压铸

压铸技术的进步实现了复杂的大批量生产

11 月 18, 2024

在本文中，我们将重点介绍压铸技术工艺的各种新进展，如自动化进展、材料进展、表面处理进展和模拟软件进展。他们进一步解释了这些技术进步如何在不污染环境的前提下，通过提高效率和生产复杂零件，深化了压铸在汽车、航空航天和电子等行业中的应用。

提高耐久性的高压压铸技术新趋势

高压压铸技术带来了惊人的进步，如压铸生产过程的效率、自动化和可持续性。在本文中，我们将了解所有新趋势高压压铸这些技术可以提高耐用性：

增强自动化

随着时间的推移，压铸机和外围设备的自动化程度不断提高，以降低劳动力成本，提高生产率和一致性。现代机器通常采用自动换模系统，无需人工干预即可快速更换模具。这就加快了零件运行之间的转换速度。机器人也常用来处理热金属注入模具和取出成品铸件。

与人工操作相比，集成机器人可降低工人的人体工学风险，并实现更高的吞吐量。现在，一些压铸技术设备使用全自动材料处理和装配线，铸件在浇铸、切边、清理和装配工位之间自动传送，几乎不需要人工参与。

环保倡议

压铸厂正在寻求通过各种环保措施来减少其运营对环境的影响。从修整作业中产生的铝合金废料被有效地回收利用，重新制成压铸机中使用的金属丸。这就形成了材料循环，减少了对原材料的需求。一些压铸技术还采用太阳能电池板等可再生能源，为其设施提供部分电力，减少碳排放。用于压铸模润滑系统的水基润滑剂取代了油基润滑剂，最大限度地减少了铸造过程中的污染。总体而言，通过努力保护环境和使用回收废料，压铸生产已变得更具可持续性。

材料进步

为了在保持或提高旧合金强度的同时实现更轻的部件，新型铝合金不断得到开发。与传统的铝硅合金相比，添加镁或锂的合金能显著降低密度，因此很受欢迎。此外，碳纤维和其他复合材料加固件也正在接受测试，以优化刚度和重量。

这些材料的进步使压铸技术部件能够帮助汽车达到更严格的燃油经济性标准，同时还能发挥结构功能。合金的不断进步也增加了通过压铸技术实现型腔尺寸和壁厚的可能性。压铸材料这反过来又简化了部件集成，减少了部件数量。

总之，高压压铸是一种充满活力的工艺，它通过自动化技术的进步、对环境的关注和材料的改进而不断进步。这些变化提高了压铸作为一种制造工艺在操作、可持续性和重新设计方面的应用。随着未来技术的进一步应用，预计还会有更多的改进。

我们看到的铸造材料发展新趋势

铝合金的进步

由于轻量化等方面仍然具有现实意义，新的铝压铸技术合金正在被创造出来，以提供更大的强度重量比。与传统铝材相比，铜和镍铝合金的密度可降低约 5%-8%，同时具有同等的机械特性。它们可以使压铸部件的壁更薄，但仍然坚硬。新型可热处理合金还为高集成度安全部件提供了更大的设计灵活性。

可持续和可回收材料研究

研究工作正在研究更可持续和可回收的铸件材料。目前正在探索采用可再生生物基助熔剂的生物基铝合金，以减少对石油衍生制造材料的依赖。此外，还在开发含有更多回收铝而不是原铝的合金。

这将减少压铸技术生产过程中的能源消耗和排放。研究人员正在研究镁合金和锌合金作为替代品，其生产能效甚至高于铝。使用可回收或农业废弃物为基础的增强材料的新型复合铸造材料可能会带来新的机遇。总之，人们正在努力开发可反复熔化和重复使用而不会降低性能的铸造合金。

新型压铸技术材料的发展趋势侧重于可持续发展，其合金设计可减少能源消耗、降低生命周期影响并实现闭环回收模式。同时，材料创新继续通过先进的冶金技术提供轻质解决方案，以提高设计复杂性和优化机械性能。这些进步将使铸造工艺在制造业中保持竞争力。

复杂部件设计能力

计算机辅助工程工具和技术的进步压铸的作用模拟软件大大拓展了压铸件设计的可能性。压铸厂现在可以通过保形冷却通道、自动充模分析以及优化浇口和冒口设计等技术，为高度定制化的部件提供量身定制的解决方案。采用移动模具元件的三维压铸技术设计甚至可以实现以前不可能实现的底切和内部特征。这使得压铸技术能够生产以前可能需要更昂贵的机械加工或多件结构的零件。

复杂几何形状的生产

精密配料和受控冷却可实现更严格的公差，这也意味着压铸件可以处理更复杂的三维几何形状，具有近似的三维公差和精细的壁厚截面。内部空腔、夹子和卡扣功能无需额外装配即可集成。这方面的例子包括消费电子产品外壳、工业连接器外壳和复杂的汽车内饰件，如果采用其他方法生产，成本将非常高昂。压铸技术设计工程的这些进步大大提高了压铸件的复杂程度，使其能够有效地进行生产。

