Cos'è lo stampo per pressofusione?
Uno stampo per pressofusione (stampo) è un tipo di utensile utilizzato per produrre parti metalliche attraverso il processo di pressofusione. Il processo di pressofusione è un metodo di fusione del metallo in cui il metallo fuso viene iniettato ad alta pressione nella cavità dello stampo. Lo stampo per pressofusione è tipicamente realizzato in acciaio ed è progettato per modellare il metallo nella parte desiderata.
Lo stampo è importante per la pressofusione
La forma, le dimensioni, la qualità e la levigatezza della produzione di pressofusione di parti pressocolate sono strettamente correlate agli stampi per pressofusione, quindi è molto importante progettare gli stampi per pressofusione in modo corretto e ragionevole. Una corretta progettazione dello stampo può aumentare il tempo e l'efficienza del prodotto. La qualità della struttura dello stampo determina se la produzione procederà senza intoppi e se i pezzi fusi saranno della migliore qualità.
Nella progettazione degli stampi per pressofusione è necessario considerare diversi fattori del processo produttivo. Pertanto, la struttura del getto deve essere analizzata nel processo di progettazione. Oltre a padroneggiare le condizioni di riempimento, implementare i parametri chiave del processo e considerare altri impatti economici, è necessario padroneggiare anche altri aspetti. In questo modo, lo stampo per pressofusione può soddisfare i requisiti di produzione di base.
Tipi di stampi per pressofusione
In pressofusione, esistono diversi tipi di utensili, ciascuno con funzioni diverse.
La prototipazione muore
Gli stampi su misura sono un investimento cruciale nella pressofusione. Pertanto, uno stampo prototipo aiuta a evitare errori costosi, realizzando un numero limitato di calchi da testare. In alternativa, le strategie di prototipazione includono la fusione per gravità, la lavorazione meccanica e la stampa 3D. Tuttavia, comportano compromessi su proprietà, tolleranza e progettazione.
Stampi per prototipazione per pressofusione ad alta pressione
Prototipi realizzati da pressofusione ad alta pressione sono l'opzione più adatta ogni volta che si richiede la stessa lega, proprietà, processo e geometria per la produzione. È possibile produrre stampi prototipo con acciai per utensili pretemprati e non rivestiti e componenti standard. Pertanto, possono essere prodotti in un breve periodo di tempo e di conseguenza a costi ridotti.
Le tecniche di espulsione e raffreddamento utilizzate da questi stampi sono meno efficienti di quelle utilizzate in uno stampo di pressofusione di produzione. E quindi neanche lo strumento durerà a lungo e lo stampo non sarà efficiente come uno stampo di produzione. Non sarà un problema se hai bisogno solo di una piccola quantità di fusione per testare.
La produzione muore
Questi sono i tipi più comuni di stampi utilizzati nella pressofusione. Quando il progetto è stato finalizzato e il prodotto è pronto per il lancio, sono necessari gli stampi di produzione.
Possiamo avere:
Stampi a singola cavità senza slitte
Stampi a più cavità con diverse opzioni di scorrimento
Nella maggior parte dei casi, un blocco di supporto trattiene il materiale della cavità, ovvero acciaio di alta qualità. La progettazione degli stampi di produzione garantisce che abbiano dimensioni critiche. In questo modo, puoi essere sicuro che siano in grado di gestire le specifiche di lavorazione richieste.
L'unità muore
Le matrici unitarie sono matrici discrete che spesso sono piuttosto piccole e progettate per essere inserite in una matrice principale più grande. Nella maggior parte dei casi, lo stampo principale sarà un elemento fisso, ma gli stampi unitari verranno modificati in modo da poter realizzare componenti diversi. La maggior parte degli stampi unitari saranno stampi a cavità singola e i loro componenti includeranno metà del coperchio e un eiettore. La sostituzione degli inserti dello stampo consente di utilizzare gli stampi unitari per la produzione di un'ampia varietà di componenti richiedendo solo un investimento iniziale relativamente basso.
