Turnarea sub presiune vs turnarea prin injecție a metalelor: care sunt diferențele?

Ce este Die Casting?

Turnarea sub presiune este un proces de fabricație care implică turnarea sau injectarea metalului topit în matrițe, cunoscut sub numele de moare. Metalul utilizat în mod obișnuit în acest proces poate include zinc, aluminiu și aliajele acestora. A ta este o călătorie printr-o procedură adoptată pe scară largă pentru eficiența sa în serii de producție de mare volum.

Când inițiezi turnarea sub presiune, metalul este topit într-un cuptor și apoi injectat în matrițe sub presiune înaltă. Această metodă este populară pentru capacitatea sa de a produce piese cu precizie, detalii complicate și finisare excelentă a suprafeței - calități cerute în sectoare precum industria auto, aerospațială și electronică.

Turnarea sub presiune este foarte căutată de producători datorită capacității sale de a produce piese uniforme cu o calitate constantă. Indiferent dacă îl utilizați pentru a crea componente complexe ale cutiei de viteze pentru vehicule sau carcase elegante și durabile pentru electronice, turnarea sub presiune este un pilon al producției moderne, mai ales atunci când precizia și volumul sunt esențiale.

Procesul de turnare sub presiune

 Există trei tipuri principale de procese de turnare sub presiune: turnare sub presiune gravitațională, turnare sub presiune cu cameră rece și turnare sub presiune cu cameră fierbinte.

Turnare prin gravitate
În turnarea prin gravitație, metalul topit este turnat direct dintr-o oală într-o matriță semipermanentă sau permanentă. Cavitatea se umple fără altă forță decât gravitația. Avantajele turnării prin gravitație includ capacitatea de a produce piese turnate dense, de înaltă calitate, cu proprietăți mecanice excelente, potrivite pentru tratarea termică. Este rentabil pentru producția de volum mic până la mediu.

Turnare sub presiune cu cameră rece
În turnarea sub presiune cu cameră rece, cuptorul de topire este situat separat de mașina de turnare sub presiune. Pentru fiecare ciclu, o cantitate precisă de metal topit este introdusă în camera de împușcare neîncălzită a mașinii; apoi, un piston hidraulic forțează metalul în matriță la presiuni mari între 2.000-20.000 psi. Turnarea sub presiune cu cameră rece este utilizată pentru aliajele cu puncte de topire mai mari, cum ar fi aluminiul. Produce piese puternice, durabile, dar are timpi de ciclu mai lenți decât o cameră fierbinte.

Turnare sub presiune cu camera fierbinte
În turnarea sub presiune cu cameră fierbinte, mecanismul de injecție este scufundat într-un bazin de metal topit, care este introdus în matriță printr-un gât de gâscă și un piston. La începutul fiecărui ciclu, pistonul se retrage, permițând gâtului de găină să se umple cu metal topit. Pistonul forțează apoi metalul prin gâtul de gâscă în matriță la presiuni de 1.000-5.000 psi. Turnarea sub presiune cu cameră fierbinte este utilizată pentru aliaje cu puncte de topire scăzute, cum ar fi zincul și magneziul. Permite cicluri mai rapide și poate produce piese complicate cu porozitate redusă.

Aplicații de turnare sub presiune

Automobile: Turnarea sub presiune este utilizată pe scară largă în sectorul auto. Veți găsi componente precum blocurile motoare, piese de transmisie și elemente structurale realizate prin acest proces. Capacitatea de a produce piese puternice și durabile rapid și eficient face ca turnarea sub presiune să fie o alegere de preferat pentru inginerii auto.

• Componentele motorului
• Cutii de viteze
• Rame Auto

Aerospațial: Industria aerospațială apreciază turnarea sub presiune pentru a crea piese complexe care necesită precizie și poate rezista în condiții dure. Componentele precum trenul de aterizare, instrumentele din carlingă și piesele motorului sunt de obicei turnate sub presiune.

• Carcase de instrumentare
• Piese pentru trenul de aterizare
• Componentele motorului

Electronică: În electronică, turnarea sub presiune este folosită pentru a crea elemente precum conectori, carcase și radiatoare. Aceste piese beneficiază de capacitatea turnării sub presiune de a forma modele complexe cu un nivel ridicat de conductivitate termică.

• Radiatoare de căldură
• Conectori
• Incinte

Ce este turnarea prin injecție de metal?

Turnarea prin injecție a metalelor (MIM) vă oferă un proces de fabricație pentru producerea de piese complexe în volume medii până la mari. MI M combină libertatea designului și complexitatea formelor găsite în turnarea prin injecție a plasticului cu rezistența și integritatea excepționale a metalului.

Iată o prezentare concisă a MIM:

• Materiale: Alegerea dvs. de materiale în MIM include de obicei metale feroase, cum ar fi oțelul inoxidabil, care oferă rezistență și durabilitate semnificative produsului final.
• Forță și precizie: Piesele MIM sunt cunoscute pentru rezistența și precizia lor impresionante. Mențin toleranțe strânse, făcându-le potrivite pentru ambele industrial și medical aplicatii.
• Geometrii complexe și pereți subțiri: Cu MIM, puteți crea piese cu geometrii complexe și pereți subțiri, ceea ce ar putea fi dificil sau imposibil prin procesele tradiționale de prelucrare a metalelor.

