Достижения в технологии литья под давлением позволяют осуществлять сложное и крупносерийное производство

В этой статье мы сосредоточимся на различных новых достижениях в технологических процессах литья под давлением, таких как усовершенствования в области автоматизации, материалов, отделки поверхности и программного обеспечения для моделирования. Далее они объясняют, как эти технологические достижения расширили масштабы литья под давлением в таких отраслях, как автомобильная, аэрокосмическая и электронная, благодаря повышению эффективности и производству сложных деталей без загрязнения окружающей среды.

Новые тенденции в технологии литья под высоким давлением для повышения долговечности

Технология литья под высоким давлением принесла удивительные усовершенствования, такие как эффективность, автоматизация и устойчивость процесса литья под давлением. В этой статье мы познакомимся со всеми новыми тенденциями Литье под высоким давлением, которые повышают долговечность:

Усовершенствования в области автоматизации

Автоматизация машин для литья под давлением и периферийного оборудования с течением времени увеличивалась, чтобы снизить трудозатраты и повысить производительность и стабильность. Современные машины часто оснащаются автоматизированными системами смены пресс-форм, которые могут быстро заменять формы без ручного вмешательства. Это позволяет ускорить переналадку между сериями деталей. Роботы также обычно используются для впрыска горячего металла в формы и извлечения готовых отливок.

Интеграция роботов снижает эргономические риски для работников и обеспечивает более высокую производительность по сравнению с ручным управлением. Некоторые предприятия, использующие технологию литья под давлением, теперь используют полностью автоматизированные линии транспортировки материалов и сборки, где литые детали автоматически перемещаются между станциями литья, обрезки, очистки и сборки практически без участия человека.

Экологически чистые инициативы

Литейщики ищут способы уменьшить воздействие своей деятельности на окружающую среду с помощью различных экологичных инициатив. Лом алюминиевых сплавов, образующийся при обрезке, эффективно перерабатывается обратно в металлическую дробь, используемую в машинах литья под давлением. Таким образом, замыкается материальный цикл и снижается потребность в сырье. Некоторые технологии литья под давлением также используют возобновляемые источники энергии, такие как солнечные батареи, для частичного энергоснабжения своих предприятий и сокращения выбросов углекислого газа. Смазочные материалы на водной основе для систем смазки литейных форм заменяют смазочные материалы на масляной основе, сводя к минимуму загрязнение окружающей среды в процессе литья. В целом, производство литья под давлением стало более экологичным благодаря усилиям по сохранению окружающей среды и использованию переработанного лома.

Материальные достижения

Новые алюминиевые сплавы постоянно разрабатываются для получения более легких деталей, сохраняющих или повышающих прочность по сравнению со старыми сплавами. Сплавы с добавками магния или лития стали популярными, поскольку они обеспечивают значительное снижение плотности по сравнению с традиционными алюминиево-кремниевыми сплавами. Углеродное волокно и другие композитные армирующие материалы также тестируются как способ оптимизации жесткости и веса.

Эти достижения в области материалов позволяют компонентам технологии литья под давлением помогать автомобилям соответствовать более жестким стандартам экономии топлива и при этом выполнять конструктивные функции Продолжающийся прогресс в области сплавов также увеличивает возможности по размерам полостей и толщине стенок, достижимых с помощью материалы для литья под давлением, которые, в свою очередь, упрощают интеграцию деталей и уменьшают их количество.

В заключение можно сказать, что литье под высоким давлением - это динамичный процесс, который развивается благодаря усовершенствованию техники автоматизации, экологическим проблемам и улучшению материалов. Эти изменения расширили возможности использования литья под давлением в качестве производственного процесса с точки зрения эксплуатации, устойчивости и редизайна. В будущем ожидается дополнительное увеличение производительности благодаря дальнейшему внедрению технологий.

Новые тенденции, которые мы наблюдаем в разработке материалов для литья

Усовершенствования в области алюминиевых сплавов

Поскольку такие аспекты, как облегчение веса, остаются актуальными, создаются новые сплавы для технологии литья алюминия под давлением, обеспечивающие еще большее соотношение прочности и веса. Медно-никелевые алюминиевые сплавы обеспечивают снижение плотности примерно на 5%-8% по сравнению с обычным алюминием, обеспечивая при этом эквивалентные механические характеристики. Они позволяют делать более тонкие, но все еще жесткие стенки в литых компонентах. Новые сплавы, поддающиеся термообработке, также обеспечивают большую гибкость при проектировании высокопрочных безопасных деталей.

