Металл инжекциялық қалыптау және қалыптау арқылы құю CAD моделін блоктан оймай-ақ дайын металл бөлшекке айналдырады және екеуі де көлемде таза пішінді өнім шығару уәдесі бойынша сатылады. Беткі ұқсастықтың арқасында көптеген жеткізушілер туралы әңгімелер бағаны салыстырудан басталып, дұрыс емес процесте аяқталады. Екі бағыт та көптеген жобалардың құны маңызды болғанға дейін шешетін сұрақ бойынша алшақтайды: әрқайсысы қандай қорытпаларды пайдалана алады. Қалыптау төмен балқитын түсті емес металдарда өмір сүреді; металл инжекциялық қалыптау ұсақ ұнтақ пен жоғары температуралы күйдіруде өмір сүреді, бұл тот баспайтын болаттар мен басқа да темір жүйелерін ашады.
Бұл салыстыру сатып алушы нақты бағалайтын критерийлер - қорытпаның үйлесімділігі, бөлшектің өлшемі мен геометриясы, төзімділік пен әрлеу, құрал-саймандар мен көлем экономикасы, механикалық қасиеттер және кейінгі өңдеу - негізінде ұйымдастырылған. Шешім қабылдауға жақын оқырмандар үшін алдымен қорытынды матрица, содан кейін әрбір критерий кезекпен, екі процесс сәйкес келмеген кездегі балама нұсқалар, NOBLE екі бағытта да бағдарламаларды қалай қолдайтыны және жиі туындайтын сұрақтарға жауаптар беріледі.
Металды инжекциялау Құюға қарсы қысқаша шолу
| критерий | Металл инъекциялық қалыптау (MIM) | құю |
| Қорытпа отбасы | Ұсақ металл ұнтағы және байланыстырушы зат; тот баспайтын болаттар, төмен легирленген болаттар, ғылыми-зерттеу және өндірістік әзірлемелерде титан мен цементтелген карбидті қоса алғанда, арнайы жүйелер | Төмен балқитын түсті емес қорытпалар: алюминий, мырыш, магний, мыс/жез, қорғасын және қалайы негізіндегі қорытпалар |
| Бөлшектің типтік өлшемі | Кішкентай, күрделі компоненттер; процесс шексіз пішін мен мүмкіндіктер ұсынады деп сипатталады, бірақ келтірілген сілтемелерде салыстырмалы өлшемдегі төбе көрсетілмеген. | Миниатюралық тәжірибеде унцияның бір бөлігінен шамамен 454 г-ға дейін; жалпы тәжірибеде шамамен 9 кг-ға дейін |
| Әдеттегі қабырға | Келтірілген MIM сілтемелерінде көрсетілмеген | Алюминийдің номиналды қалыңдығы 0.080–0.120 дюйм (2–3 мм), 0.050 дюйм (1.2 мм), ұсақ бөлшектерге қолдануға ыңғайлы; мырыштың номиналды қалыңдығы 0.040–0.060 дюйм (1–1.5 мм), 0.030 дюйм (0.75 мм) жетуге болады |
| төзімділік | Өлшемді төзімділікті жақсы бақылаумен тор пішінді процесс; берілген материалдағы нақты жарияланған сандар жалпы MIM стандарты емес, титан-MIM зерттеу мәндері болып табылады. | NADCA стандартты сызықтық төзімділігі бірінші дюймде ±0.010 дюйм (±0.25 мм) және алюминий үшін қосымша дюймге ±0.002 дюйм; дәл құрал-саймандар оны шамамен екі есеге азайтады |
| Беткі қабат | Сұйылтылған бет; Ti-MIM зерттеулері бөлшектердің үлкен өлшеміне байланысты басқа MIM тәсілдеріне қарағанда кедір-бұдыр әрлеуді байқады | Жаңа қалыптан құйылған кезде шамамен 32–63 мкм Ra (0.8–1.6 мкм), қалып қызған сайын іріленеді |
| Құрастыру | Көп қуысты құрал-саймандар жоғары өндіріс қарқынын қамтамасыз етеді; жасыл бөлшектер қалыпталып, үлкен өлшемде пісіріледі және күйдіру кезінде кішірейеді | Қатайтылған H13 қалыптарын құрастыру; құрастыру және үлгі алу шамамен 10-16 апта |
| Экономикалық көлем диапазоны | Күрделі пішінді бөлшектерді жаппай өндіруге арналған; келтірілген материал MIM-нің теңгерім көлемін бермейді | Құрал-жабдықтар жылына шамамен 5,000 бөлшектен төмен шығынды өтемейді; бір немесе екі қуысты қалыптар әдетте 10 000-нан 100 000-ға дейін; көп қуысты қалыптар 250 000-нан жоғары |
| Цикл жиілігі | Кәдімгі инъекциялық қалыптау машинасы; цикл уақыты келтірілген MIM сілтемелерінде көрсетілмеген | Әр атысқа 15–60 секунд; қақпаны толтыру 20–100 миллисекунд |
| Қолжетімді геометрия | Пішіні мен геометриялық ерекшеліктерінің шексіз мүмкіндігі; жасыл бөлікке өңдеу арқылы астыңғы ойықтар мен көлденең тесіктерді қосуға болады | Құйылған бастықтар мен қабырғалары бар күрделі контурлар; жоба қажет, қосымша әрекеттер құрал-саймандар құнын және цикл уақытын арттырады |
| Кейінгі өңдеу | Қатаң төзімділік немесе жақсартылған қасиеттер үшін монета жасау, механикалық өңдеу, термиялық өңдеу, жабын жабу және басқа да қосымша операциялар | Маңызды тесіктерді кесу, өңдеу, қаңылтырды кетіру, дірілмен өңдеу, сіңдіру және жабу |
Кестені қолданар алдында бір ескерту: екі баған бірдей өлшенбеген. Құйма құюға төзімділік және әрлеу көрсеткіштері NADCA стандарттарынан және өндірістік құюға арналған технологиялық сілтемелерден алынған. Келтірілген материалда қолжетімді MIM төзімділік көрсеткіштері титан MIM зерттеуіне шолудан алынған, оның авторы төзімділік мүмкіндігі әлі басқа MIM технологияларына жете алмайтынын атап өтеді. MIM жолын бағыт ретінде қарастырыңыз және маңызды сандарды жеткізушімен сіздің бөлшегіңізді бағалай отырып растаңыз.
