Pressgjutning av aluminium Poznań – precisionsgjutna serier och prototyper

Tryckgjutning av aluminium är en metod för att producera upprepbara serier av exakta, tunnväggiga detaljer: smält legering pressas med hög hastighet in i en stålform och hålls under högt tryck tills den stelnat. Tryckgjutformen är den dyraste verktygsutrustningen inom aluminiumgjutning, och därför testas konstruktionen på prototyper tillverkade med en annan metod innan formen beställs. Vi förklarar när en serie är lönsam, hur man går från prototyp till produktion och vilken precision man kan förvänta sig.

Kort sammanfattat

• Tryckgjutning lönar sig vid serier som vanligtvis uppgår till tusentals stycken per år – formkostnaden fördelas då på många gjutgods.
• Typisk precision för ett rågjutet tryckgjutgods är toleransklass DCTG 5–7 enligt ISO 8062-3, och ytjämnhet ca Ra 0,8–1,6 µm.
• Prototyper före formtillverkning är vanligtvis 3D-utskrifter, detaljer bearbetade ur massivt material eller sand- eller kokillgjutna gjutgods.
• Typiska egenskaper för tryckgjutgods – tunna väggar, porositet, spänningar – bekräftas först av gjutgods från den slutliga formen.
• Vi tryckgjuter aluminiumlegeringar i serier upp till 100 000 st. per år vid vårt gjuteri i Janikowo nära Poznań.

Så fungerar aluminiumpressgjutning

Aluminium tryckgjuts på maskiner med kallkammare. En portion flytande legering förs in i kammaren, och en kolv pressar in den i formen – först långsamt för att fylla kammaren utan turbulens, sedan med hög hastighet så att håligheten fylls på en bråkdel av en sekund. Till sist upprätthåller maskinen ett högt eftertryck som matar gjutgodset under stelningen. När formen öppnas knuffar utstötarna ut gjutgodset och cykeln startar på nytt. Den tar vanligtvis från ett tiotal sekunder till 1–2 minuter, beroende på gjutgodsets storlek.

Gjutformen för tryckgjutning är tillverkad av varmarbetsstål. Den har temperkanaler, gjutsystem, överlopp och luftningskanaler och ofta även rörliga skjutreglar för att forma sidoöppningar. Med tryckgjutning kan man därmed tillverka komplexa hus och kåpor med tunna väggar, vilka vid kokillgjutning eller sandgjutning vore svåra eller omöjliga att framställa.

Seriegjutgods – när pressgjutning lönar sig

Lönsamheten avgörs av förhållandet mellan formkostnad och antal gjutgods. Gjutformen för tryckgjutning är dyrast, men korta cykeltider och begränsad efterbearbetning sänker kostnaden per styck. Ju större serie, desto mindre andel av gjutgodspriset utgörs av formkostnaden. Jämförelse av tre metoder för aluminiumgjutning:

Teknik	Verktygskostnad	Typisk serie	Noggrannhet (ISO 8062-3)	Ytråhet på rågjutgods
Sandform	lägst (modell och kärllådor)	prototyper, enstaka stycken, korta serier	DCTG 9–12 (handformning), 7–9 (maskinformning)	Ra ca 4–10 µm
Kokill	medel	korta, medellånga och stora serier	DCTG 6–8	Ra ca 4–6 µm
Pressgjutning	högst	stora serier – tusentals och tiotusentals stycken per år	DCTG 5–7	Ra ca 0,8–1,6 µm

Värdena är typiska för aluminiumlegeringar i serieproduktion enligt ISO 8062-3 och läroboken ”Odlewnictwo” (M. Perzyk m.fl., WNT). Om den årliga efterfrågan är låg eller konstruktionen kan komma att ändras är det klokare att börja med kokill eller sandform. En detaljerad jämförelse finns i artikeln kokillgjutning vs tryckgjutning, och priskomponenterna behandlas i texten vad kostar ett aluminiumgjutgods.