Исследование устойчивых и перерабатываемых материалов

Исследовательские работы направлены на изучение более экологичных и перерабатываемых материалов для литья. Исследуются алюминиевые сплавы на биооснове, включающие возобновляемые флюсы на биооснове, чтобы снизить зависимость от производственных материалов, получаемых из нефти. Также разрабатываются сплавы с большим содержанием переработанного алюминия вместо первичного.

Это позволит снизить количество воплощенной энергии и выбросов при производстве литья под давлением. Исследователи изучают магниевые и цинковые сплавы как альтернативные варианты, производство которых еще более энергоэффективно, чем алюминия. Новые композитные литейные материалы, использующие армирующие элементы из перерабатываемых или сельскохозяйственных отходов, могут открыть новые возможности. В целом, все большее внимание уделяется литейным сплавам, которые можно многократно переплавлять и повторно использовать без ухудшения характеристик.

Тенденции, наблюдаемые в новых материалах для технологии литья под давлением, сосредоточены на экологичности благодаря сплавам, которые снижают энергопотребление, уменьшают воздействие на весь жизненный цикл и позволяют использовать модели с замкнутым циклом переработки. Одновременно с этим инновации в области материалов продолжают предлагать легкие решения за счет использования передовых металлургических материалов для повышения сложности конструкции и оптимизации механических свойств. Эти достижения позволят процессам литья оставаться конкурентоспособными в производстве.

Возможности проектирования сложных деталей

Достижения в области автоматизированных инженерных инструментов и Роль литья под давлением Программное обеспечение для моделирования значительно расширило возможности проектирования литых под давлением деталей. Теперь литейщики могут предлагать индивидуальные решения для деталей с высокой степенью индивидуальности благодаря таким технологиям, как конформные каналы охлаждения, автоматизированный анализ заполнения формы и оптимизированные конструкции затворов и стояков. Трехмерные конструкции технологии литья под давлением с подвижными элементами формы позволяют даже делать подрезы и внутренние элементы, которые раньше были невозможны. Это позволяет производить детали, которые раньше требовали более дорогостоящей механической обработки или изготовления нескольких деталей.

Производство замысловатых геометрий

Более жесткие допуски, достижимые благодаря прецизионному дозированию и контролируемому охлаждению, также означают, что литье под давлением может работать с более сложными трехмерными геометриями с близкими допусками и тонкими участками стенок. Внутренние полости, зажимы и защелки могут быть интегрированы без дополнительной сборки. В качестве примера можно привести корпуса бытовой электроники, корпуса промышленных разъемов и сложные компоненты интерьера автомобилей, производство которых другими методами было бы очень дорого. Эти достижения в области проектирования технологии литья под давлением значительно расширили сложность деталей, которые можно эффективно изготавливать методом литья под давлением.

Улучшение качества поверхности

Достижения в области смазки матрицы, стратегий литников и управления дробью привели к значительному улучшению качества поверхности литых под давлением деталей. Оптимизированная смазка обеспечивает плавное извлечение деталей из полости матрицы, а впрыск под высоким давлением заполняет узкие литниковые отверстия с минимальной турбулентностью. Точные положения и скорости перекрытия сводят к минимуму попадание воздуха и струй, которые могут портить поверхности.

Улучшенная отделка поверхности обеспечивает повышенную коррозионную стойкость для длительного срока службы, что особенно важно при использовании под капотом. Кроме того, технология литья под давлением позволила удовлетворить эстетические требования к видимым внешним компонентам, которые раньше можно было достичь только с помощью покраски. Отлитые компоненты требуют меньше вторичной отделки, что снижает затраты. Примером могут служить алюминиевые тормозные суппорты, которые раньше требовали тщательной механической обработки, а теперь могут быть отлиты под давлением с точной проработкой деталей.

Расширение областей применения в промышленности

Инновации в автомобильном секторе

В автомобильной промышленности технология литья под давлением продолжает все шире использоваться для изготовления легких конструкций и деталей безопасности. Все более широкое применение высокопрочной стали и алюминия позволяет изготавливать методом литья под давлением такие сложные компоненты, как балки приборной панели, каркасы сидений и B-стойки. Оно также широко используется для изготовления блоков двигателя. Новые области применения электронной мобильности включают корпуса для электродвигателей, коробки передач и корпуса аккумуляторов, где необходимо оптимизировать теплоотвод.

Рост в области аэрокосмической промышленности и электроники

Литье под давлением применения расширяются и в других отраслях, помимо автомобильной. В аэрокосмической отрасли литье под давлением оценивается для лонжеронов крыльев самолетов и других критически важных деталей для снижения веса. Технологические усовершенствования, позволяющие создавать сложные тонкостенные формы и улучшать механические свойства, подходят для этих ответственных применений. В электронике литьем под давлением изготавливают корпуса для мелкой бытовой техники, электроинструментов и мобильных устройств.