Бағалау критерийлері: Металл инъекциялық қалыптауды қалай салыстыруға болады және Кастинг жасау
Металл инжекциялық қалыптау мен қалыптауды таңдауда бес критерий жұмыстың көп бөлігін атқарады және оларды ретімен қолдану керек.
Қорытпаның үйлесімділігі бірінші орында, себебі ол белгі емес, қақпа. Егер бөлшек тот баспайтын болаттан жасалуы керек болса, дәстүрлі қалыптау балқу температурасында аяқталады, және ешқандай құрал-саймандарды оңтайландыру бұл мәселені өзгертпейді. Егер бөлшек алюминий корпус болса, MIM табиғи жол емес. Басқа нәрсені салыстырмас бұрын қорытпа мәселесін шешіңіз.
Бөлшек өлшемі мен геометриясы физикалық ортаны анықтайды. Қалып құюдың жарияланған өлшем диапазондары мен қабырға қалыңдығы ережелері бар; MIM-нің күші - шағын көлемдегі пішіннің еркіндігі, ал келтірілген сілтемелер салыстырмалы өлшем шегін бермейді. Бір процесс үшін тым үлкен немесе екіншісі қалыптай алмайтын ерекшеліктері бар бөлшек осы жерде шешіледі.
Төзімділік және беткі өңдеу бөлшекке қанша қосымша өңдеу қажет екенін анықтайды. Құйылған немесе күйдірілген өлшемдер сирек жағдайда әрбір ерекшелікті қанағаттандырады, сондықтан нақты сұрақ қандай ерекшеліктерді өңдеу керек және бұл не қосады деген сұрақта туындайды.
Құрал-жабдықтар және көлем экономикасы жоғарыда аталғандарды ақшаға айналдырады. Екі процестің де айтарлықтай тұрақты құрал-жабдық құны және көлем бойынша бөлшек құны төмен, сондықтан көлем диапазоны бірлік бағасы сияқты маңызды.
Механикалық қасиеттер және кейінгі өңдеу дайын бөлшектің қажетті түрде жұмыс істейтінін - тығыздығы, кеуектілігі, дәнекерленуі, термиялық өңдеуі - және қолдану қандай әрлеу кезеңдерінен тұратынын анықтайды.
Критерийлерді осы ретпен орындау тек біреуі ғана физикалық түрде жасай алатын бөлік үшін екі процесті келтіру сияқты жиі кездесетін қателіктен аулақ болады.
Қорытпа мен материалдың үйлесімділігі
Құю машинасы мен штамптың балқу температурасы сақтала алатын қорытпаларға негізделген. Құймалардың көпшілігі түсті металдардан — мырыш, мыс, алюминий, магний, қорғасын, қалайы және қалайы негізіндегі қорытпалардан — жасалады, ал машинаның құрылымы балқу температурасына сәйкес келеді.
Уддехолм қалып құю нұсқаулығынан алынған қорытпаны құю арқылы қалыптаудың қалыпты қызмет ету мерзімі. Мәндер өндірістік қалыптар мен өзектер үшін типтік диапазондар болып табылады; нақты қызмет ету мерзімі қалып материалына, термиялық өңдеуге және процесті басқаруға байланысты және кепілдік бермейді.
Ыстық камералы машиналар инъекциялық цилиндрді балқыма ішінде батырады. Олар мырыш, магний және қорғасын қорытпаларын пайдаланады, олардың балқу температурасы болат поршеніне тимеуге жеткілікті төмен; Zamak 3 шамамен 390 °C температурада балқиды. Суық камералы машиналар пешті бөлек ұстайды және әр цикл сайын қыздырылмаған жеңге өлшенген соққыны құяды. Шамамен 1,150–1,250 °F (620–675 °C) температурада құйылған алюминий су астындағы ыстық камералы цилиндрді ерітеді, сондықтан алюминий әрқашан суық камерада құйылады.
Металлды инъекциялық қалыптау басқаша басталады. Өте ұсақ элементтік немесе алдын ала қорытпаланған металл ұнтақтары — әдетте 30 микрометрден аз — әрбір бөлшек жабылғанша термопластикалық байланыстырғышпен ыстықтай араластырылады, содан кейін шикізат түйіршіктеріне түйіршіктеледі. Байланыстырғыштар әдетте шикізат көлемінің 40%-ын құрайды. Бөлшек кәдімгі инъекциялық қалыптау машинасында қалыпталады, ажыратылады және бақыланатын атмосферада металлдың балқу температурасының шамамен 85%-ында күйдіріледі. Тот баспайтын болаттан жасалған бөлшекті 1,350–1,400 °C дейін қыздыруға болады.
Бұл күйдіру жолы MIM-ге құйма қалыптарын іс жүзінде іске асыра алмайтын қорытпаларға жетуге мүмкіндік береді. Бұл компромисс көп сатылы процесс - араластыру, қалыптау, ажырату, күйдіру - мұнда ажырату әдебиетте ең маңызды қадам ретінде сипатталады, себебі ол процестің сәтті немесе сәтсіз аяқталуын анықтайды.
