Automobilové zinkové tlakové lití dílů pro vysoce výkonná vozidla

Při výrobě automobilů je důležitá přesnost, pevné součásti a nákladová efektivita, aby bylo možné vyrábět špičkové díly. Tyto požadavky lze spolehlivě splnit pomocí zinkového tlakového lití. Mnoho výrobců dnes používá pro automobilové díly tlakové lití zinku, aby získali houževnaté díly, přesně odpovídající velikosti a chráněné proti korozi.

Protože se zinkové slitiny dobře odlévají, skvěle se hodí pro velkosériovou výrobu automobilů. Díky snadnému tavení a dobré tekutosti lze tyto slitiny tvarovat uvnitř detailních forem s vysokou přesností. Odlévání zinkových slitin je nezbytné pro výrobu tlakově litých zinkových dílů v automobilech, jako jsou pouzdra zámků, držáky, kliky dveří a mnoho kování pod kapotou. Kromě toho, že tyto díly potřebují mechanickou sílu, měly by také odolávat změnám teploty, vibracím a vnějším vlivům.

Vzhledem k tomu, že proces tlakového odlévání slitin autozinku poskytuje lepší povrchovou úpravu, mohou výrobci také snížit nebo zrušit potřebu dalších dokončovacích operací, jako je obrábění nebo leštění. Navíc lze zinek použít s mnoha typy pokovení a povlaků, což zvyšuje užitečnost i atraktivitu dílů. Protože jsou zinkové slitiny recyklovatelné, výroba s nimi dobře zapadá do průmyslového směřování k ekologické efektivitě.

Následující části se zaměřují na pochopení hlavních vlastností, slabých stránek, oblastí použití a souvisejících témat. tlakové lití zinku v automobilovém průmyslu, přičemž zdůrazňuje trend většího zájmu o tlakové lití zinku pro mobilitu zkoumáním řady případových studií automobilových zinkových slitin.

Co je to tlakové lití zinku? 

Zinková slitina se vstřikuje do ocelové formy pod vysokým tlakem, aby bylo možné vyrobit přesné kovové díly prostřednictvím tlakové lití zinku. Vzhledem k tomu, že složité díly jsou vyráběny stabilně, hladce a přesně, je EBM považován za zvláště ceněný.

Jaké jsou důležité vlastnosti zinkového tlakového lití?

1. Při práci s vysokotlakým vstřikováním se roztavený zinek rychle zavádí do přesné formy pod vysokým tlakem, takže je vyplněna každá část formy.

2. Zinek se velmi rychle ochlazuje a tvrdne, a proto je tento proces vhodný pro hromadnou výrobu.

3. Lisy jsou vyrobeny z odolné kalené oceli a jsou určeny pro mnohostranné použití, a proto jsou vhodné pro velkosériovou výrobu.

Proč zinek?

Díky svým vlastnostem se zinek často používá při tlakovém lití.

• Snadné vyplňování tvarů nebo odlitků s dokonalým tvarem
• Taví se při teplotě kolem 380 °C, takže tavení je snazší než u hliníku nebo oceli.
• Přesnost modulu zahrnuje velmi malou odchylku
• Zůstává neovlivněn korozí v automobilovém a průmyslovém prostředí.
• Lze jej jednoduše pokovit a povrchově upravit - k dispozici jsou varianty chromu, niklu a laku.
• Zinek je materiál, který při recyklaci neztrácí svou kvalitu.

Slitiny zinku: V čem jsou jedinečné?

Zinkové slitiny obsahují důležité mechanické a fyzikální vlastnosti, které jsou nezbytné pro dobrý výkon automobilů. Patří mezi ně:

• Pevný materiál v porovnání s jeho hmotností
• Velká odolnost proti opotřebení i korozi
• Lepší tok tepla a energie než u jiných materiálů
• Výrobek se neposouvá, pokud je vybaven vysokou rozměrovou stabilitou.
• Materiál má silnou rázovou houževnatost.

Díky těmto vlastnostem se zinkové slitiny běžně používají pro výrobu držáků, krytů, klik, součástí zámků a ozdobných dílů umístěných uvnitř i vně automobilu.

Výraznou výhodou zinkového tlakového lití automobilových dílů je, že do jediného detailního dílu lze zabudovat mnoho užitečných funkcí, což snižuje nutnost montáže a snižuje náklady na výrobek.

Co je proces tlakového lití?

