Studená komora nebo horká komora? Který tlakový licí stroj je vhodný pro danou aplikaci?
Studená komora a teplá komora označují dva základní postupy tlakového lití. Rozdíl spočívá především v tom, jak se tekutý kov dostává do odlévací jednotky. V praxi rozhoduje toto konstrukční oddělení o vhodných materiálech, cyklu, periferních zařízeních a nakonec i o tom, který lis na tlakové lití je pro danou výrobu vhodný.
Jaký je rozdíl mezi tlakovým litím s chladnou komorou a s teplou komorou?
U tlakovém lití s horkou komorou je odlévací jednotka v přímém spojení s tekutým kovem v peci. Odlévací komora se po jednom odlití může znovu naplnit taveninou, aniž by bylo nutné kov samostatně dopravovat k stroji. Tento postup se používá především pro zinek a určitých slitiny hořčíku .
Při lisování za studena v komoře se tavenina naopak připravuje mimo odlévací jednotku a pro každý odlitek se dávkuje do odlévací komory. Tento postup je zvláště vhodný pro tlakové lití hliníku .
Rozhodující rozdíl spočívá v samotném procesu odlévání
Tlakové lití se vždy řídí stejným základním principem: Tekutý kov se vlévá do uzavřené kovové trvalé formy, kde ztuhne a následně se z ní vyjme jako odlitek. Vysoké rychlosti plnění formy a vysoké tlaky činí tento proces obzvláště zajímavým pro přesné, tenkostěnné a ve velkých sériích vyráběné součásti. Vysoké rychlosti plnění formy a vysoké tlaky činí tento proces obzvláště zajímavým pro přesné, tenkostěnné a ve velkých sériích vyráběné součásti.
Studená komora a horká komora se proto liší méně v cíli, než ve způsobu, jakým se k němu dospívá. Rozhodující je otázka: Kde se nachází tavenina a jak se dostává do odlévací komory?
Krátké vzdálenosti mezi taveninou a tlakovou formou
Při procesu s teplou komorou se licí komora nachází přímo v nebo u vyhřívané kovové lázně. Když se licí píst po licím cyklu stáhne, může se do licího prostoru znovu dostat tekutý kov. Při dalším cyklu je tavenina vytlačována přes licí soupravu a trysku do uzavřené tlakové formy.
Odpadá nutnost samostatné přepravy dávky kovu z externího pece do vodorovně uspořádané licí komory. Tím se zkracují doby mimo provoz. Stroje s horkou komorou mohou proto zejména u vhodných materiálů a vysokých kusových počtech dosahovat velmi krátkých výrobních cyklů.
Klasickou oblastí použití je tlakové lití zinku. Také určité slitiny hořčíku lze zpracovávat na stroje s horkou komorou, které jsou pro to určeny. Proč ne každý kov v procesu s horkou komorou?
Aktuálně dostupné stroje najdete u společnosti FISS pod použité lisy pro tlakové lití v horké komoře .
Samostatná příprava taveniny pro hliník a velké odlévací komory
U lisu na tlakové lití se studenou komorou se hlavní součásti licí jednotky nacházejí mimo tavnou lázeň. Kov se taví v samostatné peci nebo se v ní udržuje v teplém stavu a následně se pro každý odlévací cyklus přivádí do odlévací komory.
Dávkování lze provádět například pomocí dávkovací pec , zařízení pro dávkování kovu nebo jiné automatizované podávací zařízení. Následně odlévací píst posouvá roztavený kov skrz odlévací systém do uzavřené formy.
Tento princip stroje je obzvláště důležitý při tlakovém lití hliníku. Zařízení s chladicí komorou jsou často součástí rozsáhlých automatizovaných lisovacích buněk, v nichž jsou na sebe navzájem sladěny hlavní stroj, přívod kovu, vstřikování formy, vyjímání, regulace teploty a následné zpracování.
Vhodná zařízení najdete v sekci použitých lisovacích strojů s chladnou komorou .
