Kallkammare eller varmkammare? Vilken tryckgjutningsmaskin passar för applikationen?
Kallkammare och varmkammare är två grundläggande metoder för tryckgjutning. Skillnaden ligger främst i hur det flytande metallen kommer till gjutningsenheten. I praktiken avgör denna konstruktiva uppdelning vilka material som är lämpliga, cykeltiden, tillbehör och slutligen även vilken tryckgjutningsmaskin som är lämplig för en viss produktion.
Vad är skillnaden mellan kammare- och varmkammarsprutgjutning?
Vid varmkammarsprutgjutning står gjutningsenheten i direkt kontakt med det flytande metallen i ugnen. Gjutkammaren kan efter en gjutning åter fyllas med smälta utan att metallen behöver transporteras separat till maskinen. Förfarandet används framför allt för zink och vissa magnesiumlegeringar .
Vid kallkammarsprutgjutning tillförs smältan däremot utanför gjutaggregatet och doseras in i gjutkammaren för varje gjutning. Denna metod är särskilt lämplig för aluminiumtryckgjutning .
Den avgörande skillnaden ligger före själva gjutningsprocessen
Tryckgjutning följer i utgångspunkten alltid samma grundprincip: Flytande metall hälls in i en sluten, metallisk permanentform, stelnar där och tas sedan ut som ett gjutstycke. Höga formfyllningshastigheter och höga tryck gör processen särskilt intressant för precisa, tunnväggiga och i stora antal tillverkade komponenter.
Kallkammare och varmkammare skiljer sig därför mindre åt i målet än i vägen dit. Den avgörande frågan är: Var befinner sig smältan och hur transporteras den till gjutkammaren?
Korta avstånd mellan smältan och tryckgjutningsformen
Vid varmkammarmetoden befinner sig gjutkammaren direkt i respektive vid det uppvärmda metallbadet. När gjutkolven dras tillbaka efter en gjutning kan flytande metall återigen tränga in i gjutområdet. Vid nästa gjutning pressas smältan via gjututrustningen och munstycket in i den stängda tryckgjutningsformen.
Den separata transporten av en metallportion från en extern ugn till en horisontellt placerad gjutkammare behövs inte längre. Detta minskar stilleståndstiderna. Varmkammarmaskiner kan därför uppnå mycket korta produktionscykler, särskilt vid lämpliga material och stora styckantal.
Det klassiska användningsområdet är zinktryckgjutning. Även vissa magnesiumlegeringar kan bearbetas på för detta ändamål utformade varmkammarmaskiner.
Aktuellt tillgängliga maskiner hittar du hos FISS under begagnade varmkammarsprutgjutningsmaskiner .
Separat smältmatning för aluminium och stora gjutceller
I en kammargjutningsmaskin för kallgjutning är de viktigaste komponenterna i gjutningsenheten placerade utanför smältan. Metallen smälts i en separat ugn eller hålls varm och förs därefter in i gjutkammaren för varje gjutcykel. Doseringen kan till exempel ske via en doseringsanordning.
Doseringen kan till exempel ske via en doseringsugn , en metaldoseringsenhet eller en annan automatiserad matningsanordning. Därefter förflyttar gjutkolven den smältan genom gjutsystemet in i den slutna formen.
Denna maskinprincip är särskilt viktig vid aluminiumtryckgjutning. Kallkammarinstallationer ingår ofta i omfattande automatiserade tryckgjutningsceller, där huvudmaskin, metalltillförsel, formsprutning, uttag, tempereringssystem och efterbearbetning är samordnade.
Passande anläggningar hittar du under begagnade kammarsprutgjutningsmaskiner .
Kallkammare och varmkammare i korthet
| Kriterium | Varmkammare | Kallkammare |
|---|---|---|
| Gjutningsenhet | Står i direkt förbindelse med det flytande metallen i ugnssystemet . | Befinner sig utanför smältan. |
| Metalltillförsel | Gjutkammaren kan åter fyllas från metallbadet. | Metall doseras separat in i gjutkammaren för varje gjutning . |
| Typiska material | Framför allt zink, dessutom vissa magnesiumlegeringar samt lätsmälta legeringar. | Framför allt aluminium, dessutom beroende på processen magnesium, koppar och andra lämpliga legeringar. |
| Cykelstid | Tenderar att vara kortare eftersom ingen separat metallöverföring till gjutkammaren krävs. | Ett extra processteg på grund av doseringen av den smälta metallen. |
| Typisk kringutrustning | Ugn/gjutbehållare, sprutteknik, uttag, temperering, transport- och separeringsteknik. | Doseringsugn eller metalldosering, sprutanläggning, robotar, temperering, kylning och ofta avgradningspress. |
| Typisk produktionsmiljö | Högtaktad serietillverkning, särskilt inom zinktryckgjutning. | Aluminiumtryckgjutningsceller, från enskilda maskiner till helt automatiserade tillverkningsceller. |
Vilket material bearbetas med vilken metod?
