Komora zimna czy komora gorąca? Która maszyna do odlewania ciśnieniowego nadaje się do danego zastosowania?
Komora zimna i komora gorąca to dwie podstawowe metody odlewania ciśnieniowego. Różnica polega przede wszystkim na tym, w jaki sposób ciekły metal trafia do jednostki odlewniczej. W praktyce to właśnie to konstrukcyjne rozdzielenie decyduje o odpowiednich materiałach, cyklu, urządzeniach peryferyjnych, a ostatecznie także o tym, która maszyna do odlewania ciśnieniowego jest odpowiednia do danej produkcji.
Jaka jest różnica między odlewaniem ciśnieniowym z komorą zimną a odlewaniem ciśnieniowym z komorą gorącą?
W przypadku odlewaniu ciśnieniowym z komorą gorącą jednostka odlewnicza jest bezpośrednio połączona z płynnym metalem w piecu. Komora odlewnicza może po wykonaniu odlewu ponownie napełnić się stopem, bez konieczności oddzielnego transportu metalu do maszyny. Metoda ta jest stosowana przede wszystkim w przypadku cynku oraz niektórych stopów magnezu .
W przypadku odlewaniu ciśnieniowym w komorze zimnej stop jest natomiast dostarczany poza jednostką odlewniczą i dozowany do komory odlewniczej dla każdego cyklu odlewania. Metoda ta jest szczególnie odpowiednia dla odlewanie ciśnieniowe aluminium .
Decydująca różnica polega na samym procesie odlewania
Odlewanie ciśnieniowe opiera się zawsze na tej samej podstawowej zasadzie: Ciekły metal jest wprowadzany do zamkniętej, metalowej formy stałej, gdzie ulega zestaleniu, a następnie jest wyjmowany jako odlew. Wysokie prędkości napełniania formy i wysokie ciśnienia sprawiają, że proces ten jest szczególnie interesujący w przypadku precyzyjnych, cienkościennych i produkowanych w dużych ilościach elementów.
Komora zimna i komora gorąca różnią się zatem mniej pod względem celu, a bardziej sposobem jego osiągnięcia. Kluczowe znaczenie ma pytanie: Gdzie znajduje się stopiony metal i w jaki sposób trafia on do komory odlewniczej?
Krótkie odległości między stopem a formą do odlewania ciśnieniowego
W procesie z komorą gorącą komora odlewnicza znajduje się bezpośrednio w lub przy podgrzewanej kąpieli metalowej. Gdy tłok odlewniczy cofa się po zakończeniu cyklu odlewania, do obszaru odlewania może ponownie dostać się płynny metal. W następnym cyklu odlewniczym stop jest wtłaczany przez układ odlewniczy i dyszę do zamkniętej formy odlewniczej. Podczas kolejnego cyklu wtrysku stop jest wtłaczany przez układ wlewowy i dyszę do zamkniętej formy do odlewania ciśnieniowego.
Nie ma potrzeby oddzielnego transportu porcji metalu z zewnętrznego pieca do poziomo ustawionej komory odlewniczej. Dzięki temu skraca się czas przestojów. Maszyny z komorą rozgrzaną mogą zatem osiągać bardzo krótkie cykle produkcyjne, zwłaszcza w przypadku odpowiednich materiałów i dużych serii.
Klasycznym obszarem zastosowania jest odlewanie ciśnieniowe cynku. Również niektóre stopów magnezu można przetwarzać na przeznaczonych do tego celu maszynach z komorą gorącą.
Aktualnie dostępne maszyny można znaleźć w ofercie firmy FISS pod hasłem używane maszyny do odlewania ciśnieniowego z komorą gorącą .
Oddzielne przygotowanie stopu dla aluminium i duże komory odlewnicze
W przypadku odlewarki ciśnieniowej z komorą zimną główne elementy zespołu odlewniczego znajdują się poza zbiornikiem stopu. Metal jest topiony w oddzielnym piecu lub utrzymywany w stanie rozgrzanym, a następnie wprowadzany do komory odlewniczej na każdy cykl odlewania.
Dozowanie może odbywać się na przykład za pomocą piec dozujący , metalowego dozownika lub innego zautomatyzowanego urządzenia podającego. Następnie tłok odlewniczy przemieszcza stop przez układ odlewniczy do zamkniętej formy.