studené a horké komory na první pohled
| Kritérium | Komora s horkou komorou | Studená komora |
|---|---|---|
| Odlévací jednotka | Je v přímém spojení s tekutým kovem v systému pecí . | Nachází se mimo tavnou lázeň. |
| Přívod kovu | Odlévací komora se může znovu naplnit z kovové lázně. | Kov se do odlévací komory dávkuje samostatně pro každý odlitek . |
| Typické materiály | Především zinek, dále určité slitiny hořčíku a slitiny s nízkou teplotou tání. | Především hliník, dále v závislosti na procesu hořčík, měď a další vhodné slitiny. |
| Doba cyklu | Obvykle kratší, protože není nutný samostatný přenos kovu do odlévací komory. | Dodatečný krok procesu spočívající v dávkování roztaveného materiálu. |
| Typická periferní zařízení | Pec/odlévací nádoba, stříkací technika, vyjímání, temperování, dopravní a separační technika. | Dávkovací pec nebo dávkování kovů, stříkací zařízení, roboty, regulace teploty, chlazení a často i odjehlovací lis. |
| Typické výrobní prostředí | Vysoce rytmizovaná sériová výroba, zejména v oblasti tlakového lití zinku. | Hliníkové tlakově licí buňky od samostatného stroje až po plně automatizovanou výrobní buňku. |
Který materiál se zpracovává jakým postupem?
V mnoha projektech lze první směr odvodit již z materiálu. Přesto by se slitina neměla posuzovat pouze podle základního kovu. Složení, teplota zpracování, díl a výrobní proces musí být posuzovány jako celek.
Nejdůležitější oblast použití průmyslového tlakového lití za studena.
Velmi dobře se hodí pro sériovou výrobu v horké komoře s vysokou frekvencí. Vhodné.
V závislosti na slitině, součásti a procesu jsou možné řešení s horkou i studenou komorou.
Pro vhodné měděné slitiny lze uvažovat o postupu se studenou komorou.
Oba procesy vyžadují více než jen jednu licí jednotku
Nezávisle na použitém postupu se tlaková licí strojní sestava obecně skládá ze dvou hlavních funkčních oblastí: formovací jednotka: jednotka uzavírání formy a lití jednotky.
Jednotka pro uzavírání formy otevírá a zavírá formu pro tlakové lití a musí ji během procesu lití spolehlivě udržovat v uzavřeném stavu . Lévací jednotka dopravuje tekutý kov s potřebnou rychlostí do formy a vytváří tlak potřebný pro tento proces.
K tomu patří mimo jiné vyhazovací jednotka, vytahovače jader, pohon stroje a řízení. V reálné výrobní buňce se tento systém často rozšiřuje o technologii postřikování forem, roboty, regulaci teploty, přívod kovu, dopravní techniku a následné zpracování.
Odpovídající komponenty najdete u společnosti FISS také v oblasti automatizace pro tlakové lití do studené komory a automatizace pro tlakové lití do horké komory .
Praktický příklad tlakového licího stroje s horkou komorou
Technické schémata vysvětlují tento proces. Pohled na skutečné použité stroje navíc ukazuje, jak je tato technologie uplatňována v průmyslovém provozu.
Správný postup: nejprve proces, poté konkrétní stroj
Častým postupem při hledání použitých strojů je: stanovit požadovanou uzavírací sílu a následně hledat vhodný model. Pro spolehlivý technický výběr to však nestačí.
Určit materiál a postup
Hliník obvykle vede k procesu s chladnou komorou, zinek většinou k procesu s horkou komorou. U hořčíku je třeba konkrétní proces podrobněji zvážit.
Zkontrolovat součást a formu
Hmotnost odlitku, promítnutá plocha, rozměry formy, tloušťka stěn a požadavky na kvalitu mají zásadní vliv na technické provedení.
Nastavení parametrů stroje
Teprve nyní se posuzují uzavírací síla, licí jednotka, prostor pro formu, velikost desky, rozteče sloupů, řízení a další údaje o stroji.
Zohlednit celou buňku pro tlakové lití
Zásobování kovem, stříkání, vyjímání, temperování, chlazení, dopravní technika a odjehlování mají rozhodující vliv na to, zda lze stroj produktivně integrovat. 4
Na co je třeba dbát při nákupu použitého lisu na tlakové lití?
Jakmile je stanoven vhodný proces, začíná samotné hodnocení stroje. Výrobce a rok výroby sice poskytují první vodítka, ale samy o sobě ještě málo vypovídají o tom, zda je zařízení vhodné pro plánovanou výrobu.
- vhodná uzavírací síla pro díl a nástroj
- Odlévací jednotka, hmotnost výlisků a rozměry odlévací komory
- Rozměry nástroje, velikost desky a dostupný prostor pro nástroj
- Stav uzavírací jednotky, hydrauliky a licí jednotky
- Řízení, verze softwaru a rozhraní
- Technologie vyhazovačů a vytahovačů jader
- Pec, dávkování a přívod kovu
- Stříkání do formy, vyjímání, temperování a odjehlování
- Dokumentace a známá historie údržby nebo generálních oprav
- Podmínky demontáže, přepravy a opětovného uvedení do provozu
Zejména u větších chladicích komor se vyplatí podívat se na celý systém. Hlavní stroj může být technicky vhodný, ale přesto se může stát ekonomicky nevýhodným, pokud chybí klíčová periferní zařízení nebo pokud stávající komponenty neodpovídají zamýšlené výrobě.