I många projekt kan den första inriktningen redan härledas från materialet. Trots detta bör en legering inte endast bedömas utifrån sin grundmetall. Sammansättning, bearbetningstemperatur, komponent och produktionsprocess måste beaktas sammantaget.
Det viktigaste användningsområdet för industriell kallkammarsprutgjutning.
Mycket väl lämpad för snabbtaktad serieproduktion i varmkammare .
Beroende på legering, komponent och process är både varm- och kallkammarlösningar möjliga.
För lämpliga kopparlegeringar kan man använda sig av kallkammarmetoden.
Båda metoderna kräver mer än bara en gjutningsenhet
Oavsett metod består en tryckgjutningsmaskin i princip av två centrala funktionsområden: Formstängningsenhet och gjutningsenhet.
Formstängningsenheten öppnar och stänger tryckgjutningsformen och måste hålla den tillförlitligt stängd under hela gjutningsprocessen . Gjutningsenheten matar det flytande metallen med den nödvändiga hastigheten in i formen och bygger upp det tryck som krävs för processen.
Därtill kommer bland annat utkastarenheten, kärndragarna, maskinens drivsystem och styrsystemet. I en verklig produktionscell utökas detta system ofta med formsprutningsteknik, robotar, temperaturreglering, metalltillförsel, transportteknik och efterbearbetning.
Motsvarande komponenter hittar du hos FISS även inom området automatisering för kallkammarsprutgjutning och automatisering för varmkammarpressgjutning .
Praktiskt exempel på en varmkammare-tryckgjutningsmaskin
Tekniska principskisser förklarar processen. En titt på verkliga begagnade maskiner visar dessutom hur denna teknik tillämpas i en industriell anläggning.
Rätt ordning: först processen, sedan den konkreta maskinen
En vanlig genväg vid sökning efter begagnade maskiner är: att fastställa önskad stängningskraft och därefter söka efter en lämplig modell. För ett hållbart tekniskt val räcker det inte med detta.
Fastställa material och process
Aluminium leder vanligtvis till kammarkonformning, zink oftast till varmkammarkonformning. När det gäller magnesium måste det specifika förfarandet granskas närmare.
Kontrollera komponent och formverktyg
Gjutvikt, projicerad yta, verktygsmått, väggtjocklekar och kvalitetskrav är avgörande för den tekniska utformningen.
Justera maskinparametrarna
Först nu utvärderas stängningskraft, gjutningsenhet, verktygsutrymme, plattstorlek, pelaravstånd, styrsystem och övriga maskindata.
Betrakta hela tryckgjutningscellen
Metalltillförsel, sprutning, uttagning, temperaturreglering, kylning, transportteknik och avgradning avgör tillsammans om en maskin kan integreras produktivt.
Vad bör man tänka på vid köp av en begagnad tryckgjutningsmaskin?
När man har fastställt vilken metod som är lämplig börjar den egentliga utvärderingen av maskinen. Tillverkare och tillverkningsår ger visserligen en första indikation, men säger i sig inte mycket om huruvida en anläggning är lämplig för den planerade produktionen.
- Lämplig stängningskraft för komponent och verktyg
- Gjutaggregat, skottvikt och utformning av gjutkammaren
- Verktygets mått, plattstorlek och tillgängligt verktygsutrymme
- Skick på stängningsenhet, hydraulik och gjutaggregat
- Styrsystem, programvaruversion och gränssnitt
- Utstötnings- och kärnuttagsteknik
- Ugn, dosering och metalltillförsel
- Formsprutning, uttagning, temperaturreglering och avgradning
- Dokumentation och känd underhålls- eller renoveringshistorik
- Villkor för demontering, transport och återupptagning i drift
Särskilt när det gäller större kylrum lönar det sig att titta på helhetssystemet. En huvudmaskin kan vara tekniskt lämplig, men ändå bli ekonomiskt oattraktiv om avgörande tillbehör saknas eller om befintliga komponenter inte passar den avsedda produktionen.
