Hvad er trykstøbning
Trykstøbning er en fremstillingsproces, der bruges til at fremstille metaldele med høj dimensionsnøjagtighed og overfladefinish.Det involverer at tvinge smeltet metal ind i et formhulrum under højt tryk.Formhulrummet er skabt af to hærdede stålmatricer, der er bearbejdet til den ønskede form.
Processen starter med smeltning af metallet, typisk aluminium, zink eller magnesium, i en ovn.Det smeltede metal sprøjtes derefter ind i formen ved højt tryk ved hjælp af en hydraulisk presse.Metallet størkner hurtigt inde i formen, og de to halvdele af formen åbnes for at frigøre den færdige del.
Trykstøbning bruges i vid udstrækning til at producere dele med komplekse former og tynde vægge, såsom motorblokke, transmissionshuse og forskellige bil- og rumfartskomponenter.Processen er også populær i produktionen af forbrugsvarer, såsom legetøj, køkkenudstyr og elektronik.
Trykstøbning
Trykstøbning er en ret specialiseret proces, som har udviklet sig mere overvejende inden for det 20. århundrede.Grundprocessen består af: smeltet metal hældes/injiceres i en stålform og via høj hastighed, konstant og intensiverende tryk (ved trykstøbning) og afkøling størkner det smeltede metal til en fast støbning.Typisk tager selve processen kun få sekunder og er en hurtig måde at danne metalprodukt af råmateriale.Trykstøbning er velegnet til materialer som tin, bly, zink, aluminium, magnesium til kobberlegeringer og endda jernlegeringer som rustfrit stål.De vigtigste legeringer, der anvendes i dag til trykstøbning, er aluminium, zink og magnesium.Fra de tidlige trykstøbemaskiner, som orienterede matriceværktøjer i lodret orientering til den nu almindelige standard for horisontal orientering og drift, fire spændestangsspændinger og fuldt computerstyrede processtadier, har processen avanceret gennem årene.
Industrien er vokset til en verdensomspændende produktionsmaskine, der fremstiller komponenter til en række forskellige anvendelser, hvoraf mange vil være inden for rækkevidde fra en selv, da produktanvendelsen af trykstøbegods er så forskelligartet.
Fordele ved trykstøbning
Nogle af fordelene ved højtryksstøbning:
• Processen er velegnet til højvolumenproduktion.
• Fremstil ret komplekse støbegods hurtigt sammenlignet med andre metalformningsprocesser (f.eks. bearbejdning).
• Højstyrkekomponenter fremstillet i støbt tilstand (afhængig af komponentdesign).
• Dimensionel repeterbarhed.
• Mulige tynde vægsektioner (f.eks. 1-2,5 mm).
• God lineær tolerance (f.eks. 2 mm/m).
• God overfladefinish (f.eks. 0,5-3 µm).
Processen med trykstøbning med varmt kammer involverer smeltning af metalbarre inde i en ovn, som er placeret tæt/integreret med den faste halvplade på trykstøbemaskinen og indsprøjtning af smeltet metal via et nedsænket stempel direkte gennem svanehalsen og dysen og ind i matriceværktøjet.Svanehalsen og dysen kræver opvarmning for at forhindre metalfrysning, før den når til matricehulrummet. Hele opvarmnings- og smeltede metalelementet i denne proces er der, hvor betegnelsen varmt kammer kommer fra.Vægten af støbte skud er dikteret af stemplets slaglængde, længde og diameter samt muffe/kammerstørrelse, og dysen spiller også en rolle, som bør tages i betragtning ved matricedesign.Når først metallet er størknet i matricehulrummet (det tager kun et par sekunder), åbnes den bevægelige halve plade af maskinen, hvor den bevægelige halvdel af matricen er fastgjort til, og støbningen kastes ud af matricefladen og fjernes fra værktøjet.Matricefladerne smøres derefter via et sprøjtesystem, matricen lukkes, og processen cykler igen.
På grund af dette "lukkede" metalsmelte-/injektionssystem og minimal mekanisk bevægelse kan trykstøbning med varmt kammer give bedre økonomier for produktionen.Zinkmetallegering bruges primært til trykstøbning med varmt kammer, som har et ret lavt smeltepunkt, hvilket giver yderligere fordele for lavt slid på maskiner (gryde, svanehals, muffe, stempel, dyse) og også lavt slid på matriceværktøjer (så længere værktøj) levetid sammenlignet med værktøj til trykstøbning af aluminium – med forbehold for accept af støbekvalitet).
Navnet koldt kammer kommer fra processen med, at smeltet metal hældes i et koldt kammer/skudhylster, som er fastgjort gennem den faste halvmatriceplade på bagsiden af det faste halvmatriceværktøj.Holde-/smelteovne for smeltet metal er typisk placeret så tæt som det er praktisk muligt ved støbemaskinens skudende, så en manuel operatør eller en automatisk hældeske kan udtrække det smeltede metal, der kræves til hver shot/cyklus med en slev og hælde smeltet metal ind i et hældehul i muffen/skudkammeret.En stempelspids (som er en slidbar og udskiftelig del, præcisionsbearbejdet til skudhylsterets indvendige diameter med mulighed for termisk ekspansion) forbundet til maskinens stempel skubber det smeltede metal gennem skudkammeret og ind i matricehulrummet.Trykstøbemaskinen, når den bliver bedt om det, udfører det første trin for at skubbe det smeltede metal forbi hældehullet i muffen.Yderligere trin finder sted under øget hydraulisk tryk fra stemplet for at sprøjte det smeltede metal ind i matricehulrummet.Hele processen tager sekunder, det hurtige og intensiverende tryk samt faldet i metaltemperaturen får metallet til at størkne i matricehulrummet.Trykstøbemaskinens bevægelige halvplade åbner (hvoraf den bevægelige halvdel af matriceværktøjet er fastgjort til) og udstøder den størknede støbning af matricefladen af værktøjet.Støbningen fjernes, formfladerne smøres med et sprøjtesystem og derefter gentages cyklussen.
Kølekammermaskiner er velegnede til trykstøbning af aluminium, dele på maskinen (skudmuffe, stempelspids) kan udskiftes over tid, muffer kan metalbehandles for at øge deres holdbarhed.Aluminiumslegering smeltes i en keramisk digel på grund af aluminiums relative høje smeltepunkt og behovet for at reducere risikoen for jernopsamling, som er en risiko i jernholdige digler.Fordi aluminium er en relativt let metallegering, giver det mulighed for støbning af store og tunge trykstøbegods, eller hvor øget styrke og lethed i trykstøbegods er påkrævet.
