Các công nghệ đúc nhôm tạo hình sản phẩm phổ biến

Nhôm là một trong số ít kim loại có thể được đúc bằng tất cả các quy trình được sử dụng trong đúc kim loại. Mỗi quy trình đúc có những ưu điểm riêng và mang đến các sản phẩm với chất lương khác nhau. Bài viết dưới đây sẽ tổng hợp các công nghệ đúc nhôm tạo hình sản phẩm phổ biến nhất.

1. Các yếu tố cần cân nhắc khi lựa chọn công nghệ đúc nhôm

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn công nghệ đúc để sản xuất một bộ phận hợp kim nhôm cụ thể. Các yếu tố quan trọng nhất cho tất cả các quá trình đúc là:

• Tính khả thi và yếu tố chi phí
• Yếu tố chất lượng

Về tính khả thi, nhiều vật đúc hợp kim nhôm có thể được sản xuất bằng bất kỳ phương pháp nào có sẵn. Tuy nhiên, đối với một số lượng đáng kể vật đúc, kích thước hoặc tính năng thiết kế sẽ tự động xác định phương pháp đúc tốt nhất. Bởi vì khuôn kim loại nặng gấp 10 đến 100 lần so với vật đúc mà chúng được sử dụng để sản xuất nên hầu hết các sản phẩm đúc rất lớn đều được chế tạo dưới dạng đúc cát thay vì đúc khuôn hoặc khuôn đúc cố định. Vật đúc nhỏ thường được làm bằng khuôn kim loại để đảm bảo độ chính xác về kích thước.
Yếu tố chất lượng cũng rất quan trọng trong việc lựa chọn quy trình đúc. Khi áp dụng cho vật đúc, thuật ngữ chất lượng đề cập đến cả mức độ ổn định (không bị xốp, nứt và không hoàn hảo trên bề mặt) và mức độ của các tính chất cơ học (độ bền và độ dẻo).

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng trong quá trình đúc khuôn, mặc dù tốc độ làm nguội rất cao nhưng không khí có xu hướng bị giữ lại trong vật đúc, điều này làm tăng đáng kể độ xốp ở trung tâm. Nghiên cứu sâu rộng đã được tiến hành để tìm cách giảm độ xốp đó; tuy nhiên, rất khó nếu không muốn nói là không thể loại bỏ hoàn toàn, và vật đúc khuôn thường có độ bền thấp hơn so với vật đúc khuôn cố định áp suất thấp hoặc trọng lực, vốn phát ra âm thanh tốt hơn mặc dù làm mát chậm hơn.

2. Các loại công nghệ đúc nhôm phổ biến

Công nghệ đúc nhôm có thể được chia thành các loại khác nhau như được liệt kê dưới đây:

Đúc khuôn

Đúc khuôn sử dụng thép cứng, dụng cụ có khoang hai phần, trong đó nhôm nóng chảy được đổ hoặc ép. Những công cụ này thường có tuổi thọ bắn từ 100.000 đến 150.000 chu kỳ và tạo ra các bộ phận có độ chính xác cao và chất lượng cao. Đúc khuôn bao gồm từ việc sử dụng các công cụ đơn giản đổ đầy bằng tay đến hệ thống hoàn toàn tự động với khối lượng rất lớn.
2. Đúc mẫu chảy
Công nghệ này sử dụng khuôn đúc sáp. Trước khi nhôm nóng chảy được đổ vào khuôn dạng thạch cao, sáp sẽ bị bay hơi hoặc đẩy ra ngoài bằng cách nung dụng cụ thạch cao. Khoang vẫn giữ nguyên hình dạng và sau đó được lấp đầy bằng kim loại nóng chảy, nguội đi nhanh chóng.
Theo cách tiếp cận hiện đại hơn, mô hình dương bản được sử dụng để đúc khoang có thể được cắt từ polystyrene giãn nở hoặc in 3D bằng sáp và có thể là các polyme như PET và PLA. Đối với “dương tính” bằng nhựa, chúng cũng phải được đốt ra khỏi khoang để không để lại cặn. Quá trình này có xu hướng được dành riêng cho các bộ phận có giá trị cao và phức tạp. Công cụ này bị phá hủy để trích xuất phần đã hoàn thành.

Tìm hiểu thêm về công nghệ đúc khuôn mẫu chảy tại đây

Đúc cát

Đúc cát sử dụng một phần có hoa văn chắc chắn hơn, thường là từ gỗ, sau đó đóng gói phần này thành hai nửa hộp, sử dụng cát với chất liên kết và bột talc làm chất giải phóng và tách. Các khoang thường được lấp đầy bằng cách đổ bằng tay, mặc dù có thể tự động hóa. Điều này thường được gọi là đúc cát và được sử dụng rộng rãi trong sản xuất vật đúc có khối lượng thấp hơn và/hoặc vật đúc có trọng lượng lớn hơn. Mặc dù có thể có độ chính xác cao nhưng việc phá hủy công cụ tạo khoang khiến quá trình này chỉ diễn ra một lần.

Đúc khuôn vĩnh viễn

Quá trình này tương tự như đúc khuôn ở chỗ hai nửa khuôn cố định (thường là thép đúc) được kẹp lại với nhau và khoang được lấp đầy, thường bằng cách đổ bằng tay.

Đúc mẫu cháy

Đúc mẫu cháy giống hệt với đúc đầu tư. Tuy nhiên, mẫu này được làm từ polyme xốp mật độ thấp chứ không phải sáp.