Při tlakovém lití, forma nebo zápustka obsahuje roztavený kov, který je lisován pod vysokým tlakem. Pro každý díl je vyrobena forma, která zajišťuje, že díly jsou vyrobeny rychle, přesně stejně a přesně. Nejdůležitějšími součástmi zinkového tlakového lití jsou:

• Upnutí znamená uspořádání formy a následné uzavření formy.
• Vstřikování - čerpání roztavené zinkové slitiny rychlým tempem a pod vysokým tlakem.
• Umožnění tuhnutí taveniny ještě uvnitř matrice
• Odstranění odlitků
• Snížení množství odpadu a zdokonalení tvaru součásti

Těmto fázím je věnována velká pozornost, aby byla zaručena špičková kvalita zinkových odlitků vozidel.

Proces tlakového lití zinku a jeho vlastnosti

Důvody pro použití slitin zinku

Vynikající odlévatelnost

Slitiny zinku jsou ceněny pro svou vynikající schopnost odlévání. Protože se zinek taví při nízké teplotě a má velkou tekutost, dokonale vyplňuje složité tvary forem. Proto jsou zinkové slitiny nejvhodnější pro přesné konstrukce, jako je tomu například u automobilových zinkových odlitků, kde je důležité dosáhnout konzistentních detailů a tvaru. Tenkostěnné profily a složité tvary, které jsou k dispozici s minimální pórovitostí, jsou velmi žádoucí při hromadné výrobě.

Vysoká úroveň přesného přiřazování

Díky zinkovým slitinám je pro výrobce velmi snadné dosáhnout přesných rozměrů. To má velký význam v průmyslových odvětvích, jako je automobilový průmysl a elektronika, protože komponenty by měly být přesné a téměř se nelišit. Protože zinkové tlakové odlitky obvykle nepotřebují dodatečné obrábění, snižují se výrobní náklady. Díky své stálosti pomáhají zinkové slitiny udržet vysokou kvalitu a spolehlivost výrobků v průběhu masivní výroby.

Vynikající povrchová úprava

Slitiny zinku jsou cenné, protože jejich vynikající povrchovou úpravu je možné získat přímo při lisování. Snížené nároky na dokončovací operace vyplývají z přirozené povrchové úpravy dílů. Leštění, lakování nebo chromování či niklování dílů ze zinkových slitin je snadné, takže dobře poslouží tam, kde je důležitý jak jejich vzhled, tak jejich funkčnost. Ve spotřebním zboží i v interiérech automobilů tento typ povrchové úpravy velmi prospívá věcem, jako jsou rukojeti a tlačítka.

Dobré vlastnosti pro mechanickou pevnost a houževnatost

Zinkové slitiny se vyznačují pevností, vysokou odolností proti ohýbání nebo lámání a omezenou tendencí ke kujnosti. Kovy s těmito vlastnostmi proto používáme všude tam, kde dochází k mechanickému namáhání nebo silnému opotřebení. Protože jsou odolné proti nárazu, jsou součásti ze slitin zinku pevné a mají dlouhou životnost. Protože jsou pevné, většina konstrukčních a pracovních dílů, jako jsou držáky, pouzdra a zámkové díly, je vyrobena z plastů.

Odolnost proti korozi

Protože se na nich tvoří vrstva oxidu zinečnatého, slitiny zinku snadno nekorodují. Ochranný účinek tohoto složení se zvyšuje, když se na něj nanesou povlaky nebo pokovení. Protože podmínky při montáži moderních vozidel zahrnují vlhkost, sůl a změny teplot, musí díly odolávat korozi. Protože zinkové slitiny vydrží tak dlouho, jsou oblíbené jak pro vnější, tak pro motorové součásti.

Snadno se taví a je poměrně účinný

Protože se zinkové slitiny taví již při teplotě 380 °C, spotřebují při zpracování méně energie než hliník nebo ocel. Protože se taví při nižší teplotě, způsobuje plast s vysokou teplotou tváření menší namáhání nástrojů, což udržuje zápustky a formy v provozu mnohem déle. Díky tomu může společnost vyrábět více, aniž by vynaložila velké náklady, a s postupem času, hlavně při velkovýrobě, využívá své zdroje efektivněji.

Problémy s používáním slitin zinku

Těžší než hliník

Přestože jsou slitiny zinku pevné, jsou hustší a těžší než například hliník a hořčík. Snížení hmotnosti je velmi důležité v leteckém průmyslu a u elektromobilů, což může být překážkou použitelnosti plastů. V mnoha případech hraje hmotnost pouze podružnou roli, s výjimkou plánování aplikací s velkým zatížením.

