Støping i sink vs. støping i aluminium: Fordeler og ulemper

Trykkstøping har også vært en levedyktig og allsidig prosess i produksjonssektoren for produksjon av metallprodukter med høy presisjon. Aluminium og sink er blant de vanligste legeringene for trykkstøping. Hvis du antar at du er engasjert i produksjon av et produkt, prosjektering eller lokalisering av ingrediensene, må du innse forskjellen mellom støping av sink og støping av aluminium.

Guiden hjelper produsenter med å velge den mest hensiktsmessige legeringen for prosjektet, enten det dreier seg om bildeler, elektronikk eller forbruksvarer. Støping er en prosess der varmt, smeltet metall helles i en form under høyt trykk for å produsere intrikate former med høy overflatefinish. Både sink og trykkstøping av aluminium har sine egne fordeler og ulemper.

Vi gir deg også grundige sammenligninger, en tabellarisk oversikt og profesjonelle kommentarer som hjelper deg med å ta en informert beslutning. Til slutt vil du tydelig forstå forskjellen mellom trykkstøping av sink og trykkstøping av aluminium, og når du bør bruke en av dem. La oss se nærmere på de viktigste faktorene.

Hva er pressstøping? En rask oversikt

Det er viktig å forstå støpeprosessen før man sammenligner sinkstøping og aluminiumstøping. Pressstøping er en prosess der smeltet metall presses inn i et formhulrom under høyt trykk (1 000 til 20 000 psi). Formen eller matrisen av herdet stål kan vanligvis produsere tusenvis av like deler med små toleranser.

Typer pressstøping

Varmkammerstøping

 Den brukes i metaller med lavt smeltepunkt, for eksempel sink. Injeksjonssystemet dyppes i smeltet metall.

Støping i kaldt kammer

Det er best når metallet har en høyere smeltetemperatur, for eksempel aluminium. Lading av smeltet metall inn i kammeret gjøres for å forhindre skade på maskinen.

Den er foretrukket for sin hastighet, nøyaktighet og evne til å skape komplekse design uten omfattende etterbehandling. Nå skal vi sammenligne de to stjernelegeringene sink og aluminium.

Primære egenskaper ved pressstøping av sink og aluminium

Valget mellom trykkstøping i sink og aluminium reduseres ofte til materialegenskaper. Sink (og er ofte legert som Zamak) og aluminium (som ADC12 eller A380) har ikke samme styrke, vekt, korrosjonsbestandighet osv.

Styrke og holdbarhet

Sinklegeringer har stor slagfasthet og duktilitet. De tåler store påkjenninger uten å gå i stykker, noe som gjør dem egnet for komponenter som skal bøyes eller formes etter støping. Aluminiumslegeringer, er derimot overlegne når det gjelder strekkfasthet og hardhet, særlig i konstruksjoner.

Vekt og tetthet

Sammenlignet med sink, som har en tetthet på 6,6 g/cm 3, er aluminium lettere (d = 2,7 g/cm 3). Dette bidrar til at aluminium brukes i industrier som krever lav vekt, for eksempel romfartsindustrien.

Smeltepunkt og støpbarhet

Sink smelter ved ca. 380-390 °C, noe som gjør at varmkammermaskiner kan kjøre raskere. Aluminium smelter kun ved 660 °C, noe som betyr at kaldkammerprosesser kan forsinke produksjonen, men gjør det mulig å produsere tynnere vegger.

Motstandsdyktighet mot korrosjon

Begge har god bestandighet, men aluminium fungerer bedre under tøffe forhold fordi det naturlig danner et beskyttende oksidbelegg. Utendørs bruk av sink krever belegg.

Fordeler med pressstøping av sink

Allsidigheten til trykkstøping i sink har gjort det til et pålitelig alternativ i mer enn hundre år. Det er derfor produsentene er så glade i det:

Enestående dimensjonsnøyaktighet

Sink forblir intakt ned til 0,05 mm eller mindre, noe som eliminerer behovet for sekundær maskinering. Produsenten kan oppnå ekstrem dimensjonsnøyaktighet med støpeformer av sink.

Høy finish

Selve råmaterialet har en finish av høy kvalitet. Delene fremstår rene og trenger ofte ikke ytterligere polering før de blir belagt eller lakkert.

Forlenget levetid for verktøyet

Sink smelter lett, slik at formene slites mindre, noe som gir lavere verktøykostnader på lang sikt. Produktene er korrosjons- og slitesterke, noe som gir lengre levetid.

Rask produksjonshastighet

Det smeltede materialet størkner i løpet av 15-30 sekunder. Det gjør sinkstøping egnet for høyvolumproduksjon. Storindustrien bruker det for å forbedre og øke produksjonen.

