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压铸的可持续性：减少浪费、提高效率和采用绿色技术

11 月 19, 2024

探索压铸实践中的可持续性。了解减少废物、提高能效和采用绿色技术的创新战略。了解回收材料、先进工艺和新兴技术如何在压铸领域塑造一个更加环保的未来。

压铸的可持续性：减少浪费，提高效率

压铸是最广泛的金属成型技术之一，在许多行业中被用于制造各种形状的产品。另一方面，值得注意的是，压铸作为一种制造技术，需要消耗大量资源，同时会产生副产品，如果不加以控制，这些副产品就会成为废物。因此，压力、环境立法的增加以及尽量减少碳排放的挑战已使可持续性成为压铸公司的一个重要方面。

压铸行业的可持续发展措施包括加强以下方面压铸材料这些可持续发展的解决方案和技术包括：工艺流程、应用环境友好型材料替代品、回收和再利用铝以外的其他材料，以及利用先进技术提高能源和材料的效率。本文重点介绍了这些可持续解决方案和技术，压铸行业可利用这些方案和技术最大限度地减少生产过程中可能产生的不利影响，甚至改善循环系统。

可持续压铸

压铸是一种广泛使用的制造工艺，但如果不加以适当优化，就会面临可持续发展的挑战。为了减少对环境的影响，压铸公司正在采用更具可持续性的做法，重点关注工艺的各个方面。

其中一个关键方法是利用回收材料代替原生金属，以降低对原生资源的需求。与原生金属相比，回收的铝和锌废料的内含能源要低得多，因为它们避免了能源密集型的开采、提炼和重塑过程。在铝合金（如 A380 合金）中使用回收成分可减少超过 90% 的能源需求。回收利用还促进了循环经济方法，即在工业系统内不断对资源进行再加工。

除材料选择外，压铸铸造企业还在不断提高生产设备和工艺的能效。高效熔炉、机器和辅助系统可降低熔化、保温和铸造过程中的能耗。一些压铸厂正在部分或全部利用太阳能、风能和生物质能等可再生能源为设备供电，以减少碳排放。工艺模拟和传感器驱动的自动化可进一步优化熔化温度、浇铸计划和模板移动等参数，从而最大限度地减少不必要的能源消耗。

压铸战略中另一个关键的可持续发展因素是通过各种源头减量和闭环回收最大限度地减少废物的产生。先进的模具设计和多滑块铸造技术可减少飞边和材料溢出。模拟驱动的过程控制也有助于减少金属损失和废料。闭环冷却、材料处理和流体系统使原本需要处理的副产品得以再利用。即使是非金属废弃材料，也可进行精确回收，用于其他工业用途，以提取剩余价值。

在压铸解决方案中采用这种可持续性，有助于压铸过渡到更多的循环经济和再生模式，在提高生产率和成本效益的同时减少对环境的影响。正在进行的研究继续探索新的材料、制造技术和管理策略，以实现全球压铸市场一种近乎零浪费的减碳工艺。

减少压铸废料

由于材料、能源和处理成本高昂，过多废物的产生给压铸操作带来了可持续性问题。事实证明，压铸行业在可持续发展方面所做的有针对性的努力能够有效地通过各种源头减量方法和替代回收方法最大限度地减少废物。

通过精确设计的模具和铸造模拟，可生产出尺寸公差很小的零件，并将需要后续加工的飞边或粗糙度降至最低。这减少了金属溢出，提高了铸造产量。与简单的型腔模具相比，多滑块压铸可在模具中插入额外的型芯和滑块，以塑造复杂的特征，并大大减少熔体损耗。自适应机器还能精确地执行模板运动和定量速度，以充分填充模具，同时避免任何金属溢出型腔壁。

材料节约技术与闭环回收系统相辅相成。收集和处理回路对溢出的砂、研磨粉、机器切屑和破碎的模具进行内部再利用，以最大限度地减少对新材料的需求。表面处理过程中产生的废溶剂和废酸经过蒸馏后可重复使用，而不是丢弃。输送泥浆的封闭式泵和管道还可回收可再循环的馏分进行再加工。

在压铸件清理方面，先进的可持续性可在不产生切屑的情况下刨去多余的金属。收集的切屑为铸造厂和金属粉末生产商提供了替代原料。一些金属铸造副产品在符合杂质标准的情况下，可应用于路面建筑、屋顶和板材制造，从而从后处理废料中挖掘出更多价值。这种内部循环再利用和通过联盟实现材料循环，从而实现压铸零废弃。

用于压铸的可持续材料

压铸可持续发展中使用的金属合金的选择会影响制造的可持续发展。环保型材料有助于优化工艺，减少影响。

轻质镁合金和铝合金具有很高的强度密度比，在汽车和航空航天部件等应用中替代密度较高的金属可减轻重量。它们的采用提高了最终产品的燃料效率和生态效率。与锰、锌或硅的合金化可增强镁的导热性和精密部件的铸造特性。

含回收成分的合金在压铸方面具有更多的可持续性优势。与原生合金相比，含有 5% 消费后废料的 A380 铝合金在初级生产中可节约超过 90% 的能源。含有 30% 再生锌的合金同样避免了资源提取和加工所需的能源。从消费前和消费后来源获得的废料有助于在无尽的回收循环中更新废合金。

