Dari blok mesin hingga gagang pintu, die casting adalah teknik produksi logam yang cepat, akurat, dan berulang yang cocok untuk suku cadang besar atau kecil. Bagian die casting memiliki permukaan akhir yang sangat baik, dan prosesnya kompatibel dengan berbagai logam non-ferrous.
Karena biaya awal yang tinggi terkait dengan die casting, proses ini biasanya digunakan untuk produksi volume tinggi, di mana skala manufaktur menutupi biaya mesin dan perkakas yang tinggi. Prototipe die cast dan produksi volume rendah lebih sulit diperoleh, karena demi kepentingan ekonomi perusahaan die casting untuk bekerja dengan pelanggan yang melakukan pemesanan massal. Namun, 3ERP saat ini menyediakan solusi die casting yang unik bagi pelanggan yang ingin memesan die casting dalam jumlah kecil.
Artikel ini membahas secara mendalam tentang die casting logam, menjelaskan bahan yang sesuai, permukaan akhir, dan aplikasi untuk proses tersebut.
Die casting adalah jenis pengecoran logam yang menggunakan tekanan tinggi untuk memaksa logam cair ke dalam rongga cetakan yang dibentuk oleh dua cetakan. Ini berbagi ciri dengan proses pembuatan plastik cetakan injeksi.
Dalam lanskap pengecoran logam yang lebih besar, die casting adalah salah satu teknik yang paling populer karena akurasi, kualitas tinggi, dan tingkat detailnya. Kategori pengecoran logam yang lebih luas, yang telah ada selama ribuan tahun, mengandung banyak proses berbeda yang menggunakan cetakan untuk membentuk logam cair. Secara historis, proses seperti itu biasanya melibatkan penuangan logam cair ke dalam cetakan dengan bantuan gravitasi — dan banyak proses pengecoran logam masih bekerja dengan cara ini. Die casting, bagaimanapun, adalah bentuk pengecoran logam yang relatif baru, diperkenalkan pada abad ke-19, dan menggunakan tekanan alih-alih gravitasi untuk mengisi rongga cetakan.
Die casting kadang-kadang disebut die casting bertekanan tinggi, karena jumlah tekanan - biasanya 10-140 megapascal - digunakan untuk memaksa logam ke dalam rongga cetakan. Proses terkait die casting bertekanan rendah (LPDC) kurang umum. Die casting biasanya jatuh ke dalam salah satu dari dua kategori:hot-chamber die casting dan cold-chamber die casting, yang cocok untuk berbagai jenis logam. Namun, ada juga jenis die casting lain yang lebih khusus, seperti semi-solid metal casting (SSM).
Secara sederhana, die casting logam bekerja dengan menggunakan tekanan tinggi untuk memaksa logam cair ke dalam rongga cetakan, yang dibentuk oleh dua cetakan baja yang mengeras. Setelah rongga diisi, logam cair mendingin dan mengeras, dan cetakan terbuka sehingga bagian-bagiannya dapat dilepas. Namun, dalam praktiknya, ada banyak langkah dalam prosesnya, dan insinyur yang terampil diperlukan untuk mengoperasikan peralatan die casting.
Di sini kita akan membagi proses die casting menjadi tiga tahap:
Cetakan die casting terdiri dari setidaknya dua bagian:sisi penutup (dipasang pada pelat tetap) dan sisi ejektor (pada pelat yang dapat dipindahkan). Beberapa cetakan juga memiliki bagian lain seperti slide dan inti, yang digunakan untuk menghasilkan bagian yang lebih kompleks, seperti bagian yang berlubang dan berulir.
Tergantung pada ukuran bagian yang diproduksi, cetakan die casting mungkin memiliki banyak rongga untuk memungkinkan produksi beberapa bagian per siklus. Cetakan tersebut memiliki beberapa rongga identik (multi-cavity die) atau campuran rongga yang berbeda untuk menghasilkan bagian yang berbeda (unit die).