Il taglio muore
Per la produzione in grandi volumi, CMW utilizza stampi di rifinitura e stampi di produzione. Dopo la fusione, la fustella di rifinitura elimina la bava, il canale e il traboccamento. Alcuni stampi di rifinitura necessitano di movimenti o camme azionati idraulicamente, mentre altri richiedono funzioni di apertura e chiusura per rimuovere efficacemente la bava.
La geometria della parte impedisce la possibilità di rimuovere completamente la bava con una matrice di rifinitura. Questo problema può essere risolto con strategie di rimozione delle sbavature manuali e rifiniture personalizzate.
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Processo di progettazione dello stampo
In questa sezione esamineremo il processo coinvolto nella progettazione di uno stampo per un progetto di pressofusione ad alta pressione. Il processo ha cinque grandi categorie:
Fase preliminare
La tecnologia della pressofusione è essenziale per verificare la producibilità del pezzo prima di progettare lo stampo. Questa fase prevede il giudizio di fattibilità del prodotto dal punto di vista geometrico e dimensionale.
Vista dimensionale
È necessario conoscere la dimensione della parte e il numero di cavità richieste per ciascuna fusione. Ciò aiuterà a determinare la forza di apertura e il volume della fusione. La conoscenza di questi dati renderà molto più semplici gli studi di fattibilità.
Vista geometrica
La geometria delle parti include il disegno della linea di giunzione. Utilizzando una linea di giunzione, gli stampi di pressofusione possono essere aperti facilmente e i getti possono essere espulsi facilmente. Inoltre, la superficie delle parti dipende dalla loro posizione rispetto alle linee di giunzione. Pertanto, le superfici devono essere progettate nella direzione delle aperture dello stampo.
A causa del restringimento causato dal raffreddamento del metallo, le tolleranze geometriche riscontrate sul modello 2D sono difficili da produrre. Un numero maggiore di virgolette significa che è più difficile ottenere lo stesso valore sul casting. Pertanto, è possibile continuare con la progettazione dello stampo pressofuso non appena si conferma la producibilità del pezzo.
Numero di cavità
Nel determinare il numero di cavità è necessario tenere conto del numero di pezzi da produrre, dell'orientamento delle cavità e dell'ipotetico tempo ciclo. In questo modo potrai decidere se utilizzare uno stampo multicavità o uno stampo a cavità singola.
Quando si sceglie uno stampo multicavità, tenere presente che il processo di produzione potrebbe essere influenzato dalla dimensione della cavità e dalla disposizione del prodotto. Uno stampo multicavità, oltre alle fasi di espulsione e alla complessità del riempimento, aumenta anche le fasi di espulsione.
Area di proiezione
Le superfici create dalle proiezioni di cavità su un piano sono chiamate aree di proiezione. È perpendicolare alla direzione dell'apertura dello stampo. L'area di proiezione è una componente fondamentale della fase di progettazione. Mette in relazione la forza di apertura del metallo fuso alle pareti dello stampo. Di conseguenza, l'intensità della forza dipenderà dall'orientamento delle dimensioni della forma. Una forza forte causerà un traboccamento di materiali, con conseguente formazione di bave.
Pertanto è necessario stimare le forze prodotte dal metallo fuso per evitare questo difetto di fusione. La forza è il prodotto della pressione specifica della macchina, dell'area di proiezione e dei fattori di sicurezza preimpostati. Un margine più ampio aiuta a contrastare la pressione massima dopo il riempimento. Molte persone lo chiamano colpo d'ariete.
La macchina trasferisce le forze dinamiche e statiche alla fine del processo. In questo modo si producono dei martelli a pressione che devono essere assorbiti dalla forza della macchina in chiusura. La forza di chiusura è determinata dalla dimensione della corsa e dal modello della pressa.
Volume e forma del prodotto
Il design dello stampo dipende dal volume e dalla forma del prodotto. Inoltre, tieni presente che le parti di grandi dimensioni si restringono a causa di un tempo di raffreddamento più lungo, aumentando il restringimento. Pertanto, è necessario dimensionare di conseguenza le cavità dello stampo.