Rimelig pris for små komponenter

Sink er ideelt for komplekse, små deler som låser, tannhjul og maskinvare. Men for vektfølsomme bruksområder kan sink være mindre ønskelig på grunn av sin større tetthet. Eksempler på standardlegeringer er Zamak 3 (generell bruk) og Zamak 5 (høyere styrke).

Bruksområder

I andre bransjer, for eksempel bilindustrien, brukes sink i dørhåndtak og braketter. Innen elektronikk foretrekkes sink i forbindelse med tilkoblinger fordi det kan skjerme mot EMI.

Fordelene med pressstøping av aluminium

Når det gjelder større og strukturelle komponenter, er trykkstøping av aluminium ledende. Fordelene er blant annet

Lett og sterk

Aluminiumskomponenter kan redusere produktets totalvekt med 50 prosent sammenlignet med stål eller sink. Aluminium er lett, men sterkt. Det gjør pressstøping av aluminium ideelt for produksjon av produkter som egner seg til bruksområder med høy styrke.  

Utmerket korrosjonsbestandighet

I de fleste tilfeller trenger det ikke ytterligere overflatebehandling, noe som er tids- og pengebesparende. Produktene som er laget av støpt aluminium har lengre levetid og forblir intakte.

God termisk og elektrisk ledningsevne

Aluminiums evne til å lede strøm og varme gjør det ideelt for en lang rekke bruksområder. Det er perfekt til bruk i kjøleribber, motorblokker og elektriske hus.

Resirkulerbarhet

Aluminiumstøpeprosessen er best på grunn av den høye resirkulerbarheten - 100 prosent resirkulering av aluminium, i tråd med trendene for bærekraftig produksjon.

Tynnveggskapasitet

Aluminiumstøping kan produsere vegger så tynne som 0,5 mm, noe som muliggjør komplekse konstruksjoner.

Ulemper

• Aluminium er mindre kostnadseffektivt og mer utfordrende å bearbeide.
• Støpbarhet og styrkebalanse er avgjørende for legeringer som A380.
• Aluminium brukes i rammer og beslag i romfartsindustrien.
• Det brukes for å gjøre kabinettet til bærbare datamaskiner i forbrukerelektronikk lettere og mer holdbart.

Motsetninger og ulemper

Ikke noe materiale er perfekt. Når det gjelder sinkstøping sammenlignet med støping av aluminium, er dette ulempene:

Begrensninger for pressstøping av sink

• Sink er tyngre og har et lavere smeltepunkt.
• Den kan derfor ikke brukes ved høye temperaturer.
• Den vil krype eller deformeres under kontinuerlig belastning.

Begrensninger for støping av aluminium

• Porøsitet er farlig; det er sprøtt og mer komplekst å smelte.
• Derfor kreves det mer energi for å produsere den, noe som gjør den dyrere.
• Miljøfaktorer påvirker dem.
• Sinkutvinning er kanskje intensivt, og aluminiumsproduksjon slipper ut mer CO2, men resirkulering eliminerer dette.

Sammenligning av kostnader: Pressstøping av sink vs. pressstøping av aluminium

En viktig faktor i sinkformen kontra trykkstøping av aluminium er kostnadene. Råmaterialene er vanligvis billigere, for eksempel sink (2-3/kg) sammenlignet med aluminium (2-4/kg), men verktøy og produksjon er annerledes.

Verktøykostnader

Sinkbakker holder lenger (opptil 1 million skudd), og de koster $5 000-50 000. Aluminiumsbakker er tilsvarende, men slites raskere (100 000-500 000 skudd).

Produksjonskostnader

Sink har kortere sykluser og minimerer kostnadene per del ved høye volumer. Prisen på aluminium kan øke med 20-30 prosent på grunn av høyere energikostnader.

Totale besparelser

Sink er best egnet for små serier (mindre enn 10 000 deler). Aluminiums holdbarhet er tydelig i store, lette deler.

Programmer: Hvor hver av dem briljerer

Valget mellom trykkstøping i sink og trykkstøping i aluminium avhenger av sluttbruken.

Bruksområder for pressstøping av sink

Bruken av trykkstøping av sink i ulike bransjer er som følger:

• I bilindustrien brukes sinkstøping til å produsere forgasserhus og drivstoffpumper.
• I elektroindustrien brukes sinkstøpegods til montering og kobling.
• Maskinvareprodusenter bruker det til å lage låser og hengsler.
• Overflatefinishen på det trykkstøpte sinkproduktet gjør det mer estetisk tiltalende. Disse produktene kan brukes i dekorative produkter.

Bruksområder for pressstøping av aluminium

Ulike bransjer bruker trykkstøping av aluminium som en primær produksjonsprosess for å fremstille produkter.