Неліктен қалыптау әдетте тот баспайтын болаттан жасалмайды
Тот баспайтын болаттың балқу диапазоны суға батырылған ыстық камералы жүйе көтере алатын деңгейден әлдеқайда жоғары, тіпті мұндай температурадағы суық камералы ату да болатқа қатты термиялық жүктеме түсіреді. Қызмет ету мерзімінің деректері бағытты анық көрсетеді. Алюминий құймасында шамамен 700 °C температурада жылуды тексеру, жарықшақтану, эрозия және ойықтардың пайда болуы қалыпты қызмет ету мерзімін шамамен 60 000–200 000 атуға және өзекте 40 000–150 000 атуға дейін шектейді. Мыс/жезде шамамен 970 °C температурада дәл сол механизмдер қалыпты қызмет ету мерзімін 5 000–50 000 атуға және өзекте 1 000–5 000 атуға дейін қысқартады. Тот баспайтын болат екеуінің де үстінде жақсы ериді.
Бұл шектеу абсолютті емес, практикалық: құю температурасы жоғарылаған сайын қалыптардың қызмет ету мерзімі төмендейді, ал тот баспайтын болат температурасында шыңдалған қалыптардың құлауының экономикалық тиімділігі төмендейді. Міне, сондықтан процесс түсті емес қорытпаларды пайдалану ретінде сипатталады және болат құймалары процестерді салыстыру кестелерінде қалыптарды құюға қолданылмайды деп көрсетілген.
Темір және арнайы қорытпалармен металл инъекциялық қалыптау не істей алады
MIM материалдық кеңістігі қара жүйелерге - тот баспайтын болаттар мен төмен легирленген болаттар - сонымен қатар арнайы материалдарға бағытталған. MIM компаниясы цементтелген вольфрам карбидін (WC-Co) шығарды, зерттеулер дәннің өсуін шектейтін және қаттылықты сақтайтын микротолқынды пеште кеуектеу сияқты кеуектеу жолдарына бағытталған. Титан MIM белсенді зерттеу саласы болып табылады: Ti-6Al-4V ең көп таралған қорытпа болып табылады, және шолуда ыстық изостатикалық престеу кезінде Ti-6Al-4V 975 МПа созылу беріктігімен, 14% созылумен, бұл цеуленген материалға ұқсас екені, ал ең жақсы хабарланған жағдайда цеуленген титан 98% тығыздықта 11% созылумен 920 МПа-ға жеткені атап өтілген. Шаршау және сыну беріктігі әдетте салыстырмалы цеуленген өнімге қарағанда төмен болды.
Ашық болыңыз: титан көрсеткіштері Ti-MIM шолуынан алынған, және сол шолуда Ti-MIM төзімділік қабілеті әлі басқа MIM технологияларымен тең емес екендігі, бөлшектердің үлкен өлшеміне байланысты беткі қабаты кедір-бұдыр екендігі айтылған.
Бөлшек өлшемі, қабырға қалыңдығы және геометриясы
Қалыпты құюдың өлшемдері жақсы құжатталған диапазондарға ие. Жалпы тәжірибе бірнеше грамнан шамамен 9 кг-ға дейінгі бөлшектерді қамтиды; миниатюралық қалыптау бір унцияның бір бөлігінен шамамен 454 г-ға дейінгі бөлшектерді қамтиды. Қабырға қалыңдығы қорытпа бойынша жасалады: алюминий қалыптау құймаларының номиналды қабырғасы 2-3 мм, кішігірім бөлшектерде 0.050 дюйм (1.2 мм) қалыңдықта болады, ал мырыш номиналды қалыңдығы 0.040-0.060 дюйм (1-1.5 мм) және 0.030 дюйм (0.75 мм) қалыңдықта жұқа болады. Қалың кесінділер мұнда жұқа кесінділерге қарағанда нашар, себебі ауыр кесінділер соңғы болып қатаяды және кішірейетін кеуектілікті сақтайды; номиналды қабырғасының шамамен 1.5 есесінен асатын кез келген кесінді өзегін алып тастау керек.
MIM шексіз пішін мен геометриялық мүмкіндіктерді ұсынады, көп қуысты құралдарды пайдалану арқылы жоғары өндіріс қарқынын қамтамасыз етеді деп сипатталады. Келтірілген сілтемелер MIM үшін салыстырмалы өлшем шегін көрсетпейді, сондықтан бұл салыстыру оны бере алмайды. MIM-нің артықшылығы - конверт өлшемінде емес, шағын масштабтағы күрделілікте деп айтуға болады.
Құюдағы тарту, қабырғалар және өзекшелік ерекшеліктері
Құю конструкциясының ережелері құралды кесу алдында бөлшекті қалыптастырады. Алюминий сыртқы қабырғаларда шамамен 1° және өзекті ішкі беттерде 2° тартуды қажет етеді; өзекті онша агрессивті ұстамайтын мырыш оның шамамен жартысымен жұмыс істейді, ал терең өзектерге көбірек қажет. Ең аз филе радиусы шамамен 1.5 мм, ал көршілес қабырғаға тең филе жақсырақ - өткір ішкі бұрыштар құймадағы кернеуді көтереді және штамптағы бастапқы орындарды қыздыруды тексеріңіз. Қабырғалар номиналды қабырғадан шамамен 0.6 есе ұзын болуы керек, сондықтан олар батып кетпейді, әр жағына 1-2° тарту болады. Ең аз өзекті диаметр алюминийде шамамен 0.10 дюйм (2.5 мм) және мырышта 0.060 дюйм (1.5 мм), ал өзек тереңдігі шамамен 4× диаметрден төмен сақталады; құйғаннан кейін өзектіге қарағанда кіші немесе терең тесіктерді бұрғылау арзанырақ.
Бөлу сызықтары төзімділік шегіне ие. Бөлу сызығын кесіп өтетін өлшемдер қалып жартыларының қаншалықты тығыз жабылуына байланысты және бір қалып жартысындағы өлшемдерге қарағанда үлкен төзімділікке ие, ал қозғалатын қалып компоненттері сызықтық төзімділіктің үстіне өздерінің рұқсат етілген шегімдерін қосады.
