Lijevanje metala je jedan od najvažnijih industrijskih procesa koji omogućava izradu preciznih metalnih dijelova u velikim serijama. Ovaj proces koristi se u širokom rasponu industrija zbog svoje sposobnosti da proizvodi dijelove složenih oblika s visokom točnošću.

 

U ovom članku istražit ćemo što je lijevanje metala, kako funkcionira, koje su vrste ovog procesa te koje su njegove prednosti i ograničenja u usporedbi s drugim metodama lijevanja. Također, dotaknut ćemo se važnosti obrade metala u širem kontekstu industrijskih proizvodnih procesa.

 

Što je lijevanje metala?

Lijevanje metala je proces u kojem se rastaljeni metal ulijeva ili ubrizgava u metalne kalupe, koji su napravljeni tako da odgovaraju obliku gotovog proizvoda. Nakon što se metal stvrdne u kalupu, odljevak se uklanja i može se koristiti uz minimalnu završnu obradu. Ovaj proces se obično koristi za lijevanje nehrđajućih metala poput aluminija, magnezija i cinka, ali može se primijeniti i na druge metale sličnih tališta.

Lijevanje metala slično je procesu injekcijskog prešanja plastike, s glavnom razlikom u materijalu (metal naspram plastike) i većim temperaturama i tlakovima potrebnim za obradu metala. Kalupi za lijevanje metala izrađeni su od visokokvalitetnog čelika kako bi izdržali visoke temperature i pritiske, dok se u procesu injekcijskog prešanja mogu koristiti različiti materijali zbog nižih radnih temperatura.

 

Primjene lijevanja metala

Lijevanje metala ima široku primjenu u različitim industrijama, gdje je potrebna izrada dijelova s visokom preciznošću i u velikim količinama. Neke od najčešćih primjena uključuju:

• Automobilski dijelovi: Blokovi motora, kućišta mjenjača, felge i drugi dijelovi koji zahtijevaju izdržljivost i preciznost.

• Potrošačka elektronika: Kućišta za prijenosna računala, pametne telefone i kamere, gdje je važna kombinacija snage i laganosti.

• Kućanski aparati: Različiti dijelovi poput ručki, nosača i hladnjaka.

• Zrakoplovni dijelovi: Dijelovi i spojnice za avione, gdje je potrebna lagana, ali jaka struktura.

• Industrijska oprema: Kućišta ventila, pumpe i drugi industrijski dijelovi koji zahtijevaju preciznu obradu metala.
•  

Proces lijevanja metala

Proces lijevanja metala može varirati ovisno o primjeni i vrsti metala, ali obično uključuje nekoliko ključnih faza.

 

1. Izrada kalupa

Izrada kalupa je kritična faza jer oblik kalupa određuje konačni oblik odljevka. Moderni inženjeri koriste CAD/CAM softver i simulacije kako bi precizno dizajnirali kalupe, predviđajući faktore poput unutarnjeg trenja, distribucije temperature i protoka metala. Nakon dizajna, specijalizirani alatničari izrađuju kalup putem CNC obrade, osiguravajući da gotovi kalup zadovoljava sve specifikacije. Kvalitetan kalup može spriječiti mnoge probleme kasnije u procesu, poput površinskih defekata, deformacija i nepotpunog punjenja.

 

2. Priprema kalupa

Prije ulijevanja metala, kalup se mora pripremiti. Sastoji se od dvije polovice: jedna je pričvršćena na sustav za ubrizgavanje, a druga je pomična, omogućujući otvaranje kalupa za vađenje odljevka. Površina kalupa se čisti, podmazuje i zagrijava kako bi se olakšalo punjenje i vađenje odljevka. Podmazivanje smanjuje trenje, pomaže održati ravnomjernu temperaturu i sprječava prerano stvrdnjavanje metala.

 

3. Ubrizgavanje metala

U ovoj fazi, rastaljeni metal se ulijeva u kalup na jedan od dva načina: gravitacijsko lijevanje ili ubrizgavanje pod visokim pritiskom. Gravitacijsko lijevanje koristi silu gravitacije da popuni šupljine kalupa, dok ubrizgavanje pod visokim pritiskom omogućuje brže punjenje i stvaranje preciznijih dijelova. Ubrizgavanje pod visokim pritiskom također omogućuje izradu tanjih i složenijih struktura s visokom dimenzionalnom točnošću.

