Chuyển đến nội dung
MecAgentMecAgent
Bài 1.4Tạo hình ban đầuChương 1 · Đúc

Đúc áp lực

Kim loại được bắn vào khuôn thép ở áp suất cao

Đúc áp lực bơm kim loại nóng chảy với tốc độ cao và áp suất cao vào khuôn thép đã tôi cứng, gọi là khuôn die, rồi mở ra vài giây sau. Khung laptop và điện thoại, vỏ hộp số ô tô và tay nắm cửa được làm như vậy. Đây là cách nhanh nhất để làm số lượng lớn chi tiết kim loại chính xác, thành mỏng.

Đúc áp lực: ảnh thực tế
Ảnh: Gabeincal, CC BY 3.0, qua Wikimedia Commons
Một pít-tông bắn kim loại nóng chảy vào khuôn thép kẹp kín ở áp suất caoMặt cắt máy đúc áp lực buồng nguội tại thời điểm phunKhuôn cố địnhKhuôn di độngChốt đẩychốtLàm mátnướcBuồng épKim loại nóng chảyđiền đầy khoangPít-tôngGáo rótMặt phân khuônLực kẹprồi mở ra để đẩy ra12345Kim loại nóng chảyKhuôn thép và bộ phận máyNước làm mát
Đúc áp lực · máy buồng nguội lúc phunHình cho thấy khuôn đóng vào lúc phun; các số trong vòng tròn khớp với các bước bên dưới.

Cách hoạt động

  1. Đóng và kẹp khuôn. Nửa khuôn di động được đẩy vào nửa cố định và giữ bằng bộ kẹp thủy lực. Lực kẹp thường hàng trăm đến hàng nghìn tấn, nên khuôn vẫn đóng kín dưới áp suất.

  2. Rót đầy ống phun. Một liều kim loại nóng chảy đã định lượng, thường là nhôm, được múc vào ống phun (ống thép dẫn vào khuôn). Đây là máy buồng nguội; với kẽm, máy buồng nóng giữ bơm của nó ngập trong kim loại nóng chảy.

  3. Phun. Pít tông (piston thủy lực) bắn kim loại vào lòng khuôn trong một phần giây, rồi tiếp tục đẩy ở áp suất cao, thường vài trăm bar, để nén kim loại khi nó co lại.

  4. Làm nguội trong khuôn. Nước chảy qua các kênh trong thép lấy nhiệt đi nhanh. Chi tiết mỏng đông đặc trong vài giây.

  5. Mở, đẩy ra và cắt bavia. Nửa di động lùi lại và các chốt đẩy (thanh thép) đẩy vật đúc ra, thường vào tay kẹp của robot. Các kênh dẫn, phần thừa gọi là biscuit và bavia mỏng (kim loại bị ép vào đường phân khuôn) được cắt bỏ trong máy ép.

Thông số chính

Vật liệu
Hợp kim nhôm, kẽm và magiê; một số đồng thau. Không dùng thép, vì quá nóng cho khuôn
Chi tiết thường gặp
Vỏ động cơ và hộp số, khung laptop và điện thoại, thân dụng cụ điện, tay nắm cửa, vòi nước, ô tô đồ chơi
Kích thước chi tiết
Từ vài gam (chi tiết kẽm) đến cả sàn gầm xe khoảng 50 đến 100 kg trên những máy lớn nhất
Độ chính xác
Khoảng ±0,05 đến ±0,2 mm ở các chi tiết nhỏ
Bề mặt hoàn thiện
Nhẵn: Ra (độ nhám trung bình) khoảng 1 đến 2,5 µm, sẵn sàng để sơn hoặc mạ
Số lượng phù hợp
Hàng chục nghìn đến hàng triệu chi tiết
Chi phí khuôn dụng cụ và máy
Khuôn từ hàng chục nghìn đến hơn một triệu đô la; máy từ hàng trăm nghìn đến hàng triệu
Tốc độ
Vài giây đến khoảng hai phút mỗi lần phun, tùy kích thước chi tiết

Ưu điểm và hạn chế

Ưu điểm

  • Chu kỳ rất nhanh, lý tưởng cho sản xuất hàng loạt
  • Thành mỏng, thường 1 đến 3 mm, và chi tiết tinh xảo
  • Chính xác và nhẵn, cần ít gia công
  • Chi tiết có thể gồm bệ, gân và chữ trong một lần phun

Hạn chế

  • Khuôn rất đắt, nên lô nhỏ không có lời
  • Giới hạn ở kim loại nhiệt độ chảy thấp như nhôm, kẽm và magiê
  • Khí bị kẹt để lại các lỗ xốp nhỏ, nên hầu hết chi tiết không dễ nhiệt luyện hay hàn
  • Thời gian chuẩn bị dài, thường nhiều tháng, để thiết kế và chế tạo khuôn

Ứng dụng

  • Ô tôVỏ hộp số và động cơ, giá đỡ, vật đúc thân xe lớn liền khối
  • Điện tửKhung laptop và điện thoại, tản nhiệt, vỏ đầu nối
  • Hàng tiêu dùngThân dụng cụ điện, chi tiết đồ gia dụng nhà bếp, ô tô đồ chơi
  • Phụ kiện xây dựngTay nắm cửa, khóa, vòi nước (thường là kẽm, rồi mạ)
  • Chiếu sángVỏ đèn đường, tản nhiệt LED

Cách nhận biết

  • Bề mặt nhẵn, đều và chi tiết sắc nét, thường được sơn hoặc mạ crôm.
  • Những dấu tròn nhỏ, hơi nhô hoặc lõm, nơi chốt đẩy đẩy chi tiết ra.
  • Một đường mỏng đã cắt ở đường phân khuôn, đôi khi còn sót ít bavia nhỏ.
  • Thành mỏng được gia cường bằng gân, và các bệ tròn (trụ) cho vít.

So sánh với

Xem video

RCM Industries, Inc. · Toàn bộ chu kỳ được giải thích bởi một thợ đúc áp lực

Pedeo Hogedrukgieterij · Một cell đúc nhôm đang sản xuất: múc, phun và đẩy ra

DyCast Specialties Corporation · Đúc kẽm buồng nóng các chi tiết nhỏ, cận cảnh

Bühler Group · Một máy khổng lồ đúc các phần thân xe lớn trong một lần phun

Xem ảnh thật

Ghi nhớ

  • Kim loại bị ép vào ở áp suất cao, không phải rót bằng trọng lực.
  • Khuôn thép đắt chỉ có lời ở sản lượng lớn.
  • Chi tiết nhanh, chính xác, thành mỏng, chủ yếu bằng nhôm, kẽm và magiê.

Dùng thử

Đưa AI vào công việc CAD của bạn.

Dựng chi tiết, tạo bản vẽ và tự động hóa công việc lặp lại ngay trong phần mềm CAD của bạn.