表面处理改进

压铸模润滑、浇口策略和喷射控制方面的进步显著提高了压铸件的铸造表面光洁度。优化的润滑确保了零件从模腔中顺利取出，同时高压喷射以最小的湍流填充狭窄的浇口细节。精确的关闭位置和速度可最大限度地减少空气夹带和可能损坏表面的喷射。

改进后的表面处理可增强耐腐蚀性，延长使用寿命，这对发动机罩下的应用尤为重要。此外，压铸技术还能满足可见外部组件的美学要求，而这些要求以前只能通过喷漆来实现。压铸部件所需的二次加工更少，从而降低了成本。例如，铝制制动钳以前需要大量的机械加工，但现在可以通过压铸获得精细的细节。

行业应用扩展

汽车行业创新

在汽车行业，压铸技术在轻质结构件和安全部件方面的应用不断增加。通过压铸仪表板横梁、座椅框架和 B 柱等复杂部件，越来越多地采用高强度钢和铝。它还被广泛用于发动机缸体。新的电动汽车应用包括必须优化散热的电机外壳、变速箱和电池外壳。

航空航天和电子领域的增长

压铸压铸技术的应用正扩展到汽车以外的行业。在航空航天领域，为减轻重量，正在对飞机机翼支柱和其他关键负载部件进行压铸评估。工艺的进步使复杂的薄壁形状和更好的机械性能适合这些要求苛刻的应用。在电子领域，压铸可生产小家电、电动工具和移动设备的外壳。

严格的尺寸控制允许集成各种接口。天线窗口和散热片等功能可通过压铸技术实现更好的射频屏蔽和热管理。5G 网络和其他无线技术的发展将刺激更多的应用。总体而言，各行业都认识到全球压铸市场作为一种可行的制造工艺，适用于以部件设计、功能和轻质为优先考虑因素的复杂的大批量生产。

随着压铸技术的不断创新，压铸技术制造商的客户群也在不断扩大，不仅仅局限于汽车行业。新的应用领域利用压铸工艺在网状生产复杂、高集成度部件方面的优势，满足轻量化和设计应用的要求。

压力铸造技术的改进

真空辅助增强器

在压铸机中采用真空辅助技术可提高零件质量和加工效率。通过在注塑和凝固过程中施加真空，真空辅助技术可减少气孔和氧化，从而提高材料性能。它可以填充更复杂的型腔和更薄的型壁。现在，一些机器可根据每个模具的设计提供可变真空度和定时。

射门控制系统

先进的注塑控制系统可精确测量熔融金属用量和注塑速度。根据模具几何形状优化射出控制，有助于实现均匀填充、减少射流和湍流，从而实现无瑕疵表面。模内传感器向注塑计算机提供实时填充数据，以实现闭环过程控制。这样可以最大限度地减少因短射或空气夹带造成的废品，从而提高产量。喷射控制与真空辅助一起，可提高铸件质量和尺寸重复性。

增强压铸性能

自动化集成

全自动压铸技术生产线通过降低劳动力成本和提高产量，最大限度地提高了生产率。通过机器人材料处理和闭环控制，可在浇铸机和修整站之间高速传送热部件。计算机数控（CNC）编程实现了远程监控下的熄灯生产。

插入衬套或紧固件等复杂的装配操作已实现自动化，以消除人体工学风险。一些工厂正在采用网络物理系统，利用物联网传感器、云计算和机器学习，进一步优化排序、能源使用和预测性维护。

可持续发展倡议

制造商正在采取措施减少对环境的影响。金属回收计划回收有价值的废料进行再熔化，同时最大限度地减少垃圾填埋。现场太阳能电池阵等可再生能源的使用减少了碳排放。低排放照明和节能机器降低了运营成本。水基模具润滑剂和清洁剂取代了对土壤和地下水有害的物质。可持续发展报告可量化年度收益。

质量控制措施

先进的工艺控制和质量保证系统有助于实现一致的尺寸精度和材料特性。在压铸技术中，传感器提供填充和冷却的实时数据，以便快速调整工艺。利用 X 射线或超声波进行的非破坏性测试可检查内部特征和位置。统计过程控制方法可确定内在差异的来源，以便消除差异。可追溯性软件可追踪材料批次、机器设置和操作员详情，从而找出任何不合格部件的根本原因。

工艺优化

压铸模拟软件对模具填充、凝固和应力模式进行建模，以便在模具生产前优化浇口、排气和模具温度控制。热分析有助于选择热处理合金。工艺窗口可确定参数限制，以确保无故障运行。机载传感器可根据实时型腔条件，对射出轮廓或真空度进行动态调整。利用工业物联网技术实现流程数字化，将进一步提高质量、减少浪费，并通过预测性诊断最大限度地延长设备正常运行时间。

随着先进的自动化和流程控制与质量举措和数字化的结合，压铸技术的运作如今已实现了前所未有的性能和可持续性。这推动了各行各业越来越多地采用轻量化应用。