• Aluminiumstøping er ideelt for produksjon av girkasser og motorblokker i bilindustrien.
• Ulike komponenter i luftfartsindustrien er laget av støpt aluminium.
• LED-hus og datakomponenter i elektronikk lages ved hjelp av pressstøping i aluminium.
• I denne prosessen lages det pumper og ventiler.
• Styrken til aluminium er passende for lastbæring.
• Batterihusene i elbiler er laget av aluminium for å spare vekt, og flere miniatyrkontakter er laget av sink.

Forskjeller i produksjonsprosessen

Produksjon av støpegods i sink vs. støpegods i aluminium prosessene er litt forskjellige:

• Forberedelse: Begge begynner med en legeringssmelting.
• Injeksjon: Varmt kammer brukes i sink, kaldt kammer brukes i aluminium.
• Avkjøling og utstøting: Sink kjøles ned raskere.
• Begge kan imidlertid etterbehandles maskinelt, men sink er enklere.

Kvalitetskontrollen omfatter blant annet undersøkelse av porøsitet (gassinneslutning) og sammentrekning. Komplekse prosesser som vakuumstøping minimerer feil i aluminium.

Etterbehandling og etterbehandling av overflater

Funksjonalitet og stil forbedres gjennom etterbehandling.

• I etterbehandling av sinkstøping, en utmerket finish på et speil (krom, nikkel) oppnås ved galvanisering. Pulverlakkering er standard.
• Mens i trykkstøping av aluminium, farge og beskyttelse oppnås gjennom anodisering, estetikk gjennom lakkering.

Bærekraft og miljøledelse

I dagens produksjon spiller bærekraft en viktig rolle. Miljøeffektene av sinkstøping og aluminiumstøping er forskjellige.

• Støping av sink: Dette er ikke bare resirkulerbart i sin helhet, men det utvinnes også ved hjelp av tungmetaller. Energi til smelting er lavere.
• Pressstøping av aluminium: Det går med mye energi i begynnelsen, men 95 prosent av energien går med til resirkulering. Det er uendelig resirkulerbart.
• De to er i tråd med RoHS-standardene. Bruk leverandører som er sertifisert i henhold til ISO 14001 for miljøvennlig praksis.

Hva er best? Sink eller aluminium? Et rammeverk for beslutninger

Spør om du skal velge mellom trykkstøping i sink eller aluminium:

• Er vekt en prioritet? Produsenten må gå for aluminium.
• Trenger du høy styrke i små deler? Trykkstøping av sink er den beste løsningen.
• Budsjettbegrensninger? Produsenten kan bruke pressstøping i sink for å få lavere startkostnader.
• Når det er behov for høye temperaturtoleranser, er trykkstøpte aluminiumsprodukter ideelle.

Den produsenter av trykkstøping må:

• Spesifiser behovet for deler (størrelse og styrke)
• Evaluer produksjonsvolumene
• Ta hensyn til miljøfaktorene
• Innhent prøver fra produsentene
• Sammenlign tilbud

Etter å ha vurdert alle disse faktorene kan kjøperen ta en informert beslutning. Bruk av sinkstøping eller aluminiumstøping er en helt applikasjonsspesifikk beslutning. Bruken av produktet avhenger av valget av begge materialene.

De beste produsentene av støpegods i sink og aluminium

Kina er ledende innen pressstøping. Topp selskaper inkluderer:

• GC Precision Mold Co, Ltd.: Alloys spesialiserer seg på begge deler.
• Pressstøpegods Kina: Tilfører sink og aluminium.
• TheDiecasting.com: Spesialiserer seg på spesialtilpassede jobber.

Sjekk for å finne IATF 16949-kvalitetssertifiseringen i bilindustrien.

Fremtidige trender innen pressstøping

I bransjen er det en endring i:

• Legeringsinnovasjoner: Sink-aluminium-legeringer.
• Robotisering: AI i deteksjon av defekter.
• Bærekraft: Smøremidler laget av biobaserte produkter.
• Elbiler kan øke etterspørselen etter aluminium med 20 prosent innen 2030.

Konklusjon

Pressstøping av sink og aluminiumsstøping har begge klare fordeler og ulemper. Sink egner seg best til små, intrikate deler som er svært presise, har en delikat finish og kan produseres raskt og til en lav kostnad. Det er effektivt i store produksjonsvolumer der tetthet er avgjørende.

Aluminium er på sin side bedre egnet til lettvekts- og konstruksjonsformål, samt til bruk ved høye temperaturer. Forholdet mellom vekt og styrke, korrosjonsbestandigheten og resirkulerbarheten har gjort det til et foretrukket materiale i bil-, romfarts- og elektronikkindustrien.

Det riktige valget vil avhenge av emnestørrelse, belastning, arbeidsforhold, produksjonskapasitet og budsjett. En kritisk evaluering av disse parameterne vil gjøre det mulig for produksjonsbedrifter å velge den legeringen som gir den ideelle ytelsen, kostnaden og påliteligheten i det lange løp.