Эл. почта: dongrun@dongruncasting.com

Дизайн и изготовление пресс-форм

1740470777492858.jpg

Проектирование и изготовление пресс-форм: основные технологии и применение четырех основных литейных процессов


Дизайн и производство пресс-форм Формовочные формы составляют основу современного промышленного производства, особенно в литье металлов. Точность и инновации, заложенные в конструкцию пресс-форм, напрямую определяют качество продукции, её экономичность и экологичность. Среди различных методов литья **литье в песчаные формы**, **литье под высоким давлением (ЛВД)**, **гравитационное литье**, и **литье под низким давлением (LPDC)** выделяются как четыре краеугольных процесса. Каждый метод требует уникальных принципов проектирования пресс-форм и производственных стратегий, учитывающих специфические свойства материалов, геометрическую сложность и масштабы производства. Ниже мы подробно рассмотрим тонкости этих процессов и инновации, связанные с пресс-формами.

1. Литье в песчаные формы: гибкость и традиции

 1740471611949724.jpgОбзор процесса
Литье в песчаные формы, один из старейших и самых универсальных методов, использует одноразовые песчаные формы для создания металлических деталей. Смесь кварцевого песка, глины и воды уплотняется вокруг шаблона (часто деревянного или напечатанного на 3D-принтере) для формирования полости формы. После заливки расплавленного металла песчаная форма разбивается, чтобы извлечь отливку.
Фокус на дизайне пресс-форм
  • Проектирование шаблона: шаблоны должны учитывать допуски на усадку, углы уклона и литниковые системы для обеспечения плавного течения металла.

  • Материал: В песчаных формах приоритет отдается проницаемости, позволяющей выходить газу, сохраняя при этом структурную целостность.

  • Интеграция стержней: сложные внутренние геометрии требуют точного размещения песчаных стержней, закрепленных внутри формы.

Наши преимущества
  • Низкие затраты на оснастку для прототипов и крупных деталей.

  • Подходит практически для всех металлов, включая железо, сталь и алюминий.

  • Подходит для небольших и крупных деталей (например, блоков двигателей, корпусов насосов)

ограничения
  • Грубая отделка поверхности и более низкая точность размеров.

  • Трудоемкая последующая обработка (например, обрезка, удаление песка).

  • Области применения: автомобилестроение, тяжелое машиностроение и кустарная металлообработка.

 

2. Литье под высоким давлением (ЛВД): скорость и точность

 mold-design-making-1.jpgОбзор процесса
HPDC впрыскивает расплавленный металл в многоразовую стальную форму (штамп) под высоким давлением (10–200 МПа). Быстрое затвердевание позволяет получать тонкостенные, высокопрочные детали с превосходной отделкой поверхности.
Фокус на дизайне пресс-форм
  • Материал штампа: инструментальная сталь (например, H13), закаленная для выдерживания термических нагрузок и истирания.

  • Каналы охлаждения: оптимизированные линии охлаждения для контроля скорости затвердевания и минимизации времени цикла.

  • Система выталкивания: прецизионные выталкивающие штифты и системы смазки для предотвращения застревания деталей.

  • Перелив и вентиляция: каналы для устранения скопления воздуха и пористости.

Наши преимущества
  • Высокая производительность (более 100 деталей/час).

  • Жесткие допуски (±0.2 мм) и гладкие поверхности (Ra 1.6–6.3 мкм).

  • Идеально подходит для сложных геометрических форм (например, корпусов электроники, автомобильных компонентов).

ограничения
  • Высокие первоначальные затраты на оснастку.

  • Ограничено цветными металлами (например, алюминием, цинком, магнием).

  • Риск пористости в толстых секциях.

Приложения
  • Автомобильная промышленность (например, корпуса трансмиссий), бытовая электроника и аэрокосмическая промышленность.

 

3. Гравитационное литье: простота и качество

 1740471278586062.jpgОбзор процесса
Гравитационное литье (литье в постоянные формы) использует гравитацию для заполнения многоразовых металлических форм. Процесс включает **литье под наклоном** или **статическую заливку**, часто улучшенную вакуумом или низким давлением для лучшего контроля заполнения.
Фокус на дизайне пресс-форм
  • Материал пресс-формы: прочные чугунные или стальные формы с терморегулирующим покрытием.

  • Конструкция литников: стратегически расположенные литники и стояки для минимизации турбулентности и дефектов усадки.

  • Системы нагрева/охлаждения: предварительно нагретые формы для предотвращения теплового удара и обеспечения равномерного затвердевания.

Наши преимущества
  • Превосходные механические свойства благодаря более медленной скорости охлаждения.

  • Хорошая чистота поверхности и размерная однородность.

  • Многоразовые формы сокращают долгосрочные затраты при производстве изделий средней тиражи.

ограничения
  • Более медленное время цикла по сравнению с HPDC.

  • Ограниченная сложность по сравнению с литьем в песчаные формы.

Приложения
  • Автомобильные колеса, головки цилиндров и гидравлические компоненты.

 

4. Литье под низким давлением (LPDC): контролируемое качество для критически важных деталей

 mold-design-making-2.jpgОбзор процесса
LPDC использует сжатый газ (0.3–1 бар) для выталкивания расплавленного металла вверх в стальную форму. Контролируемое заполнение снижает турбулентность, что делает его идеальным для плотных, бездефектных отливок.
Фокус на дизайне пресс-форм
  • Система под давлением: герметичная печь и подъемная труба для поддержания постоянного потока металла.

  • Вертикальная ориентация формы: обеспечивает направленное затвердевание сверху вниз.

  • Терморегулирование: Интегрированная система нагрева/охлаждения для управления градиентами затвердевания.

Наши преимущества
  • Отличная металлургическая целостность при минимальной пористости.

  • Подходит для термообрабатываемых сплавов (например, аэрокосмического алюминия).

  • Сокращение отходов материала по сравнению с HPDC.

ограничения
  • Более высокие затраты на оборудование, чем при гравитационном литье.

  • Более низкие темпы производства.

Приложения
  • Детали автомобильной подвески, компоненты для аэрокосмической отрасли и отливки с высокой структурной целостностью.


Инновационные тенденции в проектировании пресс-форм

Современные достижения меняют конструкцию пресс-форм:

  • Аддитивное производство**: песчаные формы, напечатанные на 3D-принтере, и конформные каналы охлаждения для матриц HPDC.

  • Программное обеспечение для моделирования**: такие инструменты, как MAGMA или FLOW-3D, оптимизируют литниковое управление, охлаждение и прогнозирование дефектов.

  • Умные формы**: встроенные датчики для мониторинга температуры и давления в режиме реального времени.

  • Устойчивые методы работы**: перерабатываемые связующие вещества для песка и энергоэффективные системы нагрева пресс-форм.

Заключение

Выбор процесса литья — песчаный, HPDC, гравитационный или LPDC — зависит от сложности детали, материала, объема и требований к качеству. Конструкция пресс-формы выступает в качестве стержня, уравновешивая технические ограничения инновационными решениями. Поскольку отрасли требуют более легких, прочных и экологичных компонентов, синергия между передовой разработкой пресс-форм и интеллектуальным производством продолжит стимулировать развитие литья металлов.

In Донгрун КастингУ нас сильная команда инженеров, мы можем предложить хорошие решения. Присылайте нам свои запросы.