در چشم انداز تولید مدرن، ریخته گری آلومینیوم به عنوان فرآیند برتر برای تولید اجزای سبک وزن، با استحکام بالا و ابعاد پیچیده است. از محفظههای پیچیده تجهیزات مخابراتی 5G گرفته تا شاسی ساختاری نسل بعدی خودروهای الکتریکی، موفقیت یک محصول اغلب در هیئت تدوین تصمیم گرفته میشود. با این حال، طراحی برای دایکاست با طراحی برای ماشینکاری CNC یا چاپ سه بعدی تفاوت اساسی دارد. این نیاز به درک عمیق دینامیک سیالات، انقباض حرارتی و جهش مکانیکی دارد. شکست در بهینه سازی طراحی برای فرآیند ریخته گری - معروف به طراحی برای تولید (DFM) - منجر به نرخ بالای ضایعات، اصلاحات ابزارهای گران قیمت و به خطر افتادن یکپارچگی قطعه می شود.
رایج ترین مشکلات در طراحی ریخته گری آلومینیوم ناشی از سوء تفاهم در مورد نحوه جامد شدن فلز مذاب و نحوه خروج قطعه نهایی از قالب فولادی است. در محیط پرفشار یک ماشین ریختهگری، فلز با سرعتهای بالا تزریق میشود و سرعت سرد شدن آن همه چیز را از پایان سطح قطعه گرفته تا تخلخل داخلی آن را دیکته میکند.
"قاعده طلایی" دایکستینگ حفظ الف است ضخامت دیواره یکنواخت در سراسر جزء در قالب ریخته گری، بخش های نازکتر سریعتر از قطعات ضخیم تر جامد می شوند. اگر طراحی دارای یک باس سنگین متصل به یک دنده نازک باشد، بخش نازک ابتدا یخ میزند و جریان فلز مذاب را به ناحیه ضخیمتر قطع میکند. این منجر به "تخلخل انقباضی" می شود، جایی که مرکز بخش ضخیم با انقباض فلز به یک فضای خالی توخالی تبدیل می شود.
قالب ریخته گری یک ساختار فولادی سفت و سخت است. بر خلاف قالب ماسه ای که شکسته می شود، یک قالب باید باز شود و قطعه باید بیرون رانده شود. زوایای پیش نویس مخروطی های جزئی هستند که به موازات جهت باز شدن ابزار روی تمام سطوح عمودی اعمال می شوند. بدون کشش کافی، آلومینیوم با انقباض در هنگام خنک شدن، روی فولاد «سقوط» یا خراشیده می شود.
هنگامی که هندسه پایه ایجاد شد، مهندس طراح باید بر روی "بهینه سازی سازه پیشرفته" تمرکز کند. این مرحله شامل تقویت قطعه بدون اضافه کردن وزن غیر ضروری و اطمینان از رسیدن آلومینیوم مذاب به دورترین انتهای قالب بدون از دست دادن دما یا ایجاد تلاطم است.
به جای افزایش ضخامت دیوار برای به دست آوردن استحکام، مهندسان باید از آن استفاده کنند دنده ها . دنده ها به عنوان "بزرگراه" برای فلز مذاب عمل می کنند و به آن اجازه می دهند در حفره های دور جریان پیدا کنند و در عین حال استحکام ساختاری را برای قطعه فراهم می کنند.
در دایکستینگ، گوشه های تیز هم دشمن قطعه و هم ابزار هستند. فلز مذاب دوست ندارد گوشه های 90 درجه را بچرخاند. انجام این کار تلاطم ایجاد می کند و هوا را به دام می اندازد.
از این جدول به عنوان یک مرجع سریع برای تلورانسهای استاندارد و محدودیتهای طراحی در ریختهگری فشار بالا آلومینیومی مدرن استفاده کنید.
| ویژگی طراحی | حداقل توصیه شده | محدوده ایده آل | تاثیر بر کیفیت |
|---|---|---|---|
| ضخامت دیوار | 1.0 میلی متر | 2.0 میلی متر - 3.5 میلی متر | تخلخل و زمان چرخه را کاهش می دهد |
| زاویه پیش نویس (خارجی) | 0.5 درجه | 1.0 - 2.0 درجه | از کشیدن سطحی جلوگیری می کند |
| زاویه پیش نویس (داخلی) | 1.0 درجه | 2.0 درجه - 3.0 درجه | خروج آسان را تضمین می کند |
| شعاع فیله | 0.5 میلی متر | 1.5 x ضخامت دیوار | ترک های استرس را از بین می برد |
| تحمل استاندارد | ± 0.1 میلی متر | ± 0.2 میلی متر | بر تناسب و مجمع حاکم است |
| دیا پین اجکتور. | 3.0 میلی متر | 6.0 میلی متر - 10.0 میلی متر | از اعوجاج قطعه جلوگیری می کند |
ADC12 (A383) به دلیل سیالیت عالی و مقاومت در برابر ترک های داغ رایج ترین انتخاب است. برای کاربردهایی که به مقاومت خوردگی بالاتر نیاز دارند، A360 ترجیح داده می شود، اگرچه ریخته گری کمی دشوارتر است.
بله، اما آنها به «اقدامات جانبی» یا «اسلایدها» در قالب نیاز دارند. این به طور قابل توجهی پیچیدگی و هزینه ابزار را افزایش می دهد. در صورت امکان، بهترین کار این است که برای حفظ پیکربندی قالب دو صفحه ای ساده، «طراحی کردن» زیرشاخه ها انجام شود.
همه ریخته گری ها به دلیل هوای محبوس شده یا انقباض فلز درجاتی از تخلخل داخلی دارند. اگر قطعه شما به سفتی فشار (مانند پمپ سوخت) یا بارهای ساختاری با مقاومت بالا نیاز دارد، باید برای "ریخته گری تحت خلاء" طراحی کنید یا مناطق بحرانی را مشخص کنید که تخلخل به شدت کنترل می شود.