Đúc khuôn vỏ

Một cải tiến của quá trình đúc cát cơ bản sử dụng cát liên kết với nhựa xung quanh mẫu để tạo thành lớp vỏ chắc chắn. Hai lớp vỏ được cố định với nhau tạo thành một khoang hy sinh (dùng một lần) chứa đầy nhôm nóng chảy. Quá trình này làm cho các khoang đúc nhanh hơn và với chi phí thấp hơn so với đúc cát thông thường và được sử dụng cho các vật đúc từ trung bình đến lớn cần độ chính xác cao hơn.

Đúc khuôn chân không

Đúc khuôn chân không khác với đúc áp suất hoặc trọng lực ở chỗ nó sử dụng một bình chứa bên dưới dụng cụ đúc và kéo vật liệu nóng chảy lên bằng chân không tác dụng lên dụng cụ. Điều này dẫn đến độ xốp thấp hơn và các bộ phận có chất lượng cao hơn và đang dần thay thế các phương pháp đúc khuôn cũ.

Đúc khuôn gốm

Quá trình này tạo ra bùn silicat xung quanh một mẫu và sau đó đốt cháy các chất dễ bay hơi từ bùn (quy trình Osborn-Shaw) hoặc đốt cháy chúng (quy trình Unicast), để lại một khoang gốm để có thể đổ kim loại nóng chảy vào. Về nhiều mặt, quá trình này tương tự như việc đúc khuôn vỏ.

Đúc khuôn thạch cao

Quá trình này tương tự như đúc vỏ và khuôn gốm, nhưng thạch cao được sử dụng để tạo thành công cụ khoang.

Đúc ly tâm

Quá trình này sử dụng một công cụ khoang thép quay nhanh để đúc nhôm. Các bộ phận lớn hơn có tính đối xứng quay sẽ tham gia vào quá trình này. Dụng cụ này sẽ được quay sau khi đã được lấp đầy và lực hướng tâm sẽ lấp đầy các chi tiết rất sạch sẽ, không có tạp chất xốp. Nhôm đúc ly tâm có hạt mịn và không có khuyết tật, độ cứng và độ bền được cải thiện so với các quy trình khác. Nó được sử dụng cho các bộ phận không đối xứng đòi hỏi các đặc tính tốt nhất có thể và không nhạy cảm với chi phí.

Đúc khuôn mở

Một số vật đúc nguyên thủy hơn bằng nhôm được thực hiện bằng cách sử dụng các khoang hở làm từ gạch, đá hoặc thép hoặc ép vào cát. Đây thường là phương pháp sản xuất phôi đơn giản để rèn/gia công sau này. Nó có thể được coi là một nhánh của đúc khuôn vĩnh viễn.

Tìm hiểu thêm top 6 công nghệ đúc kim loại phổ biến nhất hiện nay tại đây

3. Cách lựa chọn công nghệ đúc nhôm phù hợp

Độ phức tạp của thiết kế
Sự phức tạp trong thiết kế của sản phẩm cuối cùng ảnh hưởng đến việc lựa chọn quy trình đúc. Các bộ phận đúc nhôm lớn và phức tạp hầu hết được sản xuất bằng phương pháp đúc cát, phương pháp này được ưa chuộng cho các sản phẩm có thiết kế phức tạp. Đối với các bộ phận nhôm đúc có kích thước chính xác, đúc khuôn cố định là lựa chọn tốt hơn.

Tốc độ sản xuất
Đúc khuôn sử dụng quy trình phun áp lực. Vì vậy, nó phù hợp cho việc sản xuất hàng loạt các bộ phận bằng nhôm. Đúc cát là quá trình tiếp theo về mặt tốc độ, quá trình đúc khuôn vĩnh viễn sẽ diễn ra sau cùng.

Số lượng lớn
Đúc khuôn là quy trình phù hợp nhất để chế tạo nhiều bộ phận đúc bằng nhôm. Tuy nhiên, để cân bằng giữa số lượng lớn và dụng cụ, đúc cát và đúc khuôn cố định là những lựa chọn tốt hơn.

Nguyên mẫu
Đúc cát là quy trình phù hợp nhất để tạo mẫu do chi phí đầu tư thấp. Những loại khác sẽ yêu cầu chi phí đầu tư cao, điều này không phù hợp vì việc tạo nguyên mẫu chỉ cần một vài chi tiết.

Sức mạnh và hoàn thiện bề mặt
Đúc khuôn vĩnh viễn mang lại sự cân bằng thuận lợi nhất về độ bền và độ hoàn thiện bề mặt tốt. Tuy nhiên, đúc khuôn và đúc cát có độ bền tương đương nhau, trong đó đúc khuôn có bề mặt hoàn thiện tốt hơn.

Hi vọng bài viết trên đây đã cung cấp những thông tin hữu ích về các quy trình đúc nhôm phổ biến và lựa chọn quy trình phù hợp cho doanh nghiệp của bạn. Nếu bạn có nhu cầu tìm hiểu thêm các về công nghệ đúc nhôm hãy liên hệ ngay với chúng tôi để nhận được tư vấn và báo giá!

--------------------------------------------------------------------------------

CÔNG TY CỔ PHẦN DỊCH VỤ VÀ GIẢI PHÁP CÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

VPGD: B4-12 Vinhomes gardenia, Hàm Nghi, Cầu Diễn, Nam Từ Liêm, Hà Nội.

Tel: 0243-7525312     Email: Info@machines.com.vn

Website: www.visgroup.vn