Қалыптағаннан кейін қосылған астыңғы ойықтар, көлденең тесіктер және ерекшеліктер
MIM геометриялық еркіндікке басқа жолмен жетеді. Егер қалыптау кезінде қосымша дизайн мүмкіндіктерін пайдалану мүмкін болмаса — мысалы, астыңғы кесулер немесе көлденең тесіктер — оларды сол кезеңде жасыл бөлікке өңдеу немесе басқа қосымша операция арқылы, байланыстыру және күйдіру алдында қосуға болады. Жасыл бөлік әлі жұмсақ және толық қалыптасқан, сондықтан бұл қалып шығара алмайтын мүмкіндіктерді алудың практикалық тәсілі.
Қалыпты құю бүйірлік әрекеттермен бірдей мәселені шешеді: негізгі қалып саңылауларынан басқа бағытта тартылатын сырғанақтар мен өзектер. Әрбір бүйірлік әрекет механизмі құрал-сайман құнын, цикл уақытын және техникалық қызмет көрсету нүктесін қосады, сондықтан қалыптарды жобалау бойынша нұсқаулық сырғанақтар санын қысқартуды шығындарды азайту тізімінің жоғарғы жағына қояды. Бөлшекті қайта бағыттау немесе элементті бөлу жазықтығына жылжыту сырғанақ қосуға қарағанда көбінесе арзанырақ.
Төзімділік, Surface Аяқтау және қайталанымдылық
Қалыпты құюға төзімділік стандартталған. Алюминийге арналған NADCA стандартты сызықтық төзімділік бірінші дюймде ±0.010 дюйм (±0.25 мм), сонымен қатар әрбір қосымша дюйм үшін ±0.002 дюйм; мырыш пен магний бірдей стандартты мәндерге ие, ал мыс ±0.014 дюймде (±0.36 мм) босаңсыған. Дәл құрал-саймандар және процесті қатаң бақылау бұл көрсеткіштерді шамамен екі есеге азайтады. Құйылған беттің өңделуі жаңа қалыптан шамамен 32–63 мкм Ra (0.8–1.6 мкм) құрайды және қалып қыздырылған кезде іріленеді, себебі термиялық шаршау жарықшақтарының үлгісі бөлшек бетіне өтеді.
Металл инъекциялық қалыптау кезіндегі күйдірудің кішіреюі туралы хабарланды. Жасыл бөлік үлкен өлшемде қалыпталған және күйдіру кезінде изотропты түрде кішірейеді; нақты мән байланыстырушы заттың көлеміне байланысты, сондықтан құрал сызбаны реттеудің орнына компенсациялау үшін кесіледі.
MIM өлшемдік төзімділікті жақсы бақылауы бар торлы пішінді процесс ретінде сипатталады, бірақ берілген материалдағы нақты сандар титан-MIM зерттеу мәндері болып табылады: бір хабарланған жағдайда 0.1% вариация коэффициенті және егжей-тегжейлі емес есептерде 0.08%–0.65%, сонымен қатар 0.5%-дан 1%-ға дейінгі массалық ауытқулар. Бұл жалпы MIM стандарты емес, және шолудың өзінде Ti-MIM басқа MIM тәсілдеріне сәйкес келудің орнына жақындап келе жатқаны айтылады. Өндірістік MIM бөлігі үшін жобалауға төзімділік - бұл сіздің жеткізушіңіз міндеттейтін нәрсе.
Шөгу: дайын өлшемге арналған құралды жобалау
Шөгу - MIM-дегі құрал-саймандарды қарастырудың негізгі факторы. Жасыл бөлшек барлық өлшемдері бойынша дайын бөлшекке қарағанда шамамен 20%-ға үлкен, байланыстырушының көлеміне байланысты, ал күйдіру кезіндегі шөгу әдетте 18%–22% құрайды, сонымен қатар байланыстырушының көлеміне байланысты, тесіктер жойылып, металл бөлшектері біріккен кезде бөлшек өзінің жобалық өлшемдеріне изотропты түрде кішірейеді. Сондықтан құрал үлкен өлшемде кесіледі, сондықтан бөлшек күйдіруден кейін сызбаға түседі.
Қалыпты құю бірдей физиканы жиырылу коэффициентімен өңдейді — қалып өлшемдерін алу үшін құю өлшемдеріне қолданылатын көбейткіш, қалып пен қорытпаның жылулық кеңеюінің әртүрлі коэффициенттерін және қалып жұмыс температурасын ескереді.
Екі процесте де өтемақы тұтынушыға емес, құрал жасаушыға тиесілі. Бөлшек сызбасы дайын өлшемдерде қалады; қалып немесе қалып қуысы шөгу шегін көтереді. Тапсырыс беруші төзімділік пен маңызды ерекшеліктері бар анық сызбаны ұсынуы керек, ал жеткізуші дайын бөлшек оған сәйкес келетіндей етіп жасалған құралды ұсынуы керек.
Төзімділікті күшейту үшін қосымша операциялар
Екі процесс те қалыпталған кездегі соңғы төзімділікке қатысты барлық ерекшеліктерді қамтымайды. MIM бөлшектері қатаң төзімділік немесе жақсартылған қасиеттер қажет болған кезде монета жасау, өңдеу, термиялық өңдеу, жабу және басқа да қосымша операциялардан өтеді. Құймалар кесу, маңызды тесіктерді өңдеу, тегістеу, дірілдеу, қысымға төзімді бөлшектерді шайырмен сіңдіру және жабудан өтеді.
Бұл операциялардың құны үнемі бағаланбайды. Құю кезінде кесу, өңдеу, қаңылтырды кетіру және сіңдіру көбінесе құю циклінің өзінен көбірек қосылады, сондықтан тек құю кезеңін салыстыратын баға сіз нақты орнататын бөлшектерді салыстырмайды.
Құралдар, көлем және шығындар экономикасы
Шығындар құрылымы тек қанша ақша жұмсалғанына емес, қайда жұмсалғанына байланысты ерекшеленеді.