Perkakas untuk die casting harus sangat kuat dan tahan panas, selain memiliki ketahanan aus dan keuletan yang baik. Oleh karena itu, mereka dibuat dari baja perkakas berperforma tinggi — sering kali diberi perlakuan panas — memungkinkan mereka melewati ratusan siklus pengecoran per jam dan hingga dua juta siklus selama masa pakainya. Perkakas die casting harus mempertahankan kinerja di bawah kekuatan penjepit yang sangat tinggi.
Membuat cetakan die casting dimulai dengan desain berbantuan komputer (CAD) yang digunakan bersama dengan desain khusus casting dan alat simulasi. Seperti halnya cetakan injeksi, perkakas untuk die casting harus memiliki lubang sariawan, runner, dan gerbang untuk memungkinkan material cair masuk ke rongga. Pin pengunci dan pin ejektor juga harus dipasang untuk mengamankan cetakan dan memfasilitasi pengeluaran. Desain digital cetakan memungkinkan pembuatan bentuk yang rumit dan toleransi yang ketat.
Mesin CNC banyak digunakan untuk memproduksi perkakas die casting. Biasanya, pembuatan cetakan die casting dimulai dengan pemesinan kasar dari bentuk cetakan, diikuti dengan perlakuan panas pada cetakan logam, lalu akhirnya putaran pemesinan akhir. Dies tingkat prototipe juga dapat dibuat menggunakan perkakas cepat, baik menggunakan permesinan CNC atau proses lain seperti sintering laser selektif (SLS).
Mirip dengan cetakan injeksi, setelah pembuatan cetakan, bagian die casting dapat dibuat di mesin die casting. Proses die casting terdiri dari empat tahap utama:persiapan, pengisian, pengeluaran, dan pengocokan.
Namun, proses pengecoran sedikit bervariasi tergantung pada apakah ruang panas atau ruang dingin yang digunakan. Kedua varian proses die casting bertekanan tinggi ini menawarkan keuntungan yang berbeda:satu baik untuk casting berkecepatan tinggi, sementara yang lain mengakomodasi variasi material casting yang lebih luas.
Selama pengecoran ruang panas , logam mesin pengecoran mati berisi peralatan yang diperlukan untuk memanaskan logam ke keadaan cair. Karena ini adalah sistem mandiri, ini jauh lebih cepat daripada alternatifnya, menawarkan . singkat waktu siklus , meskipun hanya cocok untuk pilihan bahan pengecoran , termasuk seng, timah, dan timbal paduan .
proses die casting ruang dingin membutuhkan penggunaan tungku terpisah untuk memanaskan logam. Ini secara alami melambat tingkat produksi , sebagai logam cair harus dibawa ke mesin pengecoran mati dengan sendok. Namun, karena tungku terpisah lebih kuat daripada mesin die casting ruang panas , logam dengan titik leleh tinggi bisa dicor. Metode ini cocok untuk pengecoran aluminium.
Terlepas dari apakah mesin ruang panas atau ruang dingin digunakan, proses pengecoran logam mati biasanya berlangsung sebagai berikut:
Selama persiapan cetakan, permukaan interior dari dua bagian die dilapisi dengan pelumas untuk memfasilitasi pengeluaran setelah pengecoran selesai. Bagian die kemudian dapat ditutup dan diamankan dengan pin pengunci.
Pengisian cetakan dicapai dengan menggunakan sistem tekanan. Sistem ini berbeda antara sistem ruang panas dan ruang dingin. Pada keduanya, hasil akhirnya adalah logam cair yang dipaksa oleh pendorong ke dalam rongga cetakan melalui sariawan. Tekanan tinggi — hingga 35 megapascal di ruang panas dan 140 megapascal di ruang dingin — memastikan pengisian yang cepat dan menyeluruh, yang pada gilirannya menghasilkan pendinginan yang konsisten yang mencegah penyusutan yang tidak merata dan akibat deformasi bagian. Tekanan dipertahankan selama pendinginan.
Kedua bagian die dibuka dan pin ejektor digunakan untuk melepaskan coran. Biasanya, dadu kemudian segera ditutup kembali siap untuk tembakan berikutnya. Sementara itu, coran yang sudah jadi siap untuk diguncang, yang melibatkan pembuangan bagian sisa dari bidikan seperti sprue, runner, dan flash (rembesan material pada garis perpisahan). Pembuangan material ini dapat dilakukan dengan menggunakan alat manual, penggulingan, atau dengan die trim hidraulik.