Špatné schopnosti při vysokých teplotách

Slitiny zinku byste neměli používat pro žádné aplikace, kde je provozní teplota vysoká. Jakmile teplota překročí 100 °C, zinek ztrácí pevnost a tvar. Z tohoto důvodu se zinkové slitiny obvykle nepoužívají v oblastech vozidla, kde vzniká teplo. Než konstruktéři vyberou zinek pro výrobu dílu, musí posoudit, jaké teplo v jeho okolí panuje.

Vytvoření nástrojů a zahájení výroby

Přestože je zinkové tlakové lití ekonomicky výhodné pro velké zakázky, počáteční investice do nástrojů potřebných pro tento proces je poměrně vysoká. Pokud chcete vyrábět pouze malý počet prototypů, není tato technologie nutná. Jakmile je však strojní vybavení připraveno, jsou náklady na jeden díl velmi přijatelné. Ti, kdo používají automobilové díly odlévané pod tlakem ze zinku, jsou schopni udržet náklady na nízké úrovni díky úsporám z rozsahu.

Možnost, že se věci vymknou kontrole.

Deformace způsobená konstantní silou nebo creepem je u zinkových slitin zřetelnější než u oceli nebo hliníku. V důsledku pravidelného namáhání nebo vysokých teplot se mohou díly vyrobené ze zinku po dlouhé době deformovat. Plánování této vlastnosti je pro konstruktéry důležité především v aplikacích, které musí přenášet zatížení.

Pohled na environmentální a vládní předpisy

Zinek lze zcela recyklovat, ačkoli na vzorce obsahující olovo nebo kadmium se nyní vztahují určitá ekologická omezení. I když jsou problémy s dnešními slitinami vyřešeny, výrobci musí při jejich používání v EU nebo na světových trzích stále dodržovat směrnice RoHS a REACH. Aby byly šetrnější k životnímu prostředí, je třeba vyvinout zvláštní úsilí pro manipulaci a recyklaci.

Odlévání zinku se používá v automobilech

Konstrukční konzoly

Kvalitní držáky a podpěry se montují pomocí zinkového tlakového lití ve vozidlech. Všechny tyto komponenty nesou přístrojové desky, systémy řízení a jednotky HVAC. Protože jsou zinkové slitiny pevné a stabilní, nejlépe fungují v dílech vystavených mnoha nárazům a vibracím.

Zabezpečení zámku dveří

Zinkové odlitky se často používají k výrobě dveřních zámků, západek a pohonů. Musí být odolné, mít přesný výkon a odolávat opotřebení. Protože zinek lze opracovat do tvarů, které odpovídají těsným tolerancím s hladkým povrchem, poskytuje spolehlivý výkon po dlouhou dobu.

Rukojeti a ovládací prvky uvnitř

Slitiny zinku jsou standardem pro kliky, knoflíky a obložení v kuchyních a koupelnách. Všechny použité díly by měly být atraktivní a odolné. Vzhledem k tomu, že zinkové odlitky mají potřebné vlastnosti, mohou být pokoveny chromem nebo niklem pro atraktivní, strukturovaný vzhled.

Pouzdra pro elektroniku a senzory

Velký počet součástí krytu snímače a skříně řídicí jednotky je odlit ze zinku. Díky zinku je ochrana proti elektromagnetickému rušení spolehlivá a citlivé elektronické výrobky jsou chráněny před prachem a vlhkostí. Součástí jsou také závity a pokročilé funkce.

Součásti pod kapotou

V mnoha případech najdete v motorovém prostoru vozidla díly odlité pod tlakem ze zinku jako víčka palivových nádrží, ventily a montážní základny. Částice v elektronickém materiálu nesmí korodovat, musí odolávat určitému teplu a snášet namáhání, což zinkové slitiny dobře zvládají.

Bezpečnostní mechanismy

Kotvy bezpečnostních pásů a zajišťovací prvky jsou pevné a přesné díky vlastnostem zinku. Spolehlivost zinku spočívá mimo jiné v tom, že tyto součásti musí projít náročnými bezpečnostními kontrolami a po určitou dobu fungovat bez poruch.

Obsah systému HVAC

Pohyb vzduchu a pohony v automobilové vzduchotechnice se vyrábějí pomocí zinkového tlakového lití. Konzistence odlitku ze zinku zajišťuje přesnost uložení i spolehlivý pohyb.

Vnější povrchová úprava

Zinek je oblíbeným materiálem pro výrobu loga, jmenovek a vnějších obložení vozidel metodou tlakového lití. Sochaři musí tyto díly vyrobit detailně propracované a navržené tak, aby odolávaly povětrnostním vlivům. Ostré tvary lze snadno vyrobit ze zinku s použitím povrchových úprav, které vypadají dobře po dlouhou dobu.

