Wtrysk metali pod ciśnieniem
Odlewanie ciśnieniowe określane także jako wtrysk pod wysokim ciśnieniem to technologia kształtowania ciekłego metalu w gotowy wyrób, w specjalnej formie (podobnie jak we wtrysku tworzyw sztucznych). Metoda ta umożliwia wytwarzanie elementów głównie ze stopów metali nieżelaznych: aluminium, magnezu, cynku, miedzi. Odlewy ciśnieniowe charakteryzują się dużą dokładnością, stabilnością wymiarową, jakością powierzchni i odwzorowaniem kształtów.
Odlewanie ciśnieniowe - przebieg procesu
Proces opiera się na wymuszonym ruchu materiału, którym jest ciekły metal. Metal wypełnia wnękę specjalnie przygotowanej formy, odwzorowującej kształt jaki mają detale. Napełnianie formy metalem wywołane jest ciśnieniem wywieranym przez ruch tłoka maszyny odlewniczej.
Do produkcji odlewów ciśnieniowych używa się metalowych form, złożonych z zwykle z dwóch części oraz wciąganych i wyjmowanych rdzeni pozwalających odtworzyć powierzchnię wewnątrz odlewu. Przygotowane formy zalewa się ciekłym metalem utrzymywanym pod dużym ciśnieniem, aż do momentu obniżenia jego temperatury i skrzepnięcia.
Produkcja odlewu ciśnieniowego może być podzielona na następujące etapy:
smarowanie obu połówek formy specjalnym środkiem,
zamknięcie formy,
smarowanie tłoka,
zalanie komory wlewowej ciekłym metalem,
opcjonalne usunięcie powietrza z formy za pomocą systemu próżniowego,
wypełnienie wnęki formy metalem pod ciśnieniem za pomocą tłoka,
stygnięcie ciekłego metalu w formie i krzepnięcie odlewu,
otwarcie formy,
wyciągnięcie odlewu z formy,
stygnięcie i obniżenie temperatury odlewu.
W trakcie produkcji odlewu maszyna dociska do siebie dwie połówki formy. Siła, z jaką urządzenie jest w stanie to zrobić, decyduje o tym, jak duży i jak bardzo złożony pod względem konstrukcji wyrób można uzyskać. Po skrzepnięciu połówki formy otwiera się, gotowy odlew wyjmuje i przekazuje do dalszej obróbki (piaskowanie, śrutowanie, oczyszczanie wibracyjne).
Technologia ta zapewnia wysoką wydajność dzięki dużym porcjom materiału, a dzięki drobnoziarnistej strukturze odlewów - dobre właściwości mechaniczne, fizyczne i chemiczne odlewów.
Cechą charakterystyczną tej technologii wykonywania odlewów są bardzo wysokie prędkości napełniania form i ciśnienia niespotykane w innych technologiach odlewniczych. Prędkości te dochodzą do 100 m/s a ciśnienia do 150 MPa. Oznacza to, że sposób wypełniania wnęki strugami ciekłego materiału przebiega w sposób turbulentny. Konsekwencją takiego sposobu wypełniania są niejednorodności strukturalne odlewów w postaci pęcherzy gazowych, rozdzielenia faz i wtrąceń niemetalicznych.
Maszyny ciśnieniowe - wtryskarki do metalu
Maszyny do odlewania pod ciśnieniem budowane są zasadniczo w dwóch wersjach: z gorącą komorą i zimną komorą. Nowoczesne urządzenia sterowane są przez odpowiednie oprogramowanie, a w ich konstrukcji pojawiają się innowacje jak pompy próżniowe wspomagające proces przez usuwanie powietrza.
Wtryskarki gorąco komorowe
Na maszynie gorąco komorowej zamocowana jest forma odlewnicza zamykana odpowiednią siłą. Forma jest podłączona odpowiednia dyszą z komorą maszyny. Komora z kolei jest umieszczona bezpośrednio w tyglu pieca w którym topi się metal. Podczas procesu odlewniczego tłok poruszający się w komorze cofa się, a komora zapełnia się stopionym materiałem wpływającym z tygla. Materiał jest następnie jest wtłaczany do formy pod dużym ciśnieniem wytwarzanym przez roboczy ruch tłoka. Potem tłok powraca do pierwotnej pozycji. W tym samym czasie forma otwiera się i odlewy są wypychane z ruchomej połowy za pomocą wypychaczy. Czas krzepnięcia zależy od wielkości produkowanego przedmiotu. Cały cykl trwa od 3 do 9 sekund.
Wtryskarki zimno komorowe
Proces dla tych maszyn rozpoczyna się od stopienia metalu w oddzielnym piecu. Następnie odpowiednia ilość stopionego materiału jest dozowana do nieogrzewanej komory wtryskowej. Metal jest następnie wtryskiwany do formy odlewniczej przez ruch tłoka hydraulicznego lub mechanicznego. Największą wadą tego układu jest wolniejszy czas cyklu ze względu na konieczność przenoszenia stopionych metali z pieca do maszyny zimno komorowej.
Zastosowanie wtrysku metali
W maszynach z zimną komorą wykonuje się odlewy ze stopów metali, które topnieją w wysokich temperaturach czyli: stopy aluminium, różnych stopów magnezu, miedzi, ale również cynku. Natomiast urządzenia z gorącą komorą służą do produkcji odlewów z łatwotopliwych stopów cynku i ołowiu, często również z magnezu. Na wtryskarkach do metali wykonuje się produkcję szerokiego zakresu elementów: różnego rodzaju obudowy, tuleje łożyskowe, wirniki pomp, wirniki turbin itp. Wykonanie elementów z aluminium za pomocą wtryskarki do metali jest niezbędne do produkcji w branży lotniczej i samochodowej. Możliwa jest dzięki temu produkcja elementów z aluminium, które wymagają precyzyjnych tolerancji wymiarowych.
Ciśnieniowy wtrysk metali - formy odlewnicze
Jednym z najważniejszych parametrów charakteryzującym maszyny ciśnieniowe, jest siła zamykania. Jest to największa siła, z jaką mechanizm zamykania dociska połówki formy by zapewnić szczelność formy. Współczesne maszyny ciśnieniowe (zimno-komorowe) osiągają siłę zwierania 45 000 kN, natomiast maszyny gorąco-komorowe - do 5000 kN.
Narzędziem służącym do odlewania jest forma odlewnicza. Składa się ona z następujących grup elementów:
wkłady nadające kształt odlewom,
elementy zapewniające sztywność i stabilność konstrukcji: płyty form i wypychaczy, obudowy,
siłowniki i mechanizmy umożliwiające poruszanie się części ruchomych,
elementy instalacji grzewczo-chłodzącej umożliwiające utrzymanie optymalnej temperatury,
wypychacze pozwalające na usunięcie odlewu.
Formy ciśnieniowe podobnie jak te do tworzyw, produkowane są w wyspecjalizowanych narzędziowniach.
Usługa wtrysk metali / odlewanie ciśnieniowe
MetalTop.pl w bazie zawiera oferty firm wykonujących usługę wtrysku metali. W produkcji dostępne są odlewy z aluminium i innych materiałów, odpowiadające wymaganiom najbardziej wybrednych klientów. Firmy wyposażone są w niezbędne urządzenia do produkcji na wtryskarkach. Oferty można filtrować po parametrach technicznych, lokalizacji i możliwym terminie usługi. Zapraszamy.