以废料为基础的合金可确保性能和冶金质量的一致性，同时通过利用工业副产品证明其经济性。回收商提供有质量保证的回收合金，作为一种可持续的原材料选择。某些合金变体可在熔体中直接添加灰烬或纯化炉渣，以获得优异的机械性能和更长的使用寿命。

所研究的新时代生物基铝将植物油和废料融入基体中，在使用结束后可进行生物降解，与传统合金相比，对环境造成的干扰较小。总之，将这种生态友好型金属配方融入压铸组件的可持续性中，既能促进生计，又能保护自然资源。

节能压铸

鉴于压铸的可持续发展需要消耗大量能源，注重效率有助于可持续地优化工艺。制造商采取各种策略，不断升级设备。

过程数字化有助于精确操作和监督。传感器传输温度、压力和灌装数据，以进行实时修正，避免出现废品。在危险区域，进行材料传送和部件顶出的机器人取代了高能耗的人工干预。分析功能可评估各周期的热损失，以改造熔炉，实现最大的热回收。

在一些铸造厂，现场或非现场太阳能、风能和生物能部分或完全补充了电网供电。露天屋顶上的太阳能光伏和薄膜电池板可充分利用丰富的自然资源。储能和智能电网集成可以更经济地平衡高峰负荷。

重新组织布局可缩短机器之间的距离。线性定位缩短了不必要的行程，减少了移动浪费。热电联产利用副产品蒸汽和回收气体，满足当地供暖或校园公用事业的需求。

设备更换引入了能源级注塑机，其运行所需的千瓦时减少了 30%。变频驱动减少了液压泵电机的滑动。真空泵所需的功率仅为标准系统的十分之一。

行为调整，如降低熔体过热度，可减少 5-10% 的加热成本。保温传送钢包可保持浇注温度，无需输入新的能源。非生产班次通过计时器停止加热炉。总之，这些优化措施削减了柴油、天然气和电网费用，减轻了压铸环境足迹的可持续性。

提高压铸效率

新技术和先进工艺有助于提高压铸生产力和可持续性的各个方面。

快速成型制造的精度可降低成本压铸技术注塑模拟建模有助于复杂模具和型芯的生产，其几何形状是铣削或电火花加工无法实现的。缩短了从设计到制模的周期，加快了原型开发和新产品推出的速度。

多滑块铸造镶件可在固定模具内移动型芯，以进行底切，从而减少清理步骤，实现整体零件的制造。滑动程序最大限度地提高了材料利用率，同时为复杂轮廓的成品零件做好准备。

压铸中的真空持续性是对熔体定量的补充，通过在模具上施加真空来去除导致缺陷的气泡。由于没有气孔和氧化，零件的尺寸和机械质量更加均匀。

高压压铸强化了喷丸速度和腔体压缩，从而获得出色的表面质量，无需使用数控机床和喷丸机进行二次喷面。循环速度更快，生产线成本摊销率更高。

通过先进的模拟、数据库分析和虚拟现实建模实现流程数字化，可进一步提高生产率。通过工业物联网进行过程监控，可提醒操作员注意异常情况。自学习算法可自主完善设置参数。

总之，智能制造技术简化了压铸的可持续性，缩短了交货时间，提高了产量，并始终满足不断变化的市场需求所要求的越来越严格的规格。这些技术的累积优势在提高竞争力的同时，还有利于环境保护。

绿色压铸技术

新兴技术正在推动压铸技术进一步向可持续制造方向发展。目前正在研究和实施几种创新方法。

工业 4.0 整合应用了人工智能、机器学习和物联网等技术，以实现预测性维护和远程监控。流程优化实时独立进行，以实现资源效率最大化和成本最小化。碳足迹.

5G 连接技术的进步实现了机器、传感器和云服务器之间快速、大量的数据传输，使其远离工厂车间。由边缘和雾计算驱动的实时分析加快了问题诊断速度，几乎消除了停机时间和缺陷。

可生物降解合金结合了农业副产品和食品工业废料，取代了传统合金。它们在产品生命周期结束后自然分解，不会因掩埋处理而对土壤造成长期污染。

分布式制造网络根据需要在生产中心和客户附近进行 3D 打印或 CNC 加工标准化模具、模板和夹具，而不是维持遥远的集中铸造厂。进出口货物运输排放大幅减少。

闭环材料管理、添加剂修复、拆卸和无限合金循环的熔融加工实现了循环经济的目标。在安全消散之前，层叠的多重生命将有限资源的能量发挥到极限。

纯粹利用可再生能源为铸造厂供电可实现零碳愿景。与此同时，联合国的努力进一步引导政策和融资方向，促进系数创新，协助工业过渡到符合 "行星边界 "的运营。

结论

压铸在制造业中发挥着重要作用，为各行各业生产高质量的部件。然而，与许多工艺一样，它也面临着与废物产生、能源使用和排放有关的可持续发展挑战。采用本文讨论的各种策略，如利用回收材料、提高能效、通过创新方法最大限度地减少废物、利用新技术以及过渡到可持续金属合金，压铸企业的可持续发展就能显著减少对环境的影响，并过渡到更加循环和再生的做法。

工业 4.0 整合、可生物降解材料研究、分布式制造和可再生能源解决方案等领域的持续创新也有望使压铸工艺接近零废物。随着世界向更可持续的发展转型，压铸商、技术提供商、政策制定者和研究人员之间的持续合作对于压铸行业的可持续发展演变为真正的绿色高效制造业至关重要，有助于实现行业可持续发展目标和环境保护目标。