Η χύτευση αλουμινίου είναι μια μέθοδος για την παραγωγή εξαρτημάτων υψηλής ανοχής και ποιότητας, χύνοντας τηγμένο αλουμίνιο σε μια ακριβώς σχεδιασμένη και κατασκευασμένη με ακρίβεια μήτρα, καλούπι ή καλούπι. Είναι μια αποτελεσματική διαδικασία για την παραγωγή σύνθετων, περίπλοκων, λεπτομερών εξαρτημάτων που ταιριάζουν ακριβώς με τις προδιαγραφές του αρχικού σχεδιασμού.
Η διαδικασία χύτευσης αλουμινίου
1. Μόνιμη χύτευση καλουπιών
Μεγάλο μέρος του κόστους της μόνιμης χύτευσης καλουπιών αλουμινίου αφορά την κατεργασία και τη διαμόρφωση του καλουπιού, το οποίο συνήθως κατασκευάζεται από γκρι σίδηρο ή χάλυβα. Το καλούπι διαμορφώνεται στο γεωμετρικό σχήμα του σχεδιασμένου εξαρτήματος με τις προδιαγραφές και το σχήμα του εξαρτήματος χωρισμένο σε δύο μισά. Κατά τη διαδικασία έγχυσης, τα μισά του καλουπιού σφραγίζονται ερμητικά, έτσι ώστε να μην υπάρχει αέρας ή ρύποι. Το καλούπι θερμαίνεται πριν από την έκχυση του τηγμένου αλουμινίου, το οποίο μπορεί να χυθεί με κουτάλα, να χυθεί ή να εγχυθεί.
Μετά την ολοκλήρωση της διαδικασίας, το καλούπι αφήνεται να κρυώσει για να στερεοποιηθεί το αλουμινένιο εξάρτημα. Μόλις κρυώσει, το εξάρτημα αφαιρείται γρήγορα από το καλούπι για να αποφευχθεί ο σχηματισμός ελαττωμάτων.
Ανεξάρτητα από το πόσο απλή μπορεί να φαίνεται η διαδικασία, πρόκειται για μια επιστημονικά και τεχνικά σχεδιασμένη μέθοδο για την παραγωγή εξαρτημάτων μεγάλου όγκου.
2. Χύτευση με άμμο
Η διαδικασία χύτευσης με άμμο περιλαμβάνει την τοποθέτηση άμμου γύρω από ένα επαναχρησιμοποιήσιμο μοτίβο που έχει το σχήμα, τις λεπτομέρειες και τη διαμόρφωση του τελικού προϊόντος. Στο μοτίβο περιλαμβάνονται ανυψωτήρες που επιτρέπουν την έγχυση του τηγμένου μετάλλου στο καλούπι και την τροφοδοσία του χυτού με ζεστό αλουμίνιο κατά τη στερεοποίηση, για την αποφυγή συρρίκνωσης λόγω πορώδους.
Στο σχέδιο περιλαμβάνεται ένας αγωγός που επιτρέπει την εισαγωγή λιωμένου μετάλλου στο καλούπι. Οι διαστάσεις του σχεδίου είναι ελαφρώς μεγαλύτερες από το προϊόν, ώστε να λαμβάνεται υπόψη η συρρίκνωση κατά τη διαδικασία ψύξης. Η άμμος έχει το βάρος και την αντοχή που απαιτείται για να διατηρεί το σχήμα του σχεδίου και είναι ανθεκτική στην αλληλεπίδραση με το λιωμένο μέταλλο.
4. Χύτευση υπό κενό Η χύτευση υπό κενό χρησιμοποιεί ένα αεροστεγές περίβλημα τύπου καμπάνας που έχει ένα άνοιγμα αγωγού στο κάτω μέρος και μια έξοδο κενού στο πάνω μέρος. Η διαδικασία ξεκινά με την εμβάπτιση του αγωγού κάτω από την επιφάνεια του τηγμένου αλουμινίου. Δημιουργείται κενό στον δέκτη, δημιουργώντας μια διαφορά πίεσης μεταξύ της κοιλότητας της μήτρας και του τηγμένου αλουμινίου στο χωνευτήριο.
Η διαφορά πίεσης προκαλεί τη ροή του τηγμένου αλουμινίου προς τα πάνω μέσω της χοάνης στην κοιλότητα της μήτρας, όπου στερεοποιείται το τηγμένο αλουμίνιο. Η μήτρα αφαιρείται από τον δέκτη, ανοίγεται και το εξάρτημα εξάγεται.
Ο έλεγχος του κενού και της διαφοράς πίεσης μεταξύ της κοιλότητας της μήτρας και του τηγμένου αλουμινίου καθιστά δυνατό τον έλεγχο του ρυθμού πλήρωσης που απαιτείται από το σχεδιασμό του εξαρτήματος και τις απαιτήσεις πύλης. Ο έλεγχος του ρυθμού πλήρωσης ενισχύει την ικανότητα προσδιορισμού της ορθότητας του τελικού εξαρτήματος.
Η βύθιση του αγωγού κάτω από την επιφάνεια του τηγμένου αλουμινίου διασφαλίζει ότι το τηγμένο αλουμίνιο θα είναι το πιο καθαρό κράμα, απαλλαγμένο από οξείδια και σκωρίες. Τα εξαρτήματα είναι καθαρά και ανθεκτικά, με ελάχιστη παρουσία ξένων υλικών.