Ta zasada działania maszyny ma szczególne znaczenie w odlewaniu ciśnieniowym aluminium. Urządzenia z komorą zimną stanowią często część rozbudowanych, zautomatyzowanych komórek odlewniczych, w których maszyna główna, podawanie metalu, natryskiwanie formy, wyjmowanie odlewów, regulacja temperatury oraz obróbka końcowa są ze sobą zgrane.
Odpowiednie urządzenia znajdą Państwo w sekcji używanych maszyn do odlewania ciśnieniowego z komorą zimną .
Komora zimna i komora gorąca w skrócie
| Kryterium | Komora gorąca | Komora zimna |
|---|---|---|
| Jednostka odlewnicza | Jest bezpośrednio połączona z ciekłym metalem w systemie pieca . | Znajduje się poza zbiornikiem stopu. |
| Doprowadzenie metalu | Komora odlewnicza może ponownie napełnić się z kąpieli metalowej. | Metal jest dozowany do komory odlewniczej osobno dla każdego cyklu odlewania . |
| Typowe materiały | Przede wszystkim cynk, a także niektóre stopy magnezu oraz stopy o niskiej temperaturze topnienia. | Przede wszystkim aluminium, a także, w zależności od procesu, magnez, miedź i inne odpowiednie stopy. |
| Czas cyklu | Zazwyczaj krótszy, ponieważ nie jest wymagany oddzielny transfer metalu do komory odlewniczej. | Dodatkowy etap procesu związany z dozowaniem stopionego metalu. |
| Typowe urządzenia peryferyjne | Piec/zbiornik odlewniczy, technika natryskowa, pobieranie, regulacja temperatury, technika transportowa i separacyjna. | Piec dozujący lub dozowanie metalu, instalacja natryskowa, roboty, regulacja temperatury, chłodzenie oraz często prasa do gratowania. |
| Typowe środowisko produkcyjne | Produkcja seryjna o wysokiej częstotliwości cykli, szczególnie w zakresie odlewania ciśnieniowego cynku. | Komórki odlewnicze aluminium, od pojedynczych maszyn po w pełni zautomatyzowane komórki produkcyjne. |
Który materiał jest przetwarzany przy użyciu jakiej metody?
W wielu projektach pierwszy kierunek można już wywnioskować z samego materiału. Niemniej jednak stopu nie należy oceniać wyłącznie na podstawie metalu podstawowego. Skład, temperatura obróbki, element oraz proces produkcyjny muszą być rozpatrywane jako całość.
Najważniejszy obszar zastosowań przemysłowego odlewania ciśnieniowego w komorze zimnej.
Doskonale nadaje się do szybkiej, seryjnej produkcji w komorze grzewczej .
W zależności od stopu, elementu i procesu możliwe są rozwiązania z komorą gorącą oraz komorą zimną.
W przypadku odpowiednich stopów miedzi można rozważyć zastosowanie metody komory zimnej.
Oba procesy wymagają więcej niż tylko jednej jednostki odlewniczej
Niezależnie od metody, maszyna do odlewania ciśnieniowego składa się zasadniczo z dwóch głównych obszarów funkcjonalnych: zespół zamykający formę oraz jednostki odlewniczej.
Zespół zamykający formę otwiera i zamyka formę do odlewania ciśnieniowego i musi ją niezawodnie utrzymywać w stanie zamkniętym podczas procesu odlewania. Jednostka odlewnicza doprowadza płynny metal z wymaganą prędkością do formy i wytwarza ciśnienie niezbędne do przeprowadzenia procesu.
Do tego dochodzą między innymi zespół wyrzutnika, wyciągi rdzeni, napęd maszyny oraz układ sterowania. W rzeczywistej komórce produkcyjnej system ten często rozszerza się o technologię natryskiwania formy, roboty, regulację temperatury, zasilanie metalem, technikę transportową oraz obróbkę wykończeniową.
Odpowiednie komponenty można znaleźć w firmie FISS również w dziale automatyki odlewania ciśnieniowego w komorze zimnej oraz automatyzacji odlewania ciśnieniowego w komorze gorącej .
