Pelajaran 1.7MembentukBab 1 · Pengecoran

Pengecoran semi-padat (thixomolding dan rheocasting)

Bubur logam setengah padat disuntikkan ke die baja

Pengecoran semi-padat menyuntikkan logam yang tidak sepenuhnya cair maupun padat, melainkan bubur butiran padat kecil dalam cairan. Bubur itu mengalir lancar ke die baja, memerangkap sedikit udara, dan menyusut lebih sedikit, sehingga part lebih padat daripada hasil die casting biasa. Bodi laptop dan kamera dari magnesium serta beberapa part mobil aluminium dibuat dengan cara ini.

Pengecoran semi-padat · mesin thixomolding dan jalur rheocastingGambar atas menunjukkan thixomolding, strip bawah rheocasting; angka berlingkar sesuai dengan langkah di bawah.

Cara kerjanya

Umpankan serpihan padat. Thixomolding dimulai dengan serpihan magnesium kecil, bukan logam cair. Serpihan jatuh dari hopper ke barrel yang dipanaskan, di bawah selimut gas argon agar tidak terbakar.
Panaskan dan aduk menjadi bubur. Pemanas dan screw yang berputar menghangatkan dan menggeser serpihan hingga sebagian meleleh, biasanya sekitar 5 hingga 60 persen padat. Geseran memecah bagian padat menjadi butiran bulat, sehingga bubur mengalir seperti pasta kental.
Kumpulkan satu shot. Screw membawa bubur ke depan dan sejumlah tertentu terkumpul di ujung depan barrel.
Injeksi. Screw melaju ke depan seperti plunger dan mendorong bubur melewati nozzle ke die baja yang tertutup. Karena kental dan sebagian padat, bubur mengisi dengan lancar, tidak memercik.
Dinginkan dan keluarkan. Part membeku dalam hitungan detik, die terbuka dan pin ejektor mendorongnya keluar, seperti pada die casting.

Rheocasting mencapai bubur yang sama dari sisi lain: aluminium cair diaduk atau didinginkan sampai sebagian padat, lalu dicor di mesin die casting. Thixocasting memanaskan ulang billet aluminium padat ke keadaan lembek yang sama.

Fakta kunci

Material: Thixomolding: paduan magnesium. Rheocasting dan thixocasting: terutama paduan aluminium
Komponen khas: Casing laptop, kamera, dan ponsel, bodi perkakas listrik, braket mobil, part kemudi, casing telekomunikasi
Ukuran komponen: Dari beberapa gram hingga beberapa kilogram
Presisi: Sekitar ±0,05 hingga ±0,2 mm, mirip die casting
Hasil permukaan: Halus: Ra (kekasaran rata-rata) sekitar 1 hingga 2 µm
Ukuran batch yang cocok: Puluhan ribu hingga jutaan komponen
Biaya perkakas dan mesin: Mirip die casting: die dari puluhan ribu dolar, mesin dari ratusan ribu
Kecepatan: Kira-kira 20 detik hingga satu atau dua menit per shot

Kekuatan dan batasan

Kekuatan

Sedikit pori, sehingga part dapat diberi perlakuan panas dan lebih kuat daripada hasil die casting
Penyusutan lebih sedikit, sehingga toleransi lebih ketat dan dinding lebih tipis
Suhu proses lebih rendah, sehingga die lebih awet
Thixomolding menghindari penanganan wadah magnesium cair

Batasan

Kontrol proses lebih sulit: fraksi padat harus tetap tepat
Pemasok lebih sedikit dan pengetahuan lebih sedikit daripada die casting biasa
Mesin dan bahan baku khusus (serpihan, billet) lebih mahal
Sebagian besar terbatas pada paduan magnesium dan aluminium

Di mana dipakai

ElektronikCasing laptop, kamera, dan ponsel dari magnesium
OtomotifBraket, rangka setir, part suspensi dan dudukan mesin
TelekomunikasiCasing dan heat sink untuk unit radio
Perkakas dan olahragaCasing perkakas listrik, part sepeda dan panahan

Cara mengenalinya

Dinding yang sangat tipis dan rata pada casing logam ringan, sering magnesium (terasa lebih ringan daripada aluminium).
Permukaan halus, biasanya dicat, dengan bekas pin ejektor kecil seperti pada die casting.
Pada penampang potong, nyaris tanpa pori; di bawah mikroskop, butiran bulat, bukan kristal seperti pohon.
Dari luar sulit dibedakan dari die casting: periksa data pembuatnya.

Bandingkan dengan

Pengecoran cetak tekan (die casting)1.4menyuntikkan logam yang sepenuhnya cair; lebih murah dan lebih umum, tetapi lebih berpori.Cetak injeksi2.1mesin thixomolding bekerja mirip mesin injection molding plastik, dengan screw dan barrel.Metal injection molding9.2juga menyuntik lewat screw, tetapi berupa campuran serbuk logam dan pengikat yang kemudian di-sinter.

Tonton

North American Die Casting Association · Gambaran industri tentang proses semi-padat, dengan diagram

The Limiting Factor · Penjelasan panjang tentang thixomolding dan mengapa magnesium cocok untuknya

Daseon Industry Group Ltd. · Mesin thixomolding yang sedang beroperasi

Comptech AB · Sel rheocasting yang memproduksi part aluminium

Lihat foto asli

Wikipedia: Semi-solid metal casting — thixocasting, rheocasting, dan thixomolding dijelaskan; hanya teks, jadi gunakan pencarian di bawah untuk gambar
Pencarian foto Wikimedia Commons

Ingat

Logam masuk sebagai bubur, sebagian padat dan sebagian cair.
Bubur mengisi die dengan tenang, sehingga part memiliki lebih sedikit pori daripada hasil die casting.
Thixomolding memakai serpihan magnesium dan screw; rheocasting mengaduk aluminium cair.