 

4. Hlađenje

Nakon što metal potpuno ispuni kalup, započinje faza hlađenja. Kontrolirano i ravnomjerno hlađenje ključno je za postizanje željenih mehaničkih svojstava i sprječavanje nastanka defekata. Metal se mora dovoljno ohladiti kako bi se osigurala strukturalna stabilnost odljevka.

 

5. Vađenje odljevka

Kada se odljevak ohladi i stvrdne, kalup se otvara, a odljevak se vadi. To može biti ručno ili automatski, uz pomoć izbacivačkih igli koje pomažu da se odljevak odvoji od kalupa bez oštećenja.

 

6. Završne operacije

Završne operacije uključuju uklanjanje viška materijala, poput spruea i kanala za protok metala, koji se zatim ponovno rastapaju i koriste. Odljevak također može zahtijevati dodatne obrade poput brušenja ili strojne obrade kako bi se postigla željena površinska obrada i dimenzionalna preciznost.

 

Vrste lijevanja metala

Postoje dvije glavne vrste procesa lijevanja metala, ovisno o temperaturi tališta i metalu koji se koristi.

 

1. Lijevanje u vrućoj komori

Ovaj proces koristi unutarnju peć unutar stroja za lijevanje, gdje se metal rastapa i ubrizgava u kalup pomoću sustava za hranjenje zvanog “gooseneck”. Ovaj proces je brz i učinkovit, što ga čini prikladnim za serijsku proizvodnju, posebno za metale s niskim talištem poput cinka i magnezija.

 

2. Lijevanje u hladnoj komori

Za metale s višim talištem, poput aluminija i bakra, koristi se proces lijevanja u hladnoj komori. Metal se rastapa u vanjskoj peći i zatim ubacuje u stroj za lijevanje. Ovaj proces je prikladan za zahtjevnije primjene gdje je potrebna veća čvrstoća i otpornost na koroziju.

 

Prednosti lijevanja metala

Lijevanje metala nudi brojne prednosti koje ga čine idealnim za masovnu proizvodnju:

• Izrada složenih oblika: Lijevanje metala omogućuje proizvodnju vrlo složenih oblika s visokom preciznošću i uskim tolerancijama.

• Brzina i učinkovitost: Visoka brzina ciklusa i mogućnost automatizacije čine ga vrlo učinkovitim procesom za velike serije.

• Niski operativni troškovi: Iako početna ulaganja mogu biti veća, trošak po dijelu značajno se smanjuje pri velikim količinama.

• Kvaliteta završne obrade: Odljevci imaju izuzetno glatku površinu, često bez potrebe za dodatnim obradama, što dodatno smanjuje troškove u procesu obrade metala.

 

Ograničenja lijevanja metala

Unatoč brojnim prednostima, lijevanje metala ima i neka ograničenja:

• Visoki početni troškovi: Investicija u izradu kalupa i opreme može biti značajna, što ovaj proces čini neisplativim za male serije ili prototipove.

• Turbulencije: Visoki pritisci tijekom ubrizgavanja metala mogu uzrokovati pojavu defekata, poput poroznosti. Ovo se može minimizirati optimizacijom dizajna kalupa.

• Ograničenja u veličini: Lijevanje metala najbolje funkcionira za male do srednje velike dijelove. Veći dijelovi zahtijevaju alternativne procese poput centrifugalnog lijevanja.

 

Zaključak

Lijevanje metala je suvremeni industrijski proces koji nudi izuzetnu točnost, brzinu i kvalitetu završne obrade, čineći ga jednim od najpopularnijih izbora za masovnu proizvodnju. Iako ima visoke početne troškove i ograničenja u veličini dijelova, njegova preciznost i brzina čine ga nezamjenjivim dijelom industrijske proizvodnje i ključnim procesom u modernoj obradi metala.

Za bilo kakve upite vezane za obradu metala obratite se našem timu s povjerenjem putem kontakt informacija.

---