Procesul de turnare prin injecție a metalelor

Înțelegerea dvs. despre MIM începe cu materialul său principal - a materie primă care constă dintr-o pulbere metalică fină și un material liant polimeric. Metalele comune utilizate în acest proces includ oțel inoxidabil, titan, aliaje de nichel și aliaje de cupru. În stadiile sale inițiale, MIM este asemănător cu turnarea prin injecție a plasticului; materia primă este încălzită până devine vâscoasă și poate fi injectată într-o cavitate a matriței.

Odată ce partea turnată este fixată, începe procesul de delegare. Aceasta implică îndepărtarea majorității liantului, care pregătește piesa pentru sinterizare. În timpul sinterizării, piesa dumneavoastră este expusă la temperaturi ridicate care leagă particulele de metal împreună și asigură integritatea.

După sinterizare, veți descoperi că piesa sa micșorat semnificativ – de obicei între 15-20%. Cu toate acestea, procesul de sinterizare vă permite să obțineți o precizie dimensională excelentă și un finisaj al suprafeței, minimizând adesea nevoia de prelucrare ulterioară. MIM este foarte rentabil atunci când vine vorba de producerea de piese mici în volume mari, datorită deșeurilor de material mai mici și capacității de a menține toleranțe strânse fără lucrări de finisare extinse.

În cele din urmă, turnarea prin injecție de metal oferă un amestec unic de calitate, eficiență și versatilitate în cadrul proceselor de producție. Capacitatea sa de a utiliza o varietate de metale și de a atinge caracteristici specifice ale materialelor - cum ar fi duritatea, rezistența la tracțiune și rezistența la temperatură - îl face un proces valoros în numeroase industrii.

Aplicații de turnare prin injecție a metalelor (MIM).

Turnarea prin injecție a metalelor (MIM) este precisă și eficientă din punct de vedere al costurilor și este potrivită în special pentru producția de masă a componentelor de dimensiuni mici și mijlocii. Veți găsi aplicații MIM în diverse industrii datorită capacității sale de a produce forme complexe cu finisare excelentă a suprafeței.

Aerospațial și auto:

• MIM este ideal pentru fabricarea pieselor precum mânerele ușilor, balamalele și componentele motorului datorită rezistenței și durabilității sale ridicate.

Medical si stomatologic:

• Industria medicală beneficiază de precizia MIM în crearea de instrumente chirurgicale, implanturi și bracket-uri care necesită biocompatibilitate.

Electronice de consum:

• Componentele mici, cum ar fi piesele de telefoane mobile sau ansamblurile camerei, exploatează priceperea MIM în miniaturizare și capabilități de proiectare detaliată.

Industria armelor de foc:

• MIM este utilizat pentru fabricarea diferitelor componente ale armelor de foc, inclusiv declanșatoare, ciocane și piese de vedere care necesită toleranțe și rezistență stricte.

Echipamente industriale generale:

• Veți găsi MIM în producția de componente de pompă, conectori și supape datorită capacităților sale de producție de mare volum și consistenței.

În aceste aplicații, MIM oferă beneficii care includ:

• Materiale de înaltă densitate cu proprietăți mecanice deosebite
• Abilitatea de a integra funcții precum fire, roți dințate și canale interne fără operațiuni secundare
• Producerea pieselor aproape de forma finală, minimizând deșeurile

Die Casting vs MIM: Avantaje și dezavantaje

Avantajele MIM față de turnarea sub presiune

1. MIM poate produce piese mici, complexe, cu caracteristici complicate și pereți subțiri, care ar fi dificil sau imposibil cu turnarea sub presiune.
2. MIM oferă o gamă mai largă de materiale, inclusiv metale feroase, oțeluri inoxidabile, titan și aliaje de nichel. Turnarea sub presiune este de obicei limitată la metale neferoase precum aluminiul, zincul și magneziul.
3. Piesele MIM au proprietăți mecanice excelente, rezistență ridicată și rezistență la uzură datorită procesului de sinterizare.
4. MIM oferă toleranțe mai strânse și poate fi precisă până la 0,3 mm.
5. MIM nu are practic deșeuri, deoarece tot materialul este injectat direct în matriță.

Dezavantajele MIM în comparație cu Die Casting

1. MIM este, în general, mai scump decât turnarea sub presiune datorită sculelor complexe și etapelor multiple de procesare.
2. MIM are o durată de viață mai mică a matriței (150.000-300.000 de fotografii) în comparație cu turnarea sub presiune (peste 1 milion de lovituri).
3. Piesele MIM se pot micșora semnificativ (până la 30%) în timpul sinterizării, necesitând o proiectare atentă a matriței. Turnarea sub presiune are o contracție mult mai mică.
4. MIM are costuri inițiale ridicate de automatizare și configurare.