Le variabili possono anche influenzare la dimensione finale dello stampo. I fattori più importanti da considerare sono:
Canali di iniezione
La dimensione dei canali di iniezione varia in base al numero di cavità e alla posizione dei cancelli e dei pezzi. Ci sono alcuni requisiti fluidodinamici che devono essere soddisfatti quando si progettano i canali di iniezione. Quando si sposta nella direzione del metallo fuso, i produttori diminuiscono la sezione per garantire che aderisca correttamente alla parete dello stampo. A causa del restringimento si verifica un flusso accelerato e si staccano dalle pareti. Ci saranno meno turbolenze, intrappolamenti d'aria e altri problemi se lo strato esterno è più liscio.
Tipo di chiusura dello stampo
La chiusura dello stampo Apri/Chiudi è la chiusura dello stampo più semplice. Idealmente, è adatto a prodotti dalle forme pulite e semplici che possono essere facilmente espulsi. Tuttavia, non è l’opzione migliore per parti con geometrie complesse. Sarebbe difficile rimuovere prodotti con geometria complessa, quindi il produttore dovrebbe aumentare le dimensioni dello stampo.
Presenza di trabocchi
I troppopieni sono piccoli pozzetti progettati in parti strategiche dello stampo pressofuso. Poiché i primi colpi di metallo sono spesso più freddi di quelli successivi, sono importanti. In questo modo si evitano giri freddi e altri difetti estetici simili. Inoltre, i traboccamenti aumentano la temperatura dello stampo nelle aree critiche della fusione agendo come fonti di calore.
Macchine per pressofusione
Oltre allo stampo per pressofusione, anche le macchine sono essenziali per questo processo. UN macchina per pressofusione è un'attrezzatura specializzata utilizzata per produrre parti metalliche attraverso il processo di pressofusione. Le macchine per pressofusione utilizzano l'alta pressione per iniettare il metallo fuso nella cavità dello stampo, dove si solidifica e prende la forma dello stampo.
Quando si utilizza la macchina per pressofusione, vale la pena notare alcune caratteristiche e componenti chiave.
Sistema di iniezione
Il sistema di iniezione è responsabile dell'erogazione del metallo fuso nella cavità dello stampo. Solitamente include un forno o crogiolo per fondere il metallo, una camera di iniezione per trattenere il metallo fuso e uno stantuffo o pistone per iniettare il metallo nella cavità dello stampo.
Unità di bloccaggio
L'unità di bloccaggio viene utilizzata per mantenere in posizione le due metà dello stampo durante il processo di colata. Tipicamente include un sistema idraulico o meccanico per applicare pressione allo stampo e mantenerlo chiuso durante l'iniezione.
Sistema di controllo
Il sistema di controllo viene utilizzato per monitorare e regolare i vari parametri della macchina per pressofusione, come pressione di iniezione, tempo di iniezione e tempo di raffreddamento. Può essere azionato manualmente o tramite controlli computerizzati.
Sistema di raffreddamento
Il sistema di raffreddamento viene utilizzato per regolare la temperatura dello stampo e del metallo durante il processo di fusione. In genere include canali dell'acqua che fanno circolare il refrigerante attraverso lo stampo per estrarre calore dal metallo mentre si solidifica.
Conclusione
In conclusione, gli stampi di pressofusione sono una componente essenziale del processo di pressofusione. Svolgono un ruolo fondamentale nel determinare la qualità e la consistenza del prodotto finale, nonché il suo rapporto costo-efficacia complessivo.
Comprendendo i vari tipi di stampi disponibili, i relativi vantaggi e svantaggi e le modalità di progettazione e manutenzione adeguate, i produttori possono ottimizzare le operazioni di pressofusione e ottenere un maggiore successo nel mercato competitivo di oggi. Che tu sia nuovo nel mondo della pressofusione o un veterano esperto del settore, è importante rimanere aggiornato sugli ultimi progressi e sulle migliori pratiche nella tecnologia degli stampi per garantire che i tuoi prodotti siano realizzati al massimo livello di qualità possibile.
CapableMachining vanta oltre 10 anni di esperienza negli stampi e nei processi di pressofusione. Se hai domande a questo riguardo, inviaci un'e-mail, saremo lieti di rispondere.