铸造涉及将熔融材料在高压下强制进入模具。进入模具后,材料冷却并硬化,形成最终的产品形状。钢和铝等熔融金属是两种最常见的铸造材料。非金属材料(例如塑料,橡胶和泡沫)是其他一些铸造材料。铸造是一种流行的成型技术,但它并不是每种应用的理想工艺。
铸造的优势
铸造功能多样,可以创建复杂的几何形状。铸造的一些优点包括:
金属的流动性:固态成型的替代方法比液态铸造更耗时且劳动密集。
减少后处理过程:单模铸造无需进一步组装和机械精加工。
快速周转:铸造可以以最少的维护和停机时间进行操作,从而有利于批量生产应用。
尺寸能力:铸造可有效地制造非常小的零件和非常大的产品(最大200吨)。
每件价格:铸件生产速度快,通常比许多替代产品便宜。
表面纹理:浇铸设计可以包含光滑,半光滑和其他纹理。
其他金属成型选项
几种金属成型技术可以替代铸造。每种方法都有不同的优点和缺点。一些比较流行的铸造替代方法包括:
加工
对于许多不同的金属成型技术,机加工是一个宽松的术语。每个过程都使用机加工工具来切割,弯曲,钻孔或以其他方式使材料成形。加工过程包括:
通常,加工技术执行简单的应用,需要对库存组件进行较小的更改。与铸造相比,该过程通常比劳动密集型,但是对于小批量生产而言可能具有成本效益。
锻造
锻造是铁匠的经典技术,是最古老的金属成型工艺之一。铁匠,自动锤子或锻压机利用局部压缩力使金属成形。
锻件主要有两种:热锻件和冷锻件。热锻是指金属的形状远高于室温,从而提高了延展性。金属在冷锻中处于室温或接近室温。锻造所提供的最终产品比铸造产品更坚固,多孔性更小。需要高强度/宽度比的应用非常适合锻造。
冲压
在冲压中,高压模将金属板冲压成所需的形状。几种类型的印章执行不同种类的印章。这些包括:
穿孔:模具在金属上打出各种尺寸的孔。
弯曲:制动压力机在产品中形成角度;非常适合简单成型的应用,例如金属盒。
压印:模具施加高压以在产品(例如硬币)的表面上形成印记或设计。
精冲:金属放在导向板上,该导向板将工件牢固固定。全自动印章机可以执行多种不同类型的印章,非常精确。
滚动
轧制是一种减小片状材料或其他薄材料厚度的技术。两个金属辊在它们之间移动时会对其进行压缩。扁平轧制可将扁平材料成形为片状(小于3mm)或板状(小于3mm)。滚动还可以产生圆棒,异型梁和其他形状。当最终产品不平整时,该过程称为轮廓轧制。
挤压
挤出将创建具有固定横截面的组件。高压将基础材料拉入模具。挤压也许是铸造的最接近的替代方法,因为熔融材料和模具是两者的主要成型特征。挤出的主要好处是可以制造复杂的横截面。由于该工艺减少了基材上的应力,因此挤出可以成型更便宜,更脆的工作材料。
烧结
烧结使用粉末材料,而铸造使用熔融材料。这种粉末状的材料(通常是青铜或陶瓷)填充到模具中并加热,直到单独的谷物融合在一起。烧结可以产生定向伸长,而不会使基材变形。