Avantajele turnării sub presiune față de MIM

1. Turnarea sub presiune este de obicei mai ieftină decât MIM, până la 30% mai puțin costisitoare în unele cazuri.
2. Turnarea sub presiune are o durată de viață mai lungă a matriței (peste 1 milion de lovituri) în comparație cu MIM (150k-300k cadre).
3. Turnarea sub presiune nu necesită operații secundare după ce piesa este scoasă din matriță.
4. Turnarea sub presiune poate găzdui inserții și piese din alte materiale încorporate în turnare.

Dezavantajele turnării sub presiune în comparație cu MIM

1. Turnarea sub presiune se luptă cu producerea de piese mici, complicate, cu caracteristici fine și pereți subțiri.
2. Turnarea sub presiune este limitată în mare parte la metale neferoase. Metalele feroase au puncte de topire foarte mari, care reduc durata de viață a matriței.
3. Porozitatea datorată gazelor prinse este o problemă comună în turnarea sub presiune, reducând rezistența mecanică.
4. Turnarea sub presiune necesită matrițe costisitoare pentru a rezista la presiune mare și la temperaturile metalului topit.

Pe scurt, MIM excelează în producerea de piese mici, complexe, cu proprietăți mecanice excelente într-o gamă largă de materiale. Cu toate acestea, este mai scump și are un timp de ciclu mai lung decât turnarea sub presiune. Turnarea sub presiune este mai economică și potrivită pentru piese mai simple, mai mari din metale neferoase, cu timpi de producție mai rapidi, dar se luptă cu caracteristici complexe și porozitate.

Comparație: turnarea prin injecție a metalelor vs. turnarea sub presiune

1. Precizie și toleranțe

Turnare prin injecție a metalelor (MIM): MIM realizează piese foarte precise cu toleranțe relativ strânse, de obicei cu o precizie de 0,3 mm. Această precizie se datorează pulberilor fine de metal utilizate, care permit geometrii detaliate și complexe.

Turnare sub presiune: Turnarea sub presiune oferă în general o precizie dimensională bună, dar nu la fel de mare ca MIM. Toleranța tipică pentru turnarea sub presiune este de aproximativ ±0,0005 inchi, ceea ce este mai puțin precis în comparație cu capacitățile MIM. Variațiile de dimensiuni necesită adesea tăiere suplimentară pentru a îndeplini specificațiile.

2. Materiale necesare

Turnare prin injecție a metalelor (MIM): MIM poate utiliza o gamă largă de materiale, inclusiv metale feroase și neferoase, oțeluri inoxidabile, titan și aliaje de nichel. Această versatilitate permite producerea de piese cu proprietăți specifice adaptate diverselor aplicații.

Turnare sub presiune: Folosește în principal metale neferoase, cum ar fi aluminiul, zincul și magneziul. În timp ce turnarea sub presiune poate folosi metale feroase, aceste materiale au puncte de topire foarte ridicate, ceea ce poate reduce semnificativ durata de viață a mucegaiului.

3. Comparație de viteză

Turnare prin injecție a metalelor (MIM): Procesul MIM implică mai multe etape, inclusiv amestecare, turnare prin injecție, delegare și sinterizare, ceea ce îl face în general mai lent decât turnarea sub presiune. Cu toate acestea, odată ce producția este configurată, MIM poate produce eficient volume mari de piese.

Turnare sub presiune: Cunoscută pentru capacitatea sa de producție rapidă, turnarea sub presiune este mai rapidă, potrivită în special pentru serii de producție de mare volum. Procesul permite crearea rapidă a pieselor mari datorită tehnicilor sale de injecție la presiune înaltă.

4. Finisarea suprafeței

Turnare prin injecție a metalelor (MIM): Oferă de obicei un finisaj de suprafață de înaltă calitate, care adesea nu necesită o post-procesare suplimentară. Procesul de sinterizare ajută la obținerea unui finisaj neted.

Turnare sub presiune: Piesele ies de obicei din matriță cu un finisaj bun al suprafeței, dar ar putea necesita o tăiere a metalului în exces. Calitatea suprafeței este în general considerată medie în comparație cu MIM.

5. Costuri de producție

Turnare prin injecție a metalelor (MIM): În timp ce costurile inițiale de instalare și scule pot fi mari, MIM poate fi rentabil pentru producerea de piese complexe în volume mari, datorită deșeurilor reduse și necesităților minime de post-procesare.

Turnare sub presiune: În general, mai puțin costisitor din punct de vedere al costurilor inițiale și este mai rentabil pentru piese mai mari și producție de volum mare. Cu toate acestea, eficiența costurilor scade pentru piesele foarte complexe sau mai mici.

6. Diferențele de mucegai

Turnare prin injecție a metalelor (MIM): matrițele utilizate în MIM pot fi mai puțin durabile în comparație cu turnarea sub presiune, suportând de obicei aproximativ 150.000 până la 300.000 de fotografii. Cu toate acestea, matrițele MIM permit o mai mare complexitate în proiectarea pieselor.

Turnare sub presiune: Formele sunt proiectate să reziste la presiuni și temperaturi ridicate, făcându-le mai durabile, cu o speranță de viață de peste 1 milion de fotografii. Cu toate acestea, oferă mai puțină flexibilitate în ceea ce privește complexitatea pieselor în comparație cu matrițele MIM.