Przykład praktycznego zastosowania maszyny do odlewania ciśnieniowego z komorą grzewczą
Schematy techniczne wyjaśniają przebieg procesu. Rzut oka na rzeczywiste maszyny używane dodatkowo pokazuje, w jaki sposób technologia ta jest stosowana w zakładzie przemysłowym. Frech DAW 50 S DV — maszyna do odlewania ciśnieniowego z komorą gorącą
Właściwa kolejność: najpierw proces, potem konkretna maszyna
Często stosowanym skrótem podczas poszukiwania używanych maszyn jest: określenie pożądanej siły zamykania, a następnie wyszukanie odpowiedniego modelu. Jednak do dokonania rzetelnego wyboru technicznego to nie wystarczy.
Określić materiał i proces
W przypadku aluminium zazwyczaj stosuje się metodę komory zimnej, a w przypadku cynku – metodę komory gorącej. W przypadku magnezu należy dokładniej przeanalizować konkretną metodę.
Sprawdź element i formę
Masa odlewu, powierzchnia rzutu poziomego, wymiary formy, grubości ścianek oraz wymagania jakościowe mają istotny wpływ na projekt techniczny.
Dopasowanie parametrów maszyny
Dopiero teraz dokonuje się oceny siły zamykania, jednostki odlewniczej, przestrzeni narzędziowej, rozmiaru płyty, rozstawu kolumn, sterowania oraz pozostałych parametrów maszyny.
Analiza całej komory odlewniczej
Dostarczanie metalu, natryskiwanie, wyjmowanie, regulacja temperatury, chłodzenie, technika transportowa oraz gratowanie mają decydujący wpływ na to, czy maszyna może zostać produktywnie zintegrowana. .
Na co należy zwrócić uwagę przy zakupie używanej maszyny do odlewania ciśnieniowego?
Po określeniu odpowiedniej metody rozpoczyna się właściwa ocena maszyny. Producent i rok produkcji dostarczają co prawda pierwszych wskazówek, ale same w sobie niewiele mówią o tym, czy urządzenie nadaje się do planowanej produkcji.
- odpowiednia siła zamykania dostosowana do elementu i formy
- Agregat odlewniczy, masa odlewu i konstrukcja komory odlewniczej
- Wymiary narzędzia, rozmiar płyty i dostępna przestrzeń narzędziowa
- Stan zespołu zamykającego, układu hydraulicznego i zespołu wlewowego
- Sterowanie, wersja oprogramowania i interfejsy
- Technika wyrzutników i wyciągania rdzeni
- Piec, dozowanie i zasilanie metalem
- Wtryskiwanie do formy, wyjmowanie, regulacja temperatury i gratowanie
- Dokumentacja oraz znana historia konserwacji lub remontów
- Warunki demontażu, transportu i ponownego uruchomienia
Szczególnie w przypadku większych komór chłodniczych warto zwrócić uwagę na cały system. Główna maszyna może być odpowiednia pod względem technicznym, a mimo to stać się nieopłacalna, jeśli brakuje kluczowych urządzeń peryferyjnych lub istniejące komponenty nie pasują do planowanej produkcji.
Przegląd aktualnie oferowanych używanych maszyn do odlewania ciśnieniowego można znaleźć bezpośrednio w firmie FISS.
Trzy typowe sytuacje wyjściowe
Obudowy aluminiowe w produkcji seryjnej
W przypadku aluminium wybór zazwyczaj sprowadza się do technologii komory zimnej. Następnie należy określić formę, siłę zamykania, zespół odlewniczy, masę odlewu oraz wymaganą automatyzację.
Elementy cynkowe produkowane w dużych ilościach
W przypadku klasycznych odlewów cynkowych metodą ciśnieniową proces z komorą gorącą jest często oczywistym rozwiązaniem. Bezpośrednie połączenie z topiną umożliwia krótkie ścieżki procesowe i wysoką wydajność produkcji.
Istniejące narzędzie ma być nadal wykorzystywane
W takim przypadku samo rozróżnienie na komorę gorącą lub komorę zimną nie wystarczy. Wymiary formy, siła zamykania, jednostka wylewowa, interfejsy i urządzenia peryferyjne muszą być dopasowane do konkretnej maszyny używanej.