5. Επενδυτική χύτευση
Η χύτευση με επένδυση, γνωστή και ως χύτευση με χαμένο κερί, ξεκινά με την έγχυση κεριού στη μήτρα για να δημιουργηθεί το μοτίβο του τελικού προϊόντος. Τα κερωμένα μοτίβα προσαρτώνται σε μια χοάνη για να σχηματίσουν μια διαμόρφωση που μοιάζει με δέντρο. Το δέντρο βυθίζεται σε ένα πολτό πολλές φορές, το οποίο σχηματίζει ένα ισχυρό κεραμικό κέλυφος γύρω από το σχήμα του κεριού.
Μόλις το κεραμικό στερεοποιηθεί και σκληρυνθεί, θερμαίνεται σε αυτόκλειστο κλίβανο για να ολοκληρωθεί η καύση αποπαραφίνης. Για να επιτευχθεί η επιθυμητή θερμοκρασία του κελύφους, προθερμαίνεται πριν γεμιστεί με το λιωμένο αλουμίνιο, το οποίο χύνεται στον αγωγό και διέρχεται από τη σειρά των αγωγών και των πυλών στα καλούπια. Όταν τα εξαρτήματα σκληρύνουν, το κεραμικό αποσπάται, αφήνοντας τα συνδεδεμένα με το δέντρο μέρη να κοπούν από το δέντρο.
6. Χύτευση με χαμένο αφρό
Η διαδικασία χύτευσης με χαμένο αφρό είναι ένας άλλος τύπος χύτευσης επένδυσης όπου το κερί αντικαθίσταται με αφρό πολυστερίνης. Το σχέδιο χυτεύεται από πολυστυρένιο σε ένα συγκρότημα συστοιχίας όπως ο δρομέας και οι αγωγοί της χύτευσης επένδυσης. Σφαιρίδια πολυστυρενίου εγχέονται σε θερμαινόμενα καλούπια αλουμινίου σε χαμηλή πίεση με προσθήκη ατμού για τη διαστολή του πολυστυρενίου και την πλήρωση των κοιλοτήτων.
Το μοτίβο τοποθετείται σε πυκνά συσκευασμένη ξηρή άμμο, η οποία συμπιέζεται με δόνηση για την εξάλειψη κενών ή θυλάκων αέρα. Καθώς το λιωμένο αλουμίνιο χύνεται στο καλούπι άμμου, ο αφρός καίγεται και σχηματίζεται το χυτό υλικό.
Κοινές εφαρμογές χύτευσης αλουμινίου
Λόγω των εξαιρετικών φυσικών και χημικών ιδιοτήτων του, πολλές μεγάλες βιομηχανίες χρησιμοποιούν χυτό αλουμίνιο. Ακολουθούν μερικές συνηθισμένες εφαρμογές του υλικού.
1. Ιατρική Βιομηχανία
Οι κατασκευαστές ιατρικών εξαρτημάτων βασίζονται σε εκμαγεία αλουμινίου για την αντοχή και το ελαφρύ τους βάρος στην κατασκευή προσθετικών, χειρουργικών δίσκων κ.λπ. Εκτός από αυτό, η διαδικασία είναι κατάλληλη για την κατασκευή σύνθετων και ακριβών σχημάτων, για τα οποία είναι γνωστή η βιομηχανία. Επίσης, το αλουμίνιο είναι το κατάλληλο υλικό λόγω της αντοχής του στη διάβρωση, καθώς μεγάλο μέρος του ιατρικού εξοπλισμού έρχεται σε επαφή με σωματικά υγρά.
2. Αυτοκινητοβιομηχανία
Οι κατασκευαστές ανταλλακτικών αυτοκινήτων βασίζονται σε χυτά αλουμινίου για τις ελαφριές ιδιότητές τους χωρίς να θυσιάζεται η αντοχή και η ανθεκτικότητα. Ως αποτέλεσμα, έχουν βελτιωθεί η οικονομία καυσίμου. Επιπλέον, η κατασκευή εξαρτημάτων αυτοκινήτων με σύνθετα σχήματα με τη διαδικασία χύτευσης αλουμινίου είναι ευκολότερη. Τα χυτά αλουμινίου είναι κατάλληλα για την κατασκευή εξαρτημάτων όπως φρένα και τιμόνια.
3. Μαγειρική Βιομηχανία
Το χυτό αλουμίνιο είναι χρήσιμο στη μαγειρική βιομηχανία λόγω της ανθεκτικότητας, της αντοχής στη διάβρωση, του μικρού βάρους και της εξαιρετικής αγωγιμότητας της θερμότητας. Εκτός από αυτό, το υλικό είναι κατάλληλο για την κατασκευή μαγειρικών σκευών λόγω της εξαιρετικής απαγωγής θερμότητας, δηλαδή, μπορεί να ζεσταθεί και να κρυώσει γρήγορα.
4. Αεροναυπηγική βιομηχανία
Τα εξαρτήματα αλουμινίου είναι ιδανικά για την αεροναυπηγική βιομηχανία λόγω του ελαφρού βάρους και της αντοχής τους. Το ελαφρύ βάρος τους επιτρέπει σε ένα αεροσκάφος να χρησιμοποιεί λιγότερα καύσιμα για να μεταφέρει περισσότερο βάρος.
Πηγή:
https://www.iqsdirectory.com/articles/die-casting/aluminum-casting.html
https://waykenrm.com/blogs/cast-aluminum/#Common-Applications-of-Casting-Aluminum
Επιμέλεια: May Jiang από το MAT Aluminum
Ώρα δημοσίευσης: 26 Ιουλίου 2023