Zinkové tlakové lití automobilových dílů Konstrukční faktory

Při výrobě dílů pro tlakové lití zinku musí konstruktéři zohlednit mnoho faktorů, aby byl proces úspěšný.

• Vytvoření všech stěn stejné tloušťky pomáhá zabránit deformacím a vede k lepšímu pohybu roztaveného kovu.
• Díky tažným úhlům je vyjmutí dílů z formy snadné.
• Při konstrukci se nepoužívají ostré rohy, aby se zabránilo vysokému namáhání a zvýšila se životnost dílu.
• Tolerance lze držet velmi pevně, ale vyžaduje to pečlivé nástroje a důkladný kontrolní proces.

Při tváření dílů pro automobily jsou tyto konstrukční koncepce nezbytné, protože díly musí odolávat náročným mechanickým a tepelným podmínkám.

Konstrukce a výroba zinkových nástrojů a forem

Při použití tlakového zinkového odlitku jsou zásadní správně zvolené nástroje. Vzhledem k tomu, že výroba zahrnuje velký fyzický tlak, musí být forma navržena tak, aby dobře vydržela každý cyklus. Často se volí ocelové materiály forem, protože by měly dobře odolávat teplu i opotřebení.

Manipulace s nástroji stojí hodně peněz, což je však ospravedlněno jejich dlouhou životností a vysokou produktivitou. Kvalitní nástroje vedou ke zlepšení klasických vlastností součástí vyrobených ze slitin autozinku.

Povrchová úprava a pozdější zpracování

Mnoho dílů vyrobených ze zinku vyžaduje řadu dokončovacích operací, aby se zlepšil jejich vzhled, korozní odolnost a funkčnost. Obvyklé kroky jsou:

• Ořezávání, vyhlazování a dokonce i broušení
• Tryskání nebo bubnování je užitečný ruční postup.
• Reaktivita na obrázku 2 se pohybuje od pokovovacích prvků, zinku, chromu a niklu až po nikl.
• Práškové lakování nebo lakování

U všech součástí, které jsou vidět nebo se jich dotýkáme, jako jsou díly pod kapotou, kvalita povrchu skutečně utváří názor zákazníků na vozidlo. Následným zpracováním se u tlakových odlitků ze zinkových slitin pro automobily dosáhne požadované kvality tvaru a funkce.

Testování, jak dlouho výrobek funguje

Každý díl vyrobený ze zinku při tlakovém lití v automobilovém průmyslu je pečlivě zkoumán z hlediska jeho výkonnosti a životnosti. Obvykle se provádějí tyto zkoušky:

• Testování v prostředí solné mlhy
• Testování strojů mechanickým namáháním
• Uvádění baterie do různých teplot
• Personál je podroben únavovým zkouškám.

Protože jsou zinkové slitiny houževnaté, jsou rafinované díly z tlakového lití konstruovány tak, aby bezchybně fungovaly při vysokých i nízkých teplotách a v prostředí, které přichází do styku s chemikáliemi.

Přínosy pro přírodu a hospodářství

Tlakové lití zinku probíhá v rámci technických limitů a zároveň chrání životní prostředí. Zinek je skvěle recyklovatelný, protože neztrácí žádné své vlastnosti. Odpad z výroby zinku má ziskový potenciál a zinek lze zpracovávat s menší spotřebou energie než většinu ostatních kovů.

Ušetří se peníze i odpad, protože komponenty není třeba téměř dále opracovávat. Na rozdíl od jiných způsobů nabízí tlakové lití zinkových automobilových dílů výrobcům efektivní úsporu výdajů i času na výrobu jednoho dílu.

Zlepšení v oblasti tlakového lití zinku

Nejnovější pokroky v oblasti materiálů a procesních technologií rozšiřují možnosti zinkového tlakového lití. Inovace zahrnují:

• Slitiny s vynikající tekutostí, které podporují vytváření tenčích dílů a detailnějších forem.
• Výrobní systémy, které pracují bez personálu a poskytují stejné výsledky.
• Senzory a elektronika jsou umístěny v zinkovém pouzdře.

Tato zlepšení pomáhají k širšímu uplatnění tlakového lití slitin zinku v automobilové elektronice, dílech elektrických vozidel a lehkých konstrukcích.

Výzvy spojené s tlakovým litím zinku v automobilovém průmyslu

Při tlakovém lití zinku je však třeba se vypořádat s několika problémy.