Қалыпты құюда қалып басым. Өндірістік қалып - бұл құрастыру және сынама алу үшін шамамен 10-16 апта уақыт кететін, содан кейін өндірістік шығарылым үшін 2-4 апта кететін шыңдалған H13 құрастырмасы. Жылына шамамен 5,000 бөлшектен аз болса, құрал-сайман сирек қайтарылады, ал инвестициялық құю, құм құю немесе дайындамадан өңдеу жеңіске жетеді. 10 000-нан 100 000-ға дейінгі бөлшек үшін бір немесе екі қуысты қалып қалыпты жағдай; 250 000-нан жоғары, көп қуысты қалыптар және жоғары тонналы машиналар әр бөлшектің жұмыс уақытын пропорционалды түрде қысқартады. Құрал-сайман құны дайын алюминий қалып құюының жалпы құнының шамамен 10-20%-ын құрайды, ал қалыптағы болаттың өзі қалып құнының тек 5-15%-ын құрайды - қалғаны өңдеу, термиялық өңдеу және құрастыру.
MIM экономикасы жоғары өндіріс қарқынын қамтамасыз ететін көп қуысты құрал-саймандарға негізделген, сондықтан бұл процесс күрделі пішінді бөлшектерді жаппай өндіруге арналған. Келтірілген материал MIM көлемінің тепе-теңдігін бермейді, сондықтан шынайы тұжырым бағытталған: MIM құрал-саймандар мен шикізаттың тұрақты шығындарын және көлемдегі бөлшек құнын төмендетеді, және ол көлемнің өсуі мен геометрияның күрделілігі артқан сайын жақсарады.
Әрбір процесте ақша қайда кетеді
Құйма құю кезінде әрбір бөлшектің құны машиналық секундтармен қатар қорытпа салмағымен қатар қосымша операциялармен есептеледі. Машина уақыты қысқа — 15-60 секундтық циклдар, қақпаны толтыру 20-100 миллисекундта болады — сондықтан құю кезеңі сирек қымбат бөлшек болып табылады. Қосымша бөлшектер: кесу, өңдеу, қаңылтырды кетіру және сіңдіру көбінесе құю циклінің өзінен көбірек қосады. Қорытпаны таңдау да санды өзгертеді, себебі мырыш штамптары алюминий штамптарынан шамамен бірнеше есе асып түседі және циклды жылдамдатады, бұл көбінесе ұсақ бөлшектерге металлдың жоғары құнын өтейді.
MIM-де шығындардың қозғаушы күші шикізат, термиялық өңдеу және қайталама материалдар болып табылады. Шикізат ұсақ ұнтақ пен байланыстырушы заттан тұрады, байланыстырушы зат әдетте көлем бойынша 40% құрайды. Қаптау және күйдіру пеш уақытын және бақыланатын атмосфераны қажет етеді, ал күйдіру жылдам цикл емес, ұзақ, дәл бақыланатын температуралық профиль болып табылады. Екінші реттік операциялар - монеталау, өңдеу, термиялық өңдеу, жабу - үстіне қосылады. Құюдың тұрақты құны өңделген болат қалыпта шоғырланған кезде, MIM құрал-саймандар, ұнтақ және пештің өткізу қабілеті бойынша бөлінеді.
Дыбыс диапазонын таңдау
Бағыт бойынша: төмен көлем өңдеуді, инвестициялық құюды немесе құм құюды қолдайды, мұнда құрал-саймандар аз немесе мүлдем жоқ; орташа көлем қорытпаға байланысты қарапайым қалыпқа немесе MIM-ге артықшылық береді, себебі бір немесе екі қуысты қалып 10 000-нан 100 000-ға дейін бөлшекке дейін қалыпты және MIM құрал-саймандары ұқсас мөлшерде амортизацияланады; жоғары көлем екі процесте де көп қуысты құрал-саймандарды қолдайды. Бұл әмбебап шектерден емес, келтірілген көздерден алынған бағыттаушы жолақтар - бөлшек өлшемі, қорытпа, төзімділік және қуыс саны - бәрі қиылысуды өзгертеді, ал баға - белгілі бір бөлшек үшін жалғыз сенімді сан.
Механикалық қасиеттер және өңдеуден кейінгі
MIM бөлшектері бақыланатын атмосферада күйдірілген кезде теориялық тығыздықтың 96%-99%-ына жетеді, ал алынған металл дәстүрлі металл өңдеу арқылы жасалған күйдірілген бөлшектерге ұқсас механикалық және физикалық қасиеттерге ие деп сипатталады - бұл өзек шикізатынан өңделген бөлшектерге ұқсас. Жоғары қасиеттер қажет болған кезде, термиялық өңдеу сияқты қосымша операциялар диапазонды кеңейтеді.
Қалып құймаларының құрылымы басқаша. Қатаю қалып бетінен басталып, ішке қарай жылжиды, әдетте қалыңдығы 0.015–0.020 дюйм (0.38–0.50 мм) болатын ұсақ түйіршікті, кеуектілігі төмен қабық түзеді, кеуектілігі қабықтар арасындағы өзекте шоғырланған. Қабық қалыңдығы салыстырмалы түрде тұрақты және қабырғаның жалпы қалыңдығының функциясы емес, сондықтан жұқа қабырғалы қималар қалың қималарға қарағанда берік және тұрақты болуы мүмкін. Практикалық нәтиже - дәстүрлі жоғары қысымды қалып құймаларын әдетте дәнекерлеуге немесе T6 термиялық өңдеуге болмайды, себебі ұсталған газ температурада кеңейіп, бөлшекті көпіршікке айналдырады. Қуыс қысымын 50 миллибарға немесе одан азға дейін төмендететін вакуумды қалып құюы және кеуексіз нұсқалары ұсталған газды екеуіне де мүмкіндік беретіндей етіп азайтады, бұл процесс жоғары. Егер дәнекерлеу немесе T6 термиялық өңдеу қажет болса, қалып жобаланбас бұрын айтыңыз.