Banyak bagian die casting logam memerlukan operasi sekunder minimal. Hal ini disebabkan oleh tekanan tinggi yang terlibat, yang memungkinkan tingkat detail yang tinggi dan permukaan akhir yang baik. Namun, banyak coran bentuk-jaring dan bentuk-dekat-jaring juga memerlukan pemesinan presisi untuk lubang, ulir, dan fitur lainnya. Beberapa logam tuang lebih mudah dikerjakan daripada yang lain:die casting magnesium dan die casting aluminium, misalnya, sangat cocok untuk pasca-pemesinan.
Manfaat sekunder dari die casting pasca-pemesinan adalah kemampuan untuk menggunakan kemampuan inspeksi di dalam mesin dari mesin CNC, yang memungkinkan masinis untuk memvalidasi suku cadang.
Die casting adalah proses yang kuat dan serbaguna yang cocok untuk berbagai suku cadang, mulai dari komponen mesin hingga rumah elektronik. Alasan keserbagunaan die casting termasuk area build yang besar, pilihan material yang beragam, dan kemampuan untuk membuat part berdinding tipis yang detail, dapat diulang.
Pabrikan harus mempertimbangkan faktor dan variabel tertentu saat memilih bahan die casting. Ini termasuk:
Semua faktor ini harus dipertimbangkan saat memilih bahan die casting untuk suku cadang atau prototipe.
Aluminium adalah salah satu logam die casting utama, dan paduan aluminium digunakan dalam die casting ruang dingin. Paduan ini biasanya mengandung silikon, tembaga, dan magnesium.
Paduan die casting aluminium ringan dan menawarkan stabilitas dimensi yang baik, yang menjadikannya pilihan yang baik untuk suku cadang yang kompleks dan berfitur halus. Keuntungan lain dari pengecoran aluminium termasuk ketahanan korosi yang baik, ketahanan suhu, dan konduktivitas termal dan listrik.
Paduan aluminium die casting yang umum meliputi:
Magnesium is another very popular die casting material. It is even lighter than aluminum, with the added advantage of being highly machinable — making it suitable for cast parts that require additional machined details or machined surface finishing.
A major advantage of magnesium die casting alloys is their suitability for hot-chamber die casting, making them easier to use than die casting metals like aluminum. Other elements in magnesium alloys include aluminum, zinc, manganese, and silicon.
Common magnesium die casting alloys include:
Another major category of die casting metals is zinc alloys. Castable in a hot-chamber die casting machine, zinc casting is the most manufacturer-friendly die casting option and offers other benefits like impact strength, ductility, and suitability for plating. Due to its castability, it also results in minimal die wear.
Zinc is heavier than aluminum and magnesium and is usually alloyed with aluminum, copper, and magnesium.
Common zinc die casting alloys include:
Other die casting materials include copper, silicon tombac, lead, and tin alloys, in addition to zinc-aluminum alloys.
Copper alloys exhibit high strength, hardness, and corrosion resistance, in addition to excellent dimensional stability. Meanwhile lead and tin alloys are very dense and can be resistant to corrosion. Zinc-aluminum alloys are recognizable by the ZA prefix; those with a lower aluminum content can be hot-chamber die cast, but those with 11% or more typically cannot.
High-pressure die casting produces parts to a high standard, and finishing options can often be kept to a minimum. However, there are many functional and cosmetic finishing options available for die casting parts.
A standard finishing procedure is deburring, which can be thought of as a continuation of the shakeout stage. Deburring involves the removal of imperfections caused by the manufacturing process and is deployed to normalize the appearance and function of the part without adding any specific texture or color.
Methods of deburring include:
Once imperfections have been removed from the metal die casting parts using a deburring process like sandblasting or manual sanding, it is possible to perform secondary finishing options to transform the surface finish of the castings. These finishing techniques adjust the texture or color of the die casting parts.
