pritiskom

1. MIM je općenito skuplji od tlačnog lijevanja zbog složenog alata i višestrukih koraka obrade.
2. MIM ima kraći vijek trajanja kalupa (150k-300k snimaka) u usporedbi s lijevanjem pod pritiskom (preko 1 milijun snimaka).
3. MIM dijelovi mogu se značajno skupiti (do 30%) tijekom sinteriranja, što zahtijeva pažljiv dizajn kalupa. Lijevanje pod pritiskom ima mnogo manje skupljanje.
4. MIM ima visoke početne troškove automatizacije i postavljanja.

Prednosti tlačnog lijevanja u odnosu na MIM

1. Tlačni lijev je obično jeftiniji od MIM-a, do 30% jeftiniji u nekim slučajevima.
2. Lijevanje pod pritiskom ima duži životni vijek kalupa (preko 1 milijun snimaka) u usporedbi s MIM-om (150k-300k snimaka).
3. Lijevanje pod pritiskom ne zahtijeva sekundarne operacije nakon što se dio izbaci iz kalupa.
4. Tlačni lijev može primiti umetke i dijelove izrađene od drugih materijala ugrađenih u odljev.

Nedostaci tlačnog lijevanja u usporedbi s MIM-om

1. Tlačni lijev se bori s proizvodnjom malih, zamršenih dijelova s finim karakteristikama i tankim stijenkama.
2. Tlačni lijev ograničen je uglavnom na neželjezne metale. Željezni metali imaju vrlo visoke točke taljenja, što smanjuje životni vijek matrice.
3. Poroznost zbog zarobljenih plinova čest je problem kod tlačnog lijevanja, jer smanjuje mehaničku čvrstoću.
4. Lijevanje pod pritiskom zahtijeva skupe kalupe da izdrže visok pritisak i temperature rastaljenog metala.

Ukratko, MIM se ističe u proizvodnji malih, složenih dijelova s izvrsnim mehaničkim svojstvima u širokom rasponu materijala. Međutim, skuplji je i ima dulje vrijeme ciklusa od tlačnog lijevanja. Lijevanje pod pritiskom je ekonomičnije i prikladnije za jednostavnije, veće dijelove od obojenih metala s bržim vremenom proizvodnje, ali muči se sa zamršenim karakteristikama i poroznošću.

Usporedba: Brizganje metala naspram lijevanja pod pritiskom

1. Točnost i dopuštena odstupanja

Brizganje metala (MIM): MIM postiže vrlo precizne dijelove s relativno malim tolerancijama, obično točnim unutar 0,3 mm. Ova preciznost je zahvaljujući korištenom finom metalnom prahu, koji omogućuje detaljne i složene geometrije.

Lijevanje pod pritiskom: Lijevanje pod pritiskom općenito nudi dobru točnost dimenzija, ali ne tako visoku kao MIM. Tipična tolerancija za lijevanje pod pritiskom je oko ±0,0005 inča, što je manje precizno u usporedbi s mogućnostima MIM-a. Varijacije u dimenzijama često zahtijevaju dodatno obrezivanje kako bi se zadovoljile specifikacije.

2. Potrebni materijali

Brizganje metala (MIM): MIM može koristiti širok raspon materijala, uključujući željezne i neželjezne metale, nehrđajuće čelike, titan i legure nikla. Ova svestranost omogućuje proizvodnju dijelova sa specifičnim svojstvima prilagođenim različitim primjenama.

Lijevanje pod pritiskom: Prvenstveno koristi obojene metale kao što su aluminij, cink i magnezij. Dok se za lijevanje pod pritiskom mogu koristiti željezni metali, ti materijali imaju vrlo visoke točke taljenja, što može znatno smanjiti vijek trajanja kalupa.

3. Usporedba brzine

Brizganje metala (MIM): MIM proces uključuje više koraka, uključujući miješanje, injekcijsko prešanje, uklanjanje veziva i sinteriranje, što ga općenito čini sporijim od lijevanja pod pritiskom. Međutim, nakon što se proizvodnja uspostavi, MIM može učinkovito proizvoditi velike količine dijelova.

Lijevanje pod pritiskom: Poznato po svojoj brzoj proizvodnoj sposobnosti, tlačni lijev je brži, posebno pogodan za velike količine proizvodnje. Proces omogućuje brzu izradu velikih dijelova zahvaljujući tehnikama ubrizgavanja pod visokim pritiskom.

4. Površinska obrada

Brizganje metala (MIM): Obično pruža visokokvalitetnu završnu obradu površine koja često ne zahtijeva dodatnu naknadnu obradu. Proces sinteriranja pomaže u postizanju glatke završne obrade.

Lijevanje pod pritiskom: Dijelovi obično izlaze iz kalupa s dobrom završnom obradom površine, ali može zahtijevati odrezivanje viška metala. Kvaliteta površine općenito se smatra srednjom u usporedbi s MIM-om.

5. Troškovi proizvodnje

Brizganje metala (MIM): Iako početni troškovi postavljanja i alata mogu biti visoki, MIM može biti isplativ za proizvodnju složenih dijelova u velikim količinama zbog smanjenog otpada i minimalnih potreba za naknadnom obradom.

Lijevanje pod pritiskom: Općenito jeftiniji u smislu početnih troškova i isplativiji je za veće dijelove i proizvodnju velikih količina. Međutim, isplativost se smanjuje za vrlo složene ili manje dijelove.

6. Razlike plijesni

Brizganje metala (MIM): Kalupi koji se koriste u MIM-u mogu biti manje izdržljivi u usporedbi s tlačnim lijevanjem, obično podržavaju oko 150 000 do 300 000 hitaca. Međutim, MIM kalupi omogućuju veću složenost u dizajnu dijelova.

Lijevanje pod pritiskom: Kalupi su dizajnirani da izdrže visoke pritiske i temperature, što ih čini izdržljivijima, s očekivanim životnim vijekom od preko 1 milijun udaraca. Međutim, oni nude manju fleksibilnost u pogledu složenosti dijelova u usporedbi s MIM kalupima.