Құйылған бөлшектерді өңдеуге және жинауға бола ма?
Иә, және екеуі де күнделікті жұмыс. Құймалар кесуден, маңызды тесіктерді өңдеуден, қаңылтырды кетіруден, дірілдейтін өңдеуден, қысымға төзімді бөлшектерді шайырмен сіңдіруден және жабынмен өңдеуден өтеді. Құйма сонымен қатар құрастыру артықшылықтары үшін үлкен мүмкіндіктер ұсынады деп сипатталады: құйылған бастиектер, қабырғалар және өздігінен бекітілетін мүмкіндіктер бөлшектер санын азайтуы мүмкін, ал кейде бөлек жасалған және жиналған мойынтіректерді жою үшін мойынтірек беттерін құймаға қосуға болады.
Абай болыңыз - өңдеу тереңдігі. Өңделген беттерде шамамен 0.010–0.030 дюйм (0.25–0.75 мм) тереңдік қалдырыңыз, қажет болғаннан артық емес. Суық қабық - құймадағы ең тығыз, қысымға төзімді металл; оны терең кесу өңделген тығыздағыш беттердегі ағып кетулердің әдеттегі себебі болып табылатын жер асты кеуектілігін ашады. Қысымның тығыздығы маңызды болған жағдайда, өңделген беттерді мұқият таңдап, қалыптарды құрастыру басталғанға дейін қайталама өңдеудің аудандарын, көлемін және тереңдігін көрсетіңіз.
Қолданылуы: Әрбір процесс сәйкес келетін жер
Қалып құюдың қолданылу картасы оның қорытпалары мен жылдамдығын бақылайды. Әдеттегі бөлшектер - корпустар, беріліс қорабының корпустары, кронштейндер, қосқыш қабықшалар және бірнеше грамнан шамамен 9 кг-ға дейінгі фурнитуралар. Алюминий A380 көлемі бойынша басым; Zamak 3 және 5 сияқты мырыш қорытпалары жұқа қабырғаларды, ұсақ бөлшектерді және қалып қызмет ету мерзімін ұзартуға мүмкіндік береді; магний AZ91D салмақты үнемдеуді металлдың жоғары құнымен сатып алады. Қалып құюлары ауылшаруашылық техникаларында, автомобиль көліктерінде, құрылыс фурнитурасында, электрлік және электрондық жабдықтарда, қол құралдарында, тұрмыстық техникада, өнеркәсіптік өнімдерде, аспаптарда, көгал және бақша жабдықтарында, кеңсе жиһаздары мен машиналарында, портативті электр құралдарында және демалыс жабдықтарында кездеседі.
MIM компоненттері медициналық және стоматологиялық, аэроғарыштық, қорғаныс, автомобиль және ауылшаруашылық нарықтарында, сондай-ақ цементтелген карбидті кесу және тозу бөлшектерінде қолданылады. Тізімдер бір-біріне сәйкес келеді, және бұл бір-біріне сәйкес келудің мәні мынада: екі сала да тек бір процеске ғана тиесілі емес. Таңдауды салалық белгі емес, материалды таңдау басқарады.
Автокөлік және өнеркәсіптік жабдықтар
Автомобиль және өнеркәсіптік көлемдегі жұмыстар — жұқа қабырғалы темір емес корпустар, кронштейндер, беріліс қорабының корпустары, қосқыш қабықшалар — құюға жарамды, себебі бөлшектері құюды қажет ететіндей үлкен, босатуға оңай және біреуін амортизациялауға жеткілікті көп. Бірдей секторларға шағын, күрделі, жоғары балқитын компоненттер қажет болған жағдайда, MIM сәйкес келеді: пішін еркіндігі және тор пішініне төзімділікті басқару қаптама өлшемінен маңыздырақ, ал қорытпа құю жұмыс істей алмайтын тот баспайтын немесе төмен қоспалы болат болуы мүмкін.
медициналық, Стоматологиялық және дәл аспаптар
Медициналық және стоматологиялық құрылғылардағы тот баспайтын болаттан және арнайы қорытпадан жасалған ұсақ компоненттер MIM-ге бағытталған, сондықтан медициналық және стоматологиялық процесс қызмет көрсететін нарықтардың бірі болып табылады. Құйылған корпустар әлі де құрылғы корпустарында кездеседі, мұнда құйылған ерекшеліктері бар алюминий немесе мырыш корпусы құрылымдық жұмысты атқарады. Тағы да, материалға деген қажеттілік өнеркәсіптен бұрын шешіледі: тот баспайтын болаттан жасалған құрал компоненті мен алюминий корпусы бірдей процесс үшін бәсекелеспейді.
Металл инъекциялық қалыптау да, құю да сәйкес келмеген кездегі балама нұсқалар
Қорытпа қалыптауды, ал көлемі немесе геометриясы MIM-ді алып тастаған кезде, жауап әдетте бес баламаның бірі болып табылады. Олар белгіленген ретпен орналасудың орнына қабаттасады.
Дайындамадан CNC өңдеу аз көлемде, төзімділік шектеулі болғанда және құрал-саймандарға бюджет болмаған кезде жеңіске жетеді. Оның құрал-саймандары нөлге жуық және әр бөлшектің құны жоғары, және ол кез келген құрал кесілгенге дейін бөлшектерді жеткізеді.
Инвестициялық құю болат, тот баспайтын болат және суперқорытпалар үшін, аз көлемдер үшін және болат қалып шығара алмайтын астыңғы ойықтары немесе нөлдік тартуы бар геометриялар үшін жеңіске жетеді. Ол қорытпаға байланысты шамамен 0.25–1 мм (0.010–0.040 дюйм) жұқа қабырғалар шығара алады, ал оны жасау құны қалып құю құнынан әлдеқайда төмен.