Prototyper av pressgjutna delar

Tillverkningen av en gjutform för tryckgjutning tar vanligtvis från några till ett tiotal veckor och är projektets dyraste moment, varför detaljens form och funktion bör kontrolleras i förväg. I praktiken används tre typer av prototyper:

• 3D-utskrift – snabb kontroll av form, montage och ergonomi. Lämplig inte för hållfasthetsprov.
• Bearbetning ur massivt material – metallprototyp för monterings- och funktionsprov. Materialet (t.ex. en legering avsedd för plastisk bearbetning) har dock andra egenskaper än en gjutlegering.
• Sand- eller kokillgjutgods – prototyp i gjutlegering, lämplig för funktionsprov och bearbetning. Den har annan mikrostruktur och vidare toleranser än ett tryckgjutgods, och mycket tunna väggar behöver normalt förtjockas under provperioden.

Ingen prototyp kan återge alla egenskaper hos ett tryckgjutgods – porositet, spänningar eller beteendet hos tunna väggar. Dessa bekräftas först av de första gjutgodsen från den slutliga formen. Därför sparar en noggrann konstruktionsanalys före beställning av formen mest.

Vad man bör kontrollera i konstruktionen före beställning av formen

• gjutlutningar på väggar parallella med formens öppningsriktning,
• jämn väggtjocklek och avrundade hörn – utan lokala förtjockningar där krympporer uppstår,
• placering av delningsplanet samt platser för utstötare, inlopp och överlopp,
• underskärningar och sidohål som kräver skjutreglar och ökar formkostnaden,
• funktionsytor och referensytor för bearbetning – bearbetningsmån endast där det behövs.

Konstruktionsregler som sänker kostnaden och antalet felgjutningar har vi samlat i guiden för konstruktion av gjutgods i aluminium.

Vilken noggrannhet man kan förvänta sig av pressgjutgods

Av sand-, kokill- och tryckgjutning ger den sistnämnda de snävaste toleranserna – typiskt toleransklass DCTG 5–7 enligt ISO 8062-3, där DCTG 5 överenskommes individuellt. För ett mått på 100 mm innebär det en tolerans på ca ±0,28–0,55 mm. Mått som går över delningsplanet har en extra avvikelse på 0,1–0,15 mm.

Passytor, tätningsytor och referensytor bearbetas normalt. Bearbetningsmånen vid tryckgjutning är små, eftersom porer kan finnas under den täta ytzonen – för djup bearbetning kan blotta dem. Hur du väljer toleransklass och bearbetningsmån förklarar vi i artikeln om toleranser för gjutgods enligt ISO 8062-3.

Aluminiumtryckgjutning i Poznań – så arbetar vi

Vårt gjuteri ligger i Janikowo nära Poznań, ca 9 km från stadskärnan i Poznań. Vi gjuter uteslutande aluminiumlegeringar, och med tryckgjutning i serier upp till 100 000 st. per år.

• Verktyg vi konstruerar i CAD/CAM med simulering av metallflödet och tillverkar verktygen i verktygsstål på egna CNC-maskiner i vår egen verktygsavdelning.
• Gjutning vi kör på en automatiserad linje med kontroll av temperatur, tryck och cykeltid samt övervakning av parametrarna i realtid.
• Legeringar för tryckgjutning: EN AC-46200, EN AC-46500 och EN AC-47100 enligt PN-EN 1706.
• Bearbetning och ytbehandling – 3- och 5-axliga CNC-bearbetningscentra, CNC-svarvautomater, slipning, polering och pulverlackering i RAL-färger.
• Kvalitet – system enligt ISO 9001:2015 och ISO 14001:2015, certifikat från TÜV Rheinland Polska.

Besök på anläggningen och upphämtning av gjutgods är möjliga efter förhandsbokning. Vi levererar gjutgods i Polen och utomlands.

Vanliga frågor

Offert på pressgjutgods

Skicka 3D-modell, ritning med toleranser och planerad årlig volym – på den grunden tar vi fram en offert. Mer om tekniken läser du på sidan pressgjutning av aluminium, och en lista över nödvändiga underlag – i guiden hur man förbereder en offertförfrågan till ett gjuteri. Begär offert.