Secondary die casting finishes include:
Die casting is a common manufacturing process used by a broad range of companies. However, finding a die casting manufacturer is much more difficult than finding, for example, a machinist or 3D printing service provider. This is because die casting is typically used by large parts suppliers for high-volume production.
For small and medium-size companies that require metal die casting parts, selecting a die casting manufacturer poses challenges. Typically, manufacturers in this domain will fall into one of the following four categories:
Clearly, this makes it hard for smaller companies to find a die casting partner. If post-machining is required, such companies often accept the longer lead times offered by the second category of die casting partner.
But there is another option:by working with a small or medium-size metal die casting partner and a dedicated machining partner like 3ERP — combining options 1 and 4, in effect — companies can order smaller volumes of die casting parts with post-machining with surprisingly short lead times.
At 3ERP, we have a selection of trusted die casting partners with whom we work to provide a seamless casting and finishing service, getting quality cast parts manufactured and delivered in a short timeframe.
As with most manufacturing processes, high-pressure die casting comes with its own set of design rules and constraints. These include parting line considerations, draft angles, and wall thickness limitations.
A die casting part is made using two hardened steel dies. The line where the two dies meet is called the parting line, and this line is often visible after casting in the form of flash — a thin extrusion of excess material that has escaped the cavity at the parting line due to insufficient clamping force.
During die casting design, the designer must find a suitable location for the parting line, i.e. decide where the mold will be split in half. Doing so depends on several factors, including:
Small amounts of flash are inevitable, so designers should prepare for the necessity of trimming it after the casting is removed from the mold.
As with other casting and molding processes, die casting parts are suited to consistent wall thicknesses, as this encourages consistent filling and cooling of the metal castings, reducing the likelihood of uneven shrinkage and warping.
Metal die casting parts require a small amount of draft — tapered sides of the mold cavity — so the castings can be easily ejected from the dies without damaging them. All surfaces parallel with the die opening direction require draft.
Inner surfaces like untapped holes require a greater draft angle than external walls (which naturally shrink away from the inside of the mold).
Fillets are rounded internal corners that increase the load-bearing capacity of die castings. They are also easier to manufacture than sharp internal corners, so should be incorporated into die casting designs as standard. Using an equal radius across fillets is preferable to fillets with varying radii.
Radii are rounded external corners and play a different but equally important function, helping to improve metal flow in the mold cavity.
Ribs are small protrusions from the die casting part that serve to increase strength and stiffness without resorting to thicker walls and increased material usage. They also improve metal flow. Note that ribs require their own fillet and radius considerations for maximum strength and flow.
With our network of trusted manufacturing partners, 3ERP offers a comprehensive die casting process even in low volumes. Contact us for a free quote.
Mesin CNC
Terakhir Diperbarui Pada 28 April 2022 Ada banyak metode yang digunakan selama berabad-abad untuk pengecoran logam. Beberapa metode ini sudah ada sejak 5000 tahun yang lalu. Salah satu metode yang paling modern dan efektif adalah die casting. Die casting adalah metode pengecoran logam yang meliba
Die casting adalah metode pengecoran di mana cairan paduan cair dituangkan ke dalam ruang tekanan, di mana rongga cetakan baja diisi dengan kecepatan tinggi, dan cairan paduan dipadatkan di bawah tekanan untuk membentuk pengecoran. Fitur utama die casting yang membedakannya dari metode casting lainn
Die casting adalah proses pengecoran logam ditandai dengan penggunaan rongga cetakan untuk menerapkan tekanan tinggi pada logam cair. Cetakan biasanya dikerjakan dari paduan kekuatan tinggi, beberapa di antaranya mirip dengan cetakan injeksi. Kebanyakan die casting terbuat dari logam non-ferrous, s
Robot dapat mengotomatiskan proses die cast dengan cepat dan efisien menuangkan logam cair ke dalam cetakan yang dapat digunakan kembali. Mesin die casting digunakan di berbagai industri dan meskipun penanganan material adalah aplikasi alami, aplikasi pengecoran dan pengecoran dapat menjadi tantanga
