Jak zapewnić stabilność kształtu i spójność wymiarową podczas procesu produkcyjnego nowych, sterowanych elektronicznie, chłodzonych powietrzem odlewów ciśnieniowych?

Nowy, elektronicznie sterowany, chłodzony powietrzem odlew ciśnieniowy odgrywa kluczową rolę w przemyśle pojazdów wykorzystujących nowe źródła energii. Jego struktura kształtu nie tylko pełni funkcję mechanicznego wsparcia, ale często bezpośrednio uczestniczy w odprowadzaniu ciepła i ochronie elektrycznej. Dlatego podstawowym wymogiem technicznym w procesie odlewania ciśnieniowego stało się zapewnienie stabilności kształtu i spójności wymiarowej podczas procesu produkcyjnego. Stabilna i spójna konstrukcja może nie tylko zapewnić płynny przebieg późniejszego montażu, ale także bezpośrednio wpłynąć na wydajność i żywotność produktu.
Aby osiągnąć stabilność kształtu i spójność wymiarową, wymagana jest ścisła kontrola już na etapie projektowania formy odlewniczej. Jako podstawa formowania, racjonalność konstrukcji formy ma ogromny wpływ na formowanie odlewów. W procesie projektowania konieczne jest pełne uwzględnienie skurczu objętościowego, rozkładu naprężeń termicznych i ścieżki przepływu metalu produktu podczas procesu chłodzenia oraz przyjęcie odpowiedniego systemu zalewania i struktury wylotu, aby uniknąć deformacji lub skurczu odlewu. Jednocześnie wybór materiałów formy i dokładność przetwarzania będą również miały bezpośredni wpływ na odchylenie wymiarowe końcowej formy. Dlatego w procesie produkcji form często stosuje się wysokowytrzymałą i żaroodporną stal narzędziową w połączeniu z zaawansowanym sprzętem do przetwarzania w celu zapewnienia wysokiej precyzji sterowania.
Dokładna kontrola parametrów procesu odlewania ciśnieniowego jest również ważnym czynnikiem zapewniającym stabilność. Temperatura cieczy stopowej, temperatura wstępnego podgrzewania formy, prędkość wtrysku, stosunek ciśnień wtrysku i czas przetrzymywania będą miały wpływ na jakość formowania odlewu ciśnieniowego. W procesie produkcyjnym konieczne jest znalezienie odpowiedniej kombinacji parametrów poprzez wielokrotne próby form i optymalizację procesu, aby ciecz metaliczna mogła szybko i równomiernie wypełnić wnękę formy oraz ochłodzić i zestalić się pod rozsądnym ciśnieniem trzymania, aby zmniejszyć naprężenia wewnętrzne i zmiany wymiarów.
Oprócz kontroli procesu formowania, na dokładność formowania istotny wpływ ma również układ układu chłodzenia. Ponieważ struktura odlewu ciśnieniowego często charakteryzuje się różną lokalną grubością ścianki, nierównomierna szybkość chłodzenia będzie prowadzić do różnych szybkości skurczu w różnych częściach, powodując deformację. Dlatego rozsądne jest umieszczenie w formie kanałów wody chłodzącej lub zastosowanie pomocniczych urządzeń chłodzących powietrze, aby utrzymać zrównoważoną wymianę ciepła w całym procesie odlewania ciśnieniowego, co pomaga zmniejszyć odchyłki wymiarowe oraz poprawić symetrię i stabilność całej konstrukcji.
Po zakończeniu odlewania ważną rolę odgrywa również proces obróbki końcowej. Niektóre odlewy ciśnieniowe zostaną poddane obróbce cieplnej lub starzeniu po wyjęciu z formy, aby uwolnić naprężenia wewnętrzne odlewu i zapobiec zmianom wymiarów lub pęknięciom w późniejszym użytkowaniu. Dodatkowo, aby zapewnić zgodność produktu końcowego z rysunkami projektowymi, konieczne jest również wprowadzenie wysoce precyzyjnych urządzeń do detekcji wymiarów, takich jak maszyny pomiarowe trójwspółrzędnościowe, w celu przeprowadzenia kontroli wyrywkowych lub pełnych każdej partii, aby zapewnić stabilność wymiarów w dopuszczalnym zakresie tolerancji.
W nowoczesnej produkcji możliwe jest także monitorowanie kluczowych parametrów każdego procesu w czasie rzeczywistym poprzez zautomatyzowane systemy testowania i identyfikowalności jakości, analizowanie danych produktów, wykrywanie potencjalnych odchyleń w procesie i wprowadzanie na czas korekt, zapewniając w ten sposób spójność całej partii produktów. Jednocześnie coraz powszechniejsze staje się wykorzystanie oprogramowania do symulacji cyfrowej. Może symulować i przewidywać napełnianie, chłodzenie, rozkład naprężeń itp. przed faktycznym odlewaniem ciśnieniowym, pomagając inżynierom we wstępnej identyfikacji punktów ryzyka, które mogą powodować zmiany wymiarowe i poprawiać sterowność projektowania i produkcji produktu.