Přehled aktuálně nabízených použitých tlakových licích strojů najdete přímo u společnosti FISS.
Tři typické výchozí situace
Hliníkové skříně v průmyslové sériové výrobě
U hliníku se volba obvykle upíná na technologii lisování za studena. Následně je třeba definovat lisovací nástroj, uzavírací sílu, odlévací jednotku, hmotnost výlisků a požadovanou automatizaci.
Zinkové díly s vysokými kusovými počty
U klasických zinkových tlakově litých dílů je často nejvhodnějším řešením postup s horkou komorou. Přímé spojení s taveninou umožňuje krátké procesní cesty a vysoké výrobní rychlosti.
Stávající forma má být dále využívána
V takovém případě nestačí rozlišovat pouze mezi teplou komorou a studenou komorou. Rozměry formy, uzavírací síla, vlévací jednotka, rozhraní a periferní zařízení musí být sladěny s konkrétním použitým strojem.
Volba materiálu udává směr – o použití rozhoduje
Technický rozdíl mezi studenou a horkou komorou lze jasně vysvětlit: U strojů s horkou komorou je vlévací jednotka v přímém kontaktu s taveninou. U procedury s chladnou komorou se kov připravuje mimo licí jednotku a pro každý výstřik se dávkuje samostatně.
Z toho vyplývají typické oblasti použití: Hliník se zpracovává převážně metodou studené komory, zinek převážně metodou horké komory. Hořčík lze v závislosti na slitině a procesu zpracovávat pomocí obou principů strojů.
Při výběru konkrétního použitého lisu na tlakové lití je však toto rozdělení pouze výchozím bodem. Rozhodující je vždy, zda stroj, nástroj, licí jednotka a automatizace jako celkový systém vyhovují plánované výrobě.
Otázky týkající se tlakového lití za studena a za tepla
Jaký je hlavní rozdíl mezi studenou a teplou komorou?
Při procesu s teplou komorou je odlévací jednotka přímo spojena s taveninou. Při procesu se studenou komorou se tekutý kov připravuje odděleně a pro každý odlévací cyklus se dávkuje do odlévací komory.
Odlévá se hliník metodou s chladnou komorou nebo s horkou komorou?
Hliník se v průmyslovém tlakovém lití obvykle zpracovává pomocí strojů pro tlakové lití s chladnou komorou. Hliníková tavenina se připravuje mimo licí jednotku a následně se dávkuje.
Jaký proces se používá pro tlakové lití zinku?
Tlakové lití zinku se provádí převážně metodou s horkou komorou . Lití jednotka je v přímém spojení s taveninou, což umožňuje obzvláště krátké procesní cesty.
Lze hořčík odlévat za tepla i za studena?
Ano. V závislosti na slitině, součásti a výrobním procesu lze u hořčíku použít jak stroje s horkou komorou, tak i stroje s studenou komorou.
Je tlakové lití s horkou komorou vždy rychlejší?
Princip teplé komory omezuje samostatný přenos kovu a umožňuje proto v zásadě kratší vedlejší časy. Skutečná doba cyklu však závisí také na dílu, formě, tuhnutí, procesu vstřikování, vyjímání a automatizaci.
Stačí uzavírací síla k výběru tlakového licího stroje?
Ne. Kromě toho musí být mimo jiné odlévací jednotka, hmotnost odlitku, rozměry formy, prostor pro formu, velikost desky, řízení, periferní zařízení a technický stav v souladu s plánovanou výrobou.
Co dělat, pokud FISS momentálně nemá v nabídce žádný vhodný stroj?
V takovém případě může společnost FISS cíleně vyhledat stroj. K tomu se jako vyhledávací profil definují technické požadavky, požadovaný typ stroje, preference výrobce a doba trvání projektu.
Vy znáte použití – FISS najde vhodný stroj.
Pokud v současné době není v nabídce žádný vhodný stroj na tlakové lití, může společnost FISS cíleně vyhledávat vhodné použité stroje a kompletní linky na tlakové lití. Čím přesněji jsou známy požadavky na materiál, nástroje a výrobu, tím cíleněji lze zúžit technický výběr.
Zdroj
Bührig-Polaczek, A.; Michaeli, W.; Spur, G. (eds.): Příručka tváření, nakladatelství Carl Hanser Verlag, kapitola 1.6.4 „Tlakové lití“.