• Společnost MAG potřebuje pokrýt vysoké náklady na nástroje tím, že vyrábí mnoho položek ze stejné formy.
• Vzhledem k tomu, že hmotnost je mnohem vyšší než hmotnost hliníku, používá se titan většinou tam, kde je důležitá malá hmotnost.
• Podmínky v motoru ztěžují používání elektroniky.

Volba zinkového tlakového lití pro automobilové díly vyžaduje, aby výrobci zvážili jeho omezení spolu s jeho výhodami pro danou aplikaci.

Způsoby kontroly a zajištění kvality

Dobré kvality u zinkových tlakových odlitků se dosahuje sledováním všech klíčových kroků a prováděním úplných kontrol. Důležité způsoby, jak toho dosáhnout, jsou:

• Použití rentgenových paprsků k nalezení uzavřených buněk uvnitř.
• CMM se používá k potvrzení velikosti výrobků.
• Je třeba provést vizuální a hmatovou kontrolu povrchu.
• Stimulace napětí prostřednictvím tvrdosti a deformace prostřednictvím pevnosti v tahu.

Disciplína v oblasti kontroly kvality pomáhá dodavatelům "tlakového lití zinkových automobilových dílů" plnit požadavky výrobců originálního vybavení a udržovat všechny požadované certifikace.

Tlakové lití zinku a výhled automobilového průmyslu

Přechod automobilového průmyslu na elektromobily a pokročilé, dobře propojené systémy je pro zinkové tlakové lití dobrou předzvěstí. Kombinace pevnosti, přesnosti a vodivosti zinku podpoří výrobu krytů snímačů, řídicích jednotek a konektorů.

Díky novým slitinám a vývoji odlitků se výkonnost tlakového lití zinkových slitin pro automobily bude zvyšovat a bude držet krok s měnícím se automobilovým průmyslem.

Závěr

Zinek tlakové lití je zásadní pro způsob, jakým se dnes vyrábějí automobily. Mnoho dílů vozidel se vyrábí kompozitní technologií pro jejich skvělé mechanické vlastnosti, nižší náklady a snadnou konstrukci. Tento proces umožňuje výrobu mnoha dílů, které všechny splňují přísná pravidla kvality, bezpečnosti a výkonu. Efektivní výroba spolehlivých a přesných součástí je umožněna konstruktérům i výrobcům prostřednictvím zinkového lití automobilových dílů. Zinkové tlakové lití se ukázalo jako užitečné jak pro venkovní hardware, tak pro vnitřní díly a základní podpěry. Poptávka po inovativních, vyvážených a efektivních vozidlech tlačí na růst tlakového lití zinkových automobilových dílů. Kombinace minulých a současných technik činí tlakové lití automobilových zinkových slitin důležitým pro budoucí konstrukce vozidel.

Nejčastější dotazy 

1. Jaké automobilové procesy usnadňuje zinkové tlakové lití?

Automatizované závody používají zinkové tlakové lití k výrobě přesných a odolných dílů, jako jsou dveřní zámky, držáky, vnitřní kliky a kryty pro senzory. Je pevný, nepodléhá snadno korozi a poskytuje dobrý povrch pro aplikace, které vyžadují pevnost nebo prezentaci.

2. Proč výrobci tlakových odlitků zvolili jako hlavní materiál zinek namísto alternativních materiálů?

Zinek dobře teče, lze jej chladit, aniž by praskal, a hodí se pro použití malých detailů v navrženém dílu. Ze zinku lze vyrobit velmi detailní díly, a protože je zapotřebí mnoho dílů, je tento postup pro velkoobjemové práce levnější než použití hliníku nebo hořčíku.

3. Lze bezpečně použít zinkové tlakové odlitky v součástech, které mají odolávat rizikům?

Ano. Vynikající mechanické a nárazové vlastnosti zinkových slitin umožňují jejich použití v důležitých bezpečnostních systémech, včetně kotev bezpečnostních pásů a zámků, pokud jsou správně vyrobeny a zkontrolovány.

4. Najdete zinkové tlakové odlitky používané na součástech motoru?

Přesto s ním teď některé věci nelze dělat. V motorovém prostoru udržuje zinek díly, jako jsou palivové komponenty a spojovací prvky, spolehlivě v mírném horku, ale není dostatečně odolný pro použití s parními díly motoru.

5. Jsou zinkové odlitky šetrné k životnímu prostředí?

Zinek lze recyklovat vcelku a při jeho zpracování se spotřebuje mnohem méně energie než u mnoha jiných kovů. To, co zbyde po odlévání při výrobě automobilů, lze znovu použít, což je důležité pro udržitelnost.