Құммен құю үлкен, қарапайым, аз көлемді бөлшектер үшін жеңіске жетеді, құю жолдарының ең аз құрал-жабдықтарымен және дәлдік қажет болған жағдайда екінші реттік операциялардың құнын арттырады.
Ұнтақ металлургиясы көлемдегі қарапайым геометриялар үшін престеу және агломерациялау әдісін қолданады, мұнда қалып пішінді тікелей баса алады және MIM пішін еркіндігі қажет емес.
Пластикалық инъекциялық қалыптау бөлшектің металл болуы міндетті емес болған кезде жеңіске жетеді.
Көпір нұсқалары ретінде өңдеу және инвестициялық құю
Құю немесе MIM бағдарламасында өңдеу ерекше рөл атқарады: ол бөлшектерді құрал-саймандар пайда болғанға дейін жеткізеді, сондықтан өндіріс құралы бағаланып жатқанда немесе құрастырылып жатқанда дизайнды сынақтан өткізуге және қайта қарауға болады. Дизайн тұрақты болғаннан кейін, өңделген бөлшекті құю немесе MIM процесімен ауыстыруға болады. Құю бойынша нұсқаулық екінші жағынан да дәл осыны айтады - жобалау мәселелері алдымен шешілуі керек немесе жеткізу мерзімі қысқа болған кезде, құйылған соңғы өнімді шамамен алу үшін гравитациялық құю немесе қоймадан өңдеу сияқты прототиптеу баламалары қолданылады.
Инвестициялық құю қорытпаның құйма құю диапазонын қамтиды, ал MIM құрал-саймандарының геометриясы төмен көлемде ақталмауы мүмкін. Бұл бөлшек тот баспайтын немесе суперқорытпадан жасалған, көлемі MIM құрал-саймандарының шегінен төмен және геометриясында ойықтар немесе нөлдік тарту беттері болған кездегі табиғи көпір.
Металл қажет болмаған кезде пластикалық инъекциялық қалыптау
Егер функция полимерге мүмкіндік берсе, пластикалық инжекциялық қалыптау инжекциялық қалыптау машинасының архитектурасын MIM-мен бөліседі, бірақ байланыстыру және күйдіру қадамдарын және металл ұнтағының құнын жояды. Бұл кез келген металл процесін бағаламас бұрын, бөлшектің металл болуы керек пе, жоқ па, және егер қажет болса, металл талабы құрылымдық, термиялық, электрлік немесе косметикалық ма деп сұрауға тұрарлық етеді, себебі әрбір жауап әртүрлі процесті көрсетеді.
Металл құю және қалыптау жобаларыңызды қолдау үшін NOBLE таңдау
NOBLE - Қытайда орналасқан келісімшарттық өндіруші және үкімет тарапынан «Ұлттық жоғары технологиялық кәсіпорын» ретінде танылған Қытай-Британ бірлескен кәсіпорны. Біздің қызмет көрсету тереңдігіміз бен технологиялық тәжірибеміз тұтынушыларға металл құю және қалыптау бағдарламаларында, сондай-ақ оларды қоршаған өңдеу, әрлеу және құрастыру жұмыстарында прототиптен көлемді өндіріске тиімді өтуге көмектеседі.
MIM немесе қалыптау бағдарламасы сирек жағдайда тек қалыптау қадамы болып табылады. Құралды кесу алдында өндіріске арналған дизайнды енгізу, құралды үйлестіру, маңызды ерекшеліктерді төзімділікке келтіру үшін екінші реттік өңдеу, бетті өңдеу, сызбаға қарсы тексеру және бөлшек қосалқы құрастыру ретінде жеткізілсе, құрастыру қажет. NOBLE-дің рөлі - бағдарлама жеткізушілер арасында бөлшектенбеуі үшін осы толық көлемді қамту, әрбір тапсыру уақыт пен төзімділік деңгейін арттырады.
Прототиптен сериялық өндіріске дейін
Бұл жол жобалауды шолу және өндірістік талдау, баға белгілеу, іріктеу, содан кейін көлемді өндіріс арқылы өтеді, әр кезеңде бірдей сапа жүйесі қолданылады. Іс жүзінде бұл CAD файлдарын жүктеу және қажетті ақпаратпен RFQ жіберу, жобалау талдауын және ашық бағаны алу, содан кейін өндіріс пен жеткізуге көшу дегенді білдіреді. NOBLE компаниясының жылдам прототиптеу және аз көлемді өндіріс қызметтері алғашқы өнім мен соңғы өндіріс арасындағы алшақтықты жою үшін жасалған, сондықтан көлемді құралдарды пайдалану алдында дизайнды тексеруге болады.
Сапа жүйелері және толық ауқымды қызмет көрсету
NOBLE ISO 9001:2015 және ISO 13485:2016 сертификаттарына ие. Сатып алушы үшін ISO 9001:2015 бөлшектердің қалай жоспарланатынын, өндірілетінін және тексерілетінін реттейтін құжатталған сапа менеджменті жүйесін білдіреді; ISO 13485:2016 медициналық құрылғыларға бағытталған сапа жүйесін қосады, бұл бөлшек реттелетін құрылғы бағдарламасын берген кезде маңызды. Өндірісте NOBLE компоненттердің спецификацияға сәйкестігін тексеру үшін ішкі сынақ және өлшеу жабдықтары пайдаланылатын толық IQC, IPQC және FQC/OQC тексеру процесін жүргізеді.
Толық ауқымды ұсыныс тек өндіріске ғана емес, жобалаудан құрастыруға дейін созылады. MIM немесе қалыптау жобасы үшін бұл DFM енгізу, құрал-саймандарды үйлестіру, екінші реттік өңдеу, әрлеу, тексеру және құрастыру үшін бір серіктес дегенді білдіреді, бұл жеткізушілер арасындағы тапсырмалар санын азайтады және есеп берушілікті бір жерде сақтайды. Жобаны бастау үшін сызбаларыңызды, қорытпаңызды, көлемдеріңізді және сапа талаптарыңызды бөлісіңіз, сонда NOBLE командасы өндіріске жарамдылық туралы пікірлер мен бағалармен жауап береді.