Строгий контроль размеров позволяет интегрировать различные интерфейсы. Такие элементы, как окна для антенн и теплоотводы, могут быть изготовлены по технологии литья под давлением для лучшего экранирования радиочастот и терморегулирования. Рост сетей 5G и других беспроводных технологий приведет к увеличению их использования. В целом, отрасли признают. мировой рынок литья под давлением как жизнеспособный производственный процесс для сложного крупносерийного производства, где приоритетами являются дизайн, функциональность и легкость деталей.

Благодаря постоянным инновациям производители технологий литья под давлением сотрудничают с все более широкой клиентской базой, выходящей за рамки автомобильной промышленности. Новые области применения используют преимущества, которые дает этот процесс при изготовлении сложных деталей с высокой степенью интеграции для сложных легких и дизайнерских задач.

Усовершенствование технологии литья под давлением

Усовершенствования вакуумного ассистента

Внедрение технологии вакуумного ассистирования в машины, работающие по технологии литья под давлением, позволило повысить качество деталей и эффективность процесса. Применяя вакуум во время впрыска и затвердевания, вакуумный ассистент уменьшает пористость и окисление для улучшения свойств материала. Она позволяет заполнять более сложные полости и делать более тонкие стенки. Некоторые машины теперь обеспечивают переменные уровни вакуума и время, которые настраиваются под дизайн каждой пресс-формы.

Системы контроля выстрелов

Передовые системы управления выстрелами точно контролируют дозировку расплавленного металла и скорость впрыска. Оптимизация управления дробью в соответствии с геометрией пресс-формы помогает добиться равномерного заполнения, уменьшения струй и турбулентности для безупречных поверхностей. Датчики в пресс-форме передают данные о заполнении в режиме реального времени на компьютеры для управления процессом в замкнутом цикле. Это позволяет максимизировать выход продукции за счет минимизации брака из-за коротких выстрелов или попадания воздуха. В сочетании с вакуумным ассистированием контроль выстрелов повышает качество литых деталей и повторяемость размеров.

Улучшенные характеристики литья под давлением

Интеграция автоматизации

Полностью автоматизированные технологические линии литья под давлением максимально повышают производительность за счет снижения трудозатрат и повышения пропускной способности. Роботизированная транспортировка материалов и замкнутый цикл управления обеспечивают высокоскоростную передачу горячих деталей между литейными машинами и станциями обрезки. Компьютерное числовое программное управление (ЧПУ) позволяет производить продукцию без света с удаленным мониторингом.

Сложные операции сборки, такие как установка втулок или крепежных элементов, автоматизируются, чтобы исключить эргономические риски. Некоторые предприятия внедряют киберфизические системы, использующие датчики IoT, облачные вычисления и машинное обучение, и дополнительно оптимизируют последовательность действий, энергопотребление и предиктивное обслуживание.

Инициативы в области устойчивого развития

Производители предпринимают инициативы по снижению воздействия на окружающую среду. Программы по переработке металла позволяют получить ценный лом для повторной переплавки, минимизируя при этом количество отходов на свалках. Использование возобновляемых источников энергии, например, солнечных батарей на территории предприятия, сокращает выбросы углекислого газа. Освещение с низким уровнем выбросов и энергоэффективные машины снижают эксплуатационные расходы. Смазочные и чистящие средства для штампов на водной основе заменяют вредные для почвы и грунтовых вод. Отчетность по устойчивому развитию позволяет количественно оценить ежегодные достижения.

Меры контроля качества

Передовые системы управления процессом и контроля качества помогают добиться постоянной точности размеров и свойств материала. В технологии литья под давлением датчики предоставляют данные о заполнении и охлаждении в режиме реального времени для быстрой корректировки процесса. Неразрушающий контроль с помощью рентгеновских лучей или ультразвука проверяет внутренние особенности и расположение. Методы статистического контроля процессов выявляют источники присущих им отклонений для их устранения. Программное обеспечение для отслеживания отслеживает партии материала, настройки станка и данные об операторе, чтобы выявить первопричины несоответствия деталей.

Оптимизация процесса

Программное обеспечение для симуляции литья под давлением моделирует заполнение формы, затвердевание и структуру напряжений для оптимизации литников, вентиляции и контроля температуры в форме перед производством инструмента. Термический анализ помогает выбрать термообработанные сплавы. Технологические окна определяют пределы параметров для безупречной работы. Датчики на станке способствуют динамической корректировке профиля дроби или вакуума в зависимости от состояния полости в реальном времени. Оцифровка процессов с использованием промышленных IoT-технологий позволит еще больше повысить качество, сократить количество отходов и увеличить время работы оборудования благодаря предиктивной диагностике.