Här får du en översikt över de begagnade tryckgjutningsmaskiner hittar du direkt hos FISS.
Tre typiska utgångssituationer
Aluminiumhöljen i industriell serieproduktion
För aluminium leder valet vanligtvis till kallkammarsmetoden. Därefter måste form, stängningskraft, gjutaggregat, skottvikt och nödvändig automatisering fastställas.
Zinkkomponenter i stora serier
För klassiska zinkpressgjutna delar är det varmkammarmetoden ofta den självklara lösningen. Den direkta kopplingen till smältan möjliggör korta processvägar och höga produktionshastigheter.
Befintlig form ska fortsätta att användas
Då räcker det inte med att bara skilja mellan varmkammare och kallkammare. Formens mått, stängningskraft, gjutningsenhet, gränssnitt och kringutrustning måste anpassas till en specifik begagnad maskin.
Materialvalet anger riktningen – tillämpningen avgör
Den tekniska skillnaden mellan kallkammare och varmkammare kan förklaras tydligt: I varmkammarmaskiner står gjutaggregatet i direkt kontakt med smältan. Vid kallkammarmetoden tillförs metallen utanför gjutningsenheten och doseras separat för varje skott.
Detta ger upphov till typiska användningsområden: Aluminium bearbetas huvudsakligen med kammarmetoden, zink huvudsakligen med varmkammarmetoden. Magnesium kan, beroende på legering och process, bearbetas med båda maskinprinciperna.
Vid valet av en specifik begagnad tryckgjutningsmaskin är denna indelning dock bara en utgångspunkt. Det avgörande är alltid, om maskinen, verktyget, gjutaggregatet och automatiseringen som ett sammanhängande system passar den planerade produktionen.
Frågor om kammare- och varmkammarsprutgjutning
Vad är den största skillnaden mellan kallkammare och varmkammare?
Vid varmkammarmetoden är gjutningsenheten direkt ansluten till smältan. Vid kallkammarmetoden tillförs det flytande metallen separat och doseras in i gjutkammaren för varje gjutcykel.
Gjuts aluminium med kallkammare- eller varmkammarmetoden?
Aluminium bearbetas vid industriell pressgjutning vanligtvis med kammare-pressgjutningsmaskiner. Den smälta aluminiumsmältan tillförs utanför gjutningsenheten och doseras därefter.
Vilket förfarande används för zinktryckgjutning?
Zinktryckgjutning utförs huvudsakligen med varmkammarsmetoden . Gjutaggregatet står i direkt förbindelse med den smälta, vilket möjliggör särskilt korta processvägar.
Kan magnesium gjutas både varmt och kallt?
Ja. Beroende på legering, komponent och tillverkningsprocess kan både varmkammars- och kallkammarsmaskiner användas för magnesium.
Är varmkammarsprutgjutning alltid snabbare?
Varmkammareprincipen minskar behovet av separat metalloverföring och möjliggör därför i princip kortare stilleståndstider. Den faktiska cykeltiden beror dock dessutom på komponent, verktyg, stelning, sprutprocess, uttagning och automatisering.
Räcker stängningskraften för att välja en tryckgjutningsmaskin?
Nej. Dessutom måste bland annat gjutaggregatet, gjutvikten, verktygets mått, verktygsutrymmet, plattstorleken, styrsystemet, kringutrustningen och det tekniska tillståndet passa den avsedda produktionen.
Vad gör man om FISS för närvarande inte har någon lämplig maskin listad?
I så fall kan FISS göra en målinriktad sökning efter en maskin. Därvid definieras tekniska krav, önskad maskintyp, tillverkare och projektperiod som sökprofil.
Du känner till tillämpningen – FISS letar upp den passande maskinen.
Om det för närvarande inte finns någon lämplig tryckgjutningsmaskin i lager kan FISS riktat söka efter passande begagnade maskiner och kompletta tryckgjutningsceller. Ju mer exakta uppgifterna om material, verktyg och produktionskrav är, desto mer precist kan det tekniska urvalet begränsas.
Källa
Bührig-Polaczek, A.; Michaeli, W.; Spur, G. (red.): Handbuch Urformen, Carl Hanser Verlag, Kapitel 1.6.4 „Tryckgjutning“.
