Η χύτευση αλουμινίου είναι μια μέθοδος για την παραγωγή εξαρτημάτων υψηλής ανοχής και υψηλής ποιότητας χύνοντας τηγμένο αλουμίνιο σε μια μήτρα, καλούπι ή φόρμα με ακρίβεια σχεδιασμένη και κατασκευασμένη με ακρίβεια. Είναι μια αποτελεσματική διαδικασία για την παραγωγή πολύπλοκων, 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 καλουπιού από αλουμίνιο είναι η μηχανική κατεργασία και η διαμόρφωση του καλουπιού, το οποίο συνήθως κατασκευάζεται από γκρι σίδηρο ή χάλυβα. Το καλούπι διαμορφώνεται στο γεωμετρικό σχήμα του σχεδιασμένου τμήματος με τις προδιαγραφές και το σχήμα του εξαρτήματος χωρισμένο σε δύο μισά. Στη διαδικασία έγχυσης, τα μισά του καλουπιού σφραγίζονται ερμητικά έτσι ώστε να μην υπάρχει αέρας ή μολυσματικές ουσίες. Το καλούπι θερμαίνεται πριν από την έκχυση του τηγμένου αλουμινίου, το οποίο μπορεί να τοποθετηθεί σε κουτάλα, να χυθεί ή να εγχυθεί.
Με την ολοκλήρωση της διαδικασίας, το καλούπι αφήνεται να κρυώσει για να στερεοποιηθεί το τμήμα αλουμινίου. Μόλις κρυώσει, το τμήμα αφαιρείται γρήγορα από το καλούπι για να αποφευχθεί ο σχηματισμός ελαττωμάτων.
Ανεξάρτητα από το πόσο απλή μπορεί να φαίνεται η διαδικασία, είναι μια επιστημονικά και τεχνικά σχεδιασμένη μέθοδος για την παραγωγή εξαρτημάτων μεγάλου όγκου.
2.Χύτευση με άμμο
Η διαδικασία χύτευσης με άμμο περιλαμβάνει τη συσκευασία της άμμου γύρω από ένα επαναχρησιμοποιήσιμο σχέδιο που έχει το σχήμα, τις λεπτομέρειες και τη διαμόρφωση του τελικού προϊόντος. Στο σχέδιο περιλαμβάνονται ανυψωτήρες που επιτρέπουν στο λιωμένο μέταλλο να χύνεται στο καλούπι και στο ζεστό αλουμίνιο να τροφοδοτεί τη χύτευση κατά τη διάρκεια της στερεοποίησης για να αποφευχθεί η συρρίκνωση του πορώδους.
Στο σχέδιο περιλαμβάνεται ένα σπρέι που επιτρέπει την εισαγωγή λιωμένου μετάλλου στο καλούπι. Οι διαστάσεις του σχεδίου είναι ελαφρώς μεγαλύτερες από το προϊόν για να ληφθεί υπόψη η συρρίκνωση κατά τη διαδικασία ψύξης. Η άμμος έχει το βάρος και τη δύναμη να διατηρήσει το σχήμα του σχεδίου και είναι ανθεκτική στην αλληλεπίδραση με το λιωμένο μέταλλο.
4.Κενό Die Casting Η χύτευση υπό κενό χρησιμοποιεί ένα αεροστεγές περίβλημα καμπάνας που έχει ένα άνοιγμα ψεκασμού στο κάτω μέρος και μια έξοδο κενού στο επάνω μέρος. Η διαδικασία ξεκινά βυθίζοντας το σπρέι κάτω από την επιφάνεια του λιωμένου αλουμινίου. Δημιουργείται ένα κενό στον δέκτη δημιουργώντας μια διαφορά πίεσης μεταξύ της κοιλότητας της μήτρας και του τηγμένου αλουμινίου στο χωνευτήριο.
Η διαφορά πίεσης αναγκάζει το τηγμένο αλουμίνιο να ρέει προς τα πάνω από το σπρέι στην κοιλότητα της μήτρας, όπου το λιωμένο αλουμίνιο στερεοποιείται. Η μήτρα αφαιρείται από τον δέκτη, ανοίγει και το εξάρτημα εκτοξεύεται.
Ο έλεγχος του κενού και της διαφοράς πίεσης μεταξύ της κοιλότητας της μήτρας και του τετηγμένου αλουμινίου καθιστά δυνατό τον έλεγχο του ρυθμού πλήρωσης που απαιτείται από τις απαιτήσεις σχεδιασμού εξαρτημάτων και πύλης. Ο έλεγχος του ρυθμού πλήρωσης ενισχύει την ικανότητα προσδιορισμού της σταθερότητας του έτοιμου εξαρτήματος.
Η βύθιση του ελατηρίου κάτω από την επιφάνεια του τηγμένου αλουμινίου διασφαλίζει ότι το λιωμένο αλουμίνιο θα είναι το πιο καθαρό κράμα απαλλαγμένο από οξείδια και σκωρίες. Τα εξαρτήματα είναι καθαρά και υγιή με ελάχιστα ξένα υλικά.
