A modern gyártási környezetben, alumínium présöntvény a könnyű, nagy szilárdságú és méretben összetett alkatrészek gyártásának elsőrangú eljárása. Az 5G-s távközlési berendezések bonyolult házaitól kezdve a következő generációs elektromos járművek szerkezeti alvázáig egy-egy termék sikere gyakran a tervezőbizottságon dől el. A fröccsöntésre való tervezés azonban alapvetően különbözik a CNC megmunkáláshoz vagy a 3D nyomtatáshoz való tervezéstől. A folyadékdinamika, a termikus összehúzódás és a mechanikai kilökődés mélyreható ismerete szükséges. Az öntési folyamathoz való tervezés optimalizálásának kudarca – az úgynevezett Tervezés a gyártáshoz (DFM) – magas selejt arányt, drága szerszámmódosításokat és veszélyeztetett alkatrészintegritást eredményez.
Az alumínium fröccsöntés tervezésének leggyakoribb buktatói abból a félreértésből fakadnak, hogy hogyan szilárdul meg az olvadt fém, és hogyan lép ki a kész alkatrész az acélformából. A présöntőgép nagynyomású környezetében a fémet nagy sebességgel fecskendezik be, és a lehűlés sebessége mindent meghatároz az alkatrész felületétől a belső porozitásig.
A fröccsöntés „Aranyszabálya” az, hogy a egyenletes falvastagság az egész komponensben. A présöntőformában a vékonyabb részek gyorsabban megszilárdulnak, mint a vastagabbak. Ha egy konstrukció egy vékony bordához csatlakoztatott nehéz domborulattal rendelkezik, akkor először a vékony rész fagy le, és elzárja az olvadt fém áramlását a vastagabb területre. Ez „zsugorodási porozitáshoz” vezet, ahol a vastag szakasz közepe üreggé válik, ahogy a fém összehúzódik.
A présöntő forma egy merev acélszerkezet. A letört homokformától eltérően a szerszámot ki kell nyitni, és az alkatrészt ki kell tolni. Huzatszögek az enyhe kúpok minden függőleges felületen párhuzamosak a szerszám nyitási irányával. Elegendő huzat hiányában az alumínium összehúzódik a hűtés során, vagy az acélhoz csapódik.
Az alapgeometria kialakítása után a tervezőmérnöknek a „Speciális szerkezeti optimalizálásra” kell összpontosítania. Ez a fázis magában foglalja az alkatrész megerősítését szükségtelen súly hozzáadása nélkül, és annak biztosítását, hogy az olvadt alumínium elérje a forma legtávolabbi végét anélkül, hogy a hőmérséklet csökkenne vagy turbulencia lépne fel.
A falvastagság növelése helyett a szilárdság növelése érdekében a mérnököknek érdemes használniuk Bordák . A bordák az olvadt fém „autópályájaként” működnek, lehetővé téve, hogy a fém távoli üregekbe áramoljon, miközben szerkezeti merevséget biztosítanak az alkatrésznek.
A présöntésnél az éles sarkok az alkatrésznek és a szerszámnak is az ellenségei. Az olvadt fém nem szereti elfordítani a 90 fokos sarkokat; ezzel turbulenciát hoz létre, és bezárja a levegőt.
Használja ezt a táblázatot gyors referenciaként a modern nagynyomású alumínium présöntvény standard tűréseire és tervezési határaira vonatkozóan.
| Tervezési funkció | Ajánlott minimum | Ideális tartomány | Minőségre gyakorolt hatás |
|---|---|---|---|
| Falvastagság | 1,0 mm | 2,0 mm - 3,5 mm | Csökkenti a porozitást és a ciklusidőt |
| Huzatszög (külső) | 0,5° | 1,0° - 2,0° | Megakadályozza a felület elhúzódását |
| Huzatszög (belső) | 1,0° | 2,0° - 3,0° | Biztosítja a könnyű kidobást |
| Filé sugár | 0,5 mm | 1,5 x falvastagság | Megszünteti a stresszes repedéseket |
| Standard tolerancia | ± 0,1 mm | ± 0,2 mm | Irányítja az illeszkedést és az összeszerelést |
| Kidobó Pin Dia. | 3,0 mm | 6,0 mm - 10,0 mm | Megakadályozza az alkatrésztorzulást |
ADC12 (A383) kiváló folyékonysága és forró repedéssel szembeni ellenálló képessége miatt a leggyakoribb választás. Nagyobb korrózióállóságot igénylő alkalmazásokhoz, A360 előnyben részesítjük, bár valamivel nehezebb önteni.
Igen, de ezekhez „mellékműveletek” vagy „diák” szükséges a formában. Ez jelentősen növeli a szerszámok bonyolultságát és költségét. Amikor csak lehetséges, a legjobb az alámetszések „kitervezése”, hogy fenntartsa az egyszerű, kétlemezes formakonfigurációt.
Minden fröccsöntvény rendelkezik bizonyos fokú belső porozitással, ami a levegő vagy a fém zsugorodása miatt következik be. Ha az alkatrésze nyomástömörséget (például üzemanyag-szivattyút) vagy nagy szilárdságú szerkezeti terhelést igényel, akkor "vákuum-öntvény"-re kell tervezni, vagy meg kell határoznia azokat a kritikus zónákat, ahol a porozitás szigorúan ellenőrzött.
