Aluminiumstøbning er en metode til at producere dele med høj tolerance og høj kvalitet ved at hælde smeltet aluminium i en præcist designet og præcisionskonstrueret form, støbeform eller form. Det er en effektiv proces til produktion af komplekse, indviklede og detaljerede dele, der præcist matcher specifikationerne i det originale design.
Aluminiumstøbeprocessen
1. Permanent støbeform
En stor del af udgiften til støbning af aluminiumsforme går på bearbejdning og formning af formen, som normalt er lavet af gråjern eller stål. Formen formes til den geometriske form af den designede del med specifikationerne og formen af delen opdelt i to halvdele. I sprøjteprocessen er formens halvdele tæt forseglet, således at der ikke er luft eller forurenende stoffer til stede. Formen opvarmes inden udhældning af det smeltede aluminium, som kan øses, hældes eller sprøjtes ind.
Når processen er færdig, får formen lov til at køle af, så aluminiumsdelen kan størkne. Når den er afkølet, fjernes delen hurtigt fra formen for at forhindre dannelse af defekter.
Uanset hvor simpel processen kan synes, er det en videnskabeligt og teknisk konstrueret metode til at producere dele i store mængder.
2. Sandstøbning
Sandstøbeprocessen involverer pakning af sand omkring et genanvendeligt mønster, der har formen, detaljerne og konfigurationen af det færdige produkt. Mønsteret inkluderer stigrør, der tillader det smeltede metal at blive hældt i formen og for varmt aluminium at forsyne støbegodset under størkning for at forhindre krympningsporøsitet.
Mønsteret er inkluderet i en støbeåbning, der gør det muligt at indsætte smeltet metal i formen. Mønsterets dimensioner er en smule større end produktet for at tage højde for krympning under afkølingsprocessen. Sandet har den nødvendige vægt og styrke til at bevare mønsterets form og er modstandsdygtigt over for interaktion med det smeltede metal.
4. Vakuumstøbning Vakuumstøbning bruger et lufttæt klokkehus med en indløbsåbning i bunden og et vakuumudløb i toppen. Processen begynder ved at nedsænke indløbet under overfladen af det smeltede aluminium. Der skabes et vakuum i beholderen, hvilket skaber en trykforskel mellem støbeformens hulrum og det smeltede aluminium i diglen.
Trykforskellen får det smeltede aluminium til at strømme op gennem indløbet og ind i matricens hulrum, hvor det smeltede aluminium størkner. Matricen fjernes fra modtageren, åbnes, og emnet skubbes ud.
Kontrol af vakuum og trykforskel mellem dysehulrummet og smeltet aluminium gør det muligt at kontrollere den påfyldningshastighed, der kræves af emnedesign og krav til portåbning. Kontrol af påfyldningshastigheden forbedrer evnen til at bestemme den færdige emnes soliditet.
Ved at nedsænke indløbet under overfladen af det smeltede aluminium sikres det, at det smeltede aluminium er den reneste legering fri for oxider og slagger. Delene er rene og intakte med minimale fremmedlegemer.
5. Investeringsstøbning
Investeringsstøbning, også kendt som tabt voksstøbning, begynder med, at voks sprøjtes ind i støbeformen for at skabe mønsteret på det færdige produkt. De voksede mønstre fastgøres til en støbeindløb for at danne en trælignende konfiguration. Træet dyppes i en opslæmning flere gange, hvilket danner en stærk keramisk skal omkring voksformen.
Når keramikken er hærdet, opvarmes den i en autoklave for at fuldføre afvoksningsudbrændingen. For at opnå den ønskede temperatur på skallen forvarmes den, før den fyldes med smeltet aluminium, som hældes i indløbet og passerer gennem en række af løbere og porte ind i formene. Når delene hærder, slås keramikken af, hvorved de sammenkoblede dele efterlades, der skal skæres ud af træet.
6. Lost Foam Casting
Lost foam-støbeprocessen er en anden type investeringsstøbning, hvor voks erstattes med polystyrenskum. Mønsteret støbes af polystyren i en klyngesamling ligesom løberen og støbeindløbene i investeringsstøbning. Polystyrenperler sprøjtes ind i opvarmede aluminiumsforme ved lavt tryk med tilsat damp for at udvide polystyrenen og fylde hulrummene.
Mønsteret placeres i tætpakket tørt sand, der vibrationskomprimeres for at eliminere hulrum eller luftlommer. Når det smeltede aluminium hældes i sandformen, brændes skummet af, og støbegodset dannes.
Almindelige anvendelser af støbning af aluminium
På grund af dets fremragende fysiske og kemiske egenskaber bruger mange større industrier støbt aluminium. Her er et par almindelige anvendelser af materialet.
1. Medicinsk industri
Producenter af medicinske dele bruger aluminiumsstøbninger på grund af deres styrke og lette vægt til fremstilling af proteser, kirurgiske bakker osv. Derudover er processen velegnet til fremstilling af komplekse og præcise former, hvilket branchen er kendt for. Aluminium er også det rigtige materiale på grund af dets korrosionsbestandighed, da meget medicinsk udstyr kommer i kontakt med kropsvæsker.
2. Bilindustrien
Producenter af bildele bruger støbegods i aluminium på grund af deres lette egenskaber uden at gå på kompromis med styrke og holdbarhed. Som et resultat har det forbedret brændstofeffektiviteten. Desuden er det nemmere at fremstille bildele med komplekse former ved hjælp af aluminiumstøbeprocessen. Støbegods i aluminium er velegnede til fremstilling af dele som bremser og rat.
3. Kulinarisk industri
Støbt aluminium er nyttigt i den kulinariske industri på grund af dets holdbarhed, korrosionsbestandighed, lette vægt og fremragende varmeledningsevne. Derudover er materialet velegnet til fremstilling af køkkengrej på grund af dets fremragende varmeafledning, dvs. det kan opvarmes og køles hurtigt ned.
4. Flyindustrien
Aluminiumsdele er perfekte til flyindustrien på grund af deres lette vægt og styrke. Deres lette vægt gør det muligt for et fly at bruge mindre brændstof til at bære mere vægt.
Kilde:
https://www.iqsdirectory.com/articles/die-casting/aluminum-casting.html
https://waykenrm.com/blogs/cast-aluminum/#Common-Applications-of-Casting-Aluminum
Redigeret af May Jiang fra MAT Aluminum
Opslagstidspunkt: 26. juli 2023