Wybór materiału wyznacza kierunek – o zastosowaniu decyduje
Różnicę techniczną między komorą zimną a komorą gorącą można jasno wyjaśnić: w maszynach z komorą gorącą unit odlewniczy jest bezpośrednio połączony z rozpływem. W przypadku procesu z komorą zimną metal jest przygotowywany poza jednostką odlewniczą i dozowany oddzielnie dla każdego cyklu.
Stąd wynikają typowe obszary zastosowań: Aluminium jest przetwarzane głównie w procesie komorowym na zimno, a cynk – głównie w procesie komorowym na gorąco. Magnez, w zależności od stopu i procesu, może być przetwarzany przy użyciu obu zasad działania maszyn.
Przy wyborze konkretnej używanej maszyny do odlewania ciśnieniowego podział ten stanowi jednak dopiero punkt wyjścia. Decydujące znaczenie ma zawsze to, czy maszyna, narzędzie, zespół odlewniczy i automatyka jako całościowy system pasują do planowanej produkcji.
Pytania dotyczące odlewania ciśnieniowego w komorze zimnej i gorącej
Jaka jest główna różnica między komorą zimną a komorą gorącą?
W procesie z komorą gorącą jednostka odlewnicza jest bezpośrednio połączona z stopem. W procesie z komorą zimną ciekły metal jest przygotowywany oddzielnie i dozowany do komory odlewniczej dla każdego cyklu odlewania.
Czy aluminium odlewa się metodą z komorą zimną czy z komorą gorącą?
W przemysłowym odlewaniu ciśnieniowym aluminium jest zazwyczaj przetwarzane przy użyciu maszyn do odlewania ciśnieniowego z komorą zimną. Stop aluminium jest przygotowywany poza jednostką odlewniczą, a następnie dozowany.
Jaka metoda jest stosowana w odlewaniu ciśnieniowym cynku?
Odlewanie ciśnieniowe cynku odbywa się głównie w procesie z komorą gorącą . Jednostka odlewnicza jest bezpośrednio połączona z stopionym metalem, co pozwala na uzyskanie wyjątkowo krótkich dróg procesowych.
Czy magnez można odlewać na gorąco i na zimno?
Tak. W zależności od stopu, elementu i procesu produkcyjnego w przypadku magnezu można stosować zarówno maszyny z komorą gorącą, jak i maszyny z komorą zimną.
Czy odlewanie ciśnieniowe metodą komory gorącej jest zawsze szybsze?
Zasada komory gorącej ogranicza konieczność oddzielnego przenoszenia metalu i dlatego zasadniczo pozwala na osiągnięcie krótszych czasów pomocniczych. Rzeczywisty czas cyklu zależy jednak dodatkowo od elementu, formy, krzepnięcia, procesu natryskiwania, wyjmowania i automatyzacji.
Czy siła zamykania wystarczy do wyboru maszyny do odlewania ciśnieniowego?
Nie. Dodatkowo muszą być dostosowane do planowanej produkcji między innymi zespół odlewniczy, masa odlewu, wymiary formy, przestrzeń formierska, rozmiar płyty, sterowanie, urządzenia peryferyjne oraz stan techniczny.
Co zrobić, jeśli FISS nie ma obecnie w ofercie odpowiedniej maszyny?
W takim przypadku FISS może przeprowadzić ukierunkowane poszukiwania maszyny . W tym celu jako profil wyszukiwania definiuje się wymagania techniczne, pożądany typ maszyny, preferencje dotyczące producenta oraz okres realizacji projektu.
Znasz zastosowanie – FISS znajdzie odpowiednią maszynę.
Jeśli obecnie w asortymencie nie ma odpowiedniej maszyny do odlewania ciśnieniowego, firma FISS może przeprowadzić ukierunkowane poszukiwania odpowiednich używanych maszyn oraz kompletnych komór odlewniczych. Im dokładniej znane są wymagania dotyczące materiału, oprzyrządowania i produkcji, tym precyzyjniej można zawęzić wybór techniczny.
Źródło
Bührig-Polaczek, A.; Michaeli, W.; Spur, G. (red.): Podręcznik formowania wstępnego, wydawnictwo Carl Hanser, rozdział 1.6.4 „Odlewanie ciśnieniowe”.