Благодаря продвинутой автоматизации и управлению процессами, сочетающимся с инициативами в области качества и цифровизацией, технологии литья под давлением сегодня обеспечивают беспрецедентную производительность и устойчивость. Это способствует более широкому применению технологии литья под давлением в различных отраслях промышленности.

Повышение эффективности литья под давлением

Использование программного обеспечения для моделирования

Программы моделирования литья под давлением помогают проанализировать дизайн деталей и определить оптимальные параметры процесса до того, как будут понесены расходы на оснастку. Схемы заполнения, воздушные ловушки и напряжения могут быть спрогнозированы, чтобы избежать дефектов. Термический анализ помогает выбрать сплав. В сочетании со сбором данных о процессе моделирование позволяет получить цифрового двойника для постоянной оптимизации процесса. Это значительно сокращает количество итераций при создании физических прототипов.

Принципы бережливого производства

В технологию литья под давлением интегрированы такие концепции бережливого производства, как "точно в срок", организация рабочего места по принципу 5S и картирование потоков создания стоимости для устранения отходов. Автоматизированная обработка материалов и замкнутый цикл управления обеспечивают поток из одной детали без узких мест. Системы пополнения запасов Kanban позволяют избежать лишних затрат на хранение запасов. Ячеистая сборка логически выстраивает оборудование, чтобы свести к минимуму перемещения, не приносящие добавленной стоимости. Визуальные доски управления производительностью завода позволяют отслеживать ключевые показатели.

Улучшения интеграции

Улучшенные интерфейсы между периферийными устройствами, такими как подъемные устройства, обрезные прессы и компоненты автоматизации, обеспечивают бесперебойную передачу горячих компонентов. Стандартизированные интерфейсы позволяют изменять модульную конфигурацию. Интеграция с системой планирования ресурсов предприятия программное обеспечение автоматизирует Планирование, инвентаризация и отгрузка. Доступ к производственным данным из любого места облегчает удаленное управление и быстрое решение проблем.

Применение моделирования, стратегий бережливого производства и улучшенной интеграции значительно повысило общую эффективность оборудования. Время переналадки сократилось, пропускная способность увеличилась, а последовательность процесса повысилась. Решения, основанные на данных, максимально повышают производительность технологических ячеек литья под давлением, чтобы эффективно удовлетворять растущий спрос в различных отраслях промышленности и сферах применения.

Заключение

В заключение можно сказать, что индустрия технологии литья под давлением прошла долгий путь благодаря постоянному технологическому прогрессу. Применение автоматизации, инструментов моделирования, концепций бережливого производства и инициатив по устойчивому развитию позволило значительно повысить производительность, качество и эффективность работы. Новые алюминиевые сплавы обеспечивают гибкость легких конструкций при сохранении прочности. Достижения в области систем управления дробью и вакуумного ассистирования позволяют получать безупречные литые детали со сложными деталями.

Сегодня этот процесс позволяет изготавливать сложные детали сетчатой формы более экономично, чем когда-либо при крупносерийном производстве. Дальнейшее развитие оцифровки и интеллектуального производства расширит возможности вариативного производства по требованию. Технология литья под давлением имеет все шансы остаться основным процессом литья, поддерживающим отрасли, требующие конкурентоспособного по стоимости производства надежных функциональных компонентов.

Вопросы и ответы

Что такое литье под давлением?

Литье под давлением - это производственный процесс, при котором расплавленный металл впрыскивается под высоким давлением в стальные формы для изготовления деталей со сложной геометрией. Этот процесс позволяет изготавливать детали с точными допусками в быстром темпе, что делает его хорошо подходящим для крупносерийного производства.

Какие материалы могут быть изготовлены методом литья под давлением?

Распространенные сплавы для литья под давлением включают алюминий, магний, цинк и сплавы на основе олова. Алюминий наиболее популярен благодаря таким свойствам, как легкость, коррозионная стойкость и обрабатываемость. Новые сплавы позволяют отливать под давлением более прочные и стабильные по размерам детали.

Каковы общие области применения литья под давлением?

Автомобильные компоненты, такие как блоки двигателей, корпуса и коробки передач, широко используются методом литья под давлением. Другие основные области применения включают корпуса для электроники, бытовую технику, оборудование для газонов, мебель и промышленное оборудование. Оно заменяет многокомпонентные узлы меньшим количеством деталей, изготовленных прямым литьем.

Каковы преимущества литья под давлением?

К основным преимуществам относятся изготовление чистой формы, универсальность дизайна деталей, повторяемость и лучшая экономичность при больших объемах. По сравнению с другими процессами формования он требует меньшего объема послепроизводственной обработки.