5.Investment Casting
Η χύτευση επένδυσης, γνωστή και ως χύτευση χαμένου κεριού, ξεκινά με την έγχυση κεριού στη μήτρα για να δημιουργηθεί το σχέδιο του τελικού προϊόντος. Τα κερωμένα σχέδια είναι προσαρτημένα σε ένα σπρέι για να σχηματίσουν μια διαμόρφωση δέντρου. Το δέντρο βυθίζεται σε ένα πολτό πολλές φορές, το οποίο σχηματίζει ένα ισχυρό κεραμικό κέλυφος γύρω από το σχήμα του κεριού.
Μόλις πήξει και σκληρυνθεί το κεραμικό, θερμαίνεται σε αυτόκλειστο για να ολοκληρωθεί η εξάντληση του κεριού. Για να επιτευχθεί η επιθυμητή θερμοκρασία του κελύφους, προθερμαίνεται πριν γεμίσει με το λιωμένο αλουμίνιο, το οποίο χύνεται στο σπρέι και περνά μέσα από τη σειρά των δρομέων και των πυλών στα καλούπια. Όταν τα μέρη σκληρύνουν, το κεραμικό γκρεμίζεται αφήνοντας τα συνδεδεμένα με το δέντρο μέρη να κοπούν από το δέντρο.
6.Lost Foam Casting
Η διαδικασία χύτευσης χαμένου αφρού είναι ένας άλλος τύπος χύτευσης επένδυσης όπου το κερί αντικαθίσταται με αφρό πολυστυρενίου. Το σχέδιο είναι χυτευμένο από πολυστυρένιο σε ένα συγκρότημα συμπλέγματος όπως το δρομέα και τα ελατήρια χύτευσης επένδυσης. Τα σφαιρίδια πολυστυρενίου εγχέονται σε θερμαινόμενα καλούπια αλουμινίου σε χαμηλή πίεση με ατμό που προστίθεται για να διογκωθεί το πολυστυρένιο για να γεμίσει τις κοιλότητες.
Το σχέδιο τοποθετείται σε πυκνή ξηρή άμμο που συμπυκνώνεται με δονήσεις για να εξαλείψει τα κενά ή τους θύλακες αέρα. Καθώς το λιωμένο αλουμίνιο χύνεται στο καλούπι άμμου, ο αφρός καίγεται και σχηματίζεται η χύτευση.
Κοινές εφαρμογές χύτευσης αλουμινίου
Λόγω των εξαιρετικών φυσικών και χημικών ιδιοτήτων του, πολλές μεγάλες βιομηχανίες χρησιμοποιούν χυτό αλουμίνιο. Ακολουθούν μερικές κοινές εφαρμογές του υλικού.
1. Ιατρική Βιομηχανία
Οι κατασκευαστές ιατρικών εξαρτημάτων βασίζονται σε καλούπια αλουμινίου για τη δύναμή τους και το ελαφρύ τους στην κατασκευή προσθετικών, χειρουργικών δίσκων κ.λπ. Εκτός από αυτό, η διαδικασία είναι κατάλληλη για την κατασκευή πολύπλοκων και ακριβών σχημάτων για τα οποία είναι γνωστή η βιομηχανία. Επίσης, το αλουμίνιο είναι το κατάλληλο υλικό λόγω της αντοχής του στη διάβρωση αφού μεγάλο μέρος του ιατρικού εξοπλισμού έρχεται σε επαφή με σωματικά υγρά.
2. Αυτοκινητοβιομηχανία
Οι κατασκευαστές ανταλλακτικών αυτοκινήτων βασίζονται σε καλούπια αλουμινίου για τις ελαφριές ιδιότητές τους χωρίς να συνεπάγονται αντοχή και ανθεκτικότητα. Ως αποτέλεσμα, έχει βελτιωθεί η απόδοση καυσίμου. Επιπλέον, η κατασκευή ανταλλακτικών αυτοκινήτων με πολύπλοκα σχήματα με τη διαδικασία χύτευσης αλουμινίου είναι ευκολότερη. Τα καλούπια αλουμινίου είναι κατάλληλα για την κατασκευή εξαρτημάτων όπως φρένα και τιμόνια.
3. Μαγειρική Βιομηχανία
Το χυτό αλουμίνιο είναι χρήσιμο στη μαγειρική βιομηχανία λόγω της αντοχής του, της αντοχής στη διάβρωση, του ελαφρού βάρους και της εξαιρετικής αγωγιμότητας της θερμότητας. Εκτός από αυτό, το υλικό είναι κατάλληλο για την κατασκευή μαγειρικών σκευών λόγω της εξαιρετικής διάχυσης της θερμότητας, δηλαδή μπορεί να ζεσταθεί και να κρυώσει γρήγορα.
4. Αεροπορική Βιομηχανία
Τα εξαρτήματα αλουμινίου είναι τέλεια για τη βιομηχανία αεροσκαφών λόγω του ελαφρού βάρους και της αντοχής τους. Το μικρό του βάρος επιτρέπει σε ένα αεροσκάφος να χρησιμοποιεί λιγότερα καύσιμα για να μεταφέρει περισσότερο βάρος.
Πηγή:
https://www.iqsdirectory.com/articles/die-casting/aluminium-casting.html
https://waykenrm.com/blogs/cast-aluminium/#Common-Applications-of-Casting-Aluminium
Επιμέλεια May Jiang από το MAT Aluminium
Ώρα δημοσίευσης: 26 Ιουλίου 2023