Металл инъекциялық қалыптау және құю туралы жиі қойылатын сұрақтар
Жылына ондаған мыңдаған өнім шығаратын шағын, күрделі тот баспайтын болаттан жасалған бөлшек үшін қандай процесті таңдауым керек?
Тот баспайтын болат балқыту температурасында дәстүрлі қалып құюды жоққа шығарады, сондықтан нақты салыстыру MIM-ді өңдеу және инвестициялық құюмен салыстырады. Күрделі геометриямен жылына ондаған мыңдаған MIM құрал-саймандары көлем бойынша амортизацияланады, ал оның пішін еркіндігі мен тор пішініне төзімділікті басқару оған артықшылық береді. Өңдеу төмен құрал-сайманды қажет ететін резервтік нұсқа болып қала береді, ал инвестициялық құю төмен көлемді немесе нөлдік тарту геометриясын қамтиды. Келісімшарт жасамас бұрын жеткізушімен төзімділік және әрлеу талаптарын растаңыз, себебі олар бөлшектің қанша екінші реттік өңдеуді қажет ететінін анықтайды.
Неліктен құю әдетте тот баспайтын болаттан жасалған бөлшектерді шығара алмайды?
Ыстық камералы машиналар тек баяу балқитын мырыш, магний және қорғасын қорытпаларымен жұмыс істейді. Алюминий шамамен 620–675 °C температурада суық камерада құйылуы керек, себебі ол суға батырылған цилиндрді ерітеді. Тот баспайтын болат одан әлдеқайда жоғары ериді, ал жылу жүктемесі H13 қалыпталған болаттың шыдайтынынан асып түседі — қалыптардың қызмет ету мерзімі алюминийде шамамен 700 °C температурада шамамен 60 000–200 000 оқтан мыс/жезде шамамен 970 °C температурада 5 000–50 000 оққа дейін төмендейді. Тот баспайтын болат температурасында қалыптардың экономикасы құлдырайды, сондықтан бұл процесс темір емес жол ретінде қарастырылады.
Металл инжекциялық қалыптау өндіріс көлемінің қандай кезеңінде механикалық өңдеуге немесе инвестициялық құюға қарағанда экономикалық тұрғыдан тиімдірек болады?
Белгіленген сан жоқ. MIM құрал-саймандар мен шикізаттың тұрақты шығындарын қамтиды, бірақ көлем бойынша бөлшек құны төмен, сондықтан көлем өскен сайын және геометрия күрделілігі артқан сайын ол жақсарады. Өңдеуде құрал-сайман нөлге жақын және бөлшек құны жоғары; инвестициялық құю екі ортада орналасқан. Айқасу бөлшек өлшеміне, қорытпаға, төзімділікке және қуыс санына байланысты, ал сіздің нақты бөлшегіңіз үшін баға - жалғыз сенімді сан.
MIM құралына қанша шөгу керек және оны кім өтейді?
Жасыл бөлік барлық өлшемдері бойынша дайын бөлікке қарағанда шамамен 20%-ға үлкен, ал күйдіру кезіндегі кішірею әдетте 18%–22%, байланыстырушы заттың көлеміне тәуелді және изотропты. Құрал жасаушы қалып қуысында күйдірілген бөлік сызбаға сәйкес келетіндей етіп компенсациялайды. Сіз дайын өлшемдерді бересіз; құрал рұқсат етілген өлшемдерді алып жүреді.
Құйылған бөлшектерді өңдеп, дайын құрастырмаға жинауға бола ма?
Иә. Құйма қалыптар үнемі кесуден, маңызды тесіктерді өңдеуден, қаңылтырды кетіруден, дірілдейтін өңдеуден, сіңдіруден және жабынмен қаптаудан өтеді, ал құйылған бастиектер, қабырғалар және өздігінен бекітілетін мүмкіндіктер құрастыру кезінде бөлшектер санын азайтуы мүмкін. Өңдеу материалының шамамен 0.010–0.030 дюйм (0.25–0.75 мм) қалдырыңыз және суық қабықтың астындағы кеуектілікті ашып, тығыздағыш беттерде ағып кетулерге әкелетін терең кесуден аулақ болыңыз.
MIM де, қалыптау да сәйкес келмеген кезде қандай балама нұсқалар бар?
- Дайындамадан CNC өңдеу — төмен көлем, тығыз төзімділік, құрал-саймандарға бюджет жоқ.
- Инвестициялық кастинг — болат, тот баспайтын болат және аса қорытпалар; кішірек көлемдер; астыңғы кесіктер немесе нөлдік тарту геометриясы.
- Құм құю — үлкен, қарапайым, аз көлемді бөлшектер.
- Ұнтақ металлургиясы пресстеу және агломерациялау — көлемдегі қарапайым геометриялар.
- Пластикалық инъекциялық қалыптау — бөлшектің металл болуы міндетті емес кезде.
MIM немесе құйма жобасына баға сұрамас бұрын не дайындауым керек?
- Төзімділіктері мен маңызды ерекшеліктері белгіленген 3D CAD және 2D сызбалары
- Қорытпа және материал сипаттамасы
- Жылдық және ең жоғары көлемдер
- Бетті өңдеуге және өңдеуден кейінгі талаптар
- Егер бөлшек қосалқы жинақ ретінде жеткізілсе, құрастыру көлемі
- Сапа және сертификаттау талаптары
- Мақсатты уақыт кестесі
Құрал-саймандардың құнына ең көп әсер ететін факторлар - геометрияның күрделілігі және қалыптау кезіндегі жанама әсерлер, сондай-ақ MIM-дегі бөлшектің өлшемі мен ерекшеліктерінің саны; көлем мен төзімділік талаптары екеуінде де бөлшектің салыстыруын анықтайды.
