Co je tlakové lití
Tlakové lití je výrobní proces používaný k výrobě kovových dílů s vysokou rozměrovou přesností a povrchovou úpravou. Zahrnuje vtlačování roztaveného kovu do dutiny formy pod vysokým tlakem. Dutina formy je vytvořena dvěma kalenými ocelovými matricemi, které jsou obrobeny do požadovaného tvaru.
Proces začíná tavením kovu, obvykle hliníku, zinku nebo hořčíku, v peci. Roztavený kov se poté vstřikuje do formy pod vysokým tlakem pomocí hydraulického lisu. Kov uvnitř formy rychle tuhne a obě poloviny formy se otevřou, aby se uvolnil hotový díl.
Tlakové lití se široce používá k výrobě dílů se složitými tvary a tenkými stěnami, jako jsou bloky motorů, skříně převodovek a různé automobilové a letecké součástky. Tento proces je také oblíbený při výrobě spotřebního zboží, jako jsou hračky, kuchyňské nádobí a elektronika.
Tlakové lití
Tlakové lití je poměrně specializovaný proces, který se rozvinul převážně ve 20. století. Základní proces zahrnuje: roztavený kov se nalije/vstřikuje do ocelové formy a pomocí vysoké rychlosti, konstantního a stupňujícího se tlaku (při tlakovém lití) a ochlazování roztavený kov tuhne za vzniku pevného odlitku. Samotný proces obvykle trvá jen několik sekund a je rychlým způsobem, jak ze suroviny vytvořit kovový výrobek. Tlakové lití je vhodné pro materiály, jako je cín, olovo, zinek, hliník, hořčík až po slitiny mědi a dokonce i slitiny železa, jako je nerezová ocel. Hlavními slitinami používanými dnes při tlakovém lití jsou hliník, zinek a hořčík. Od prvních tlakových licích strojů, které orientovaly nástroje do svislé polohy, až po dnes běžný standard horizontální orientace a provozu, napínání čtyřmi spojovacími tyčemi a plně počítačem řízené fáze procesu se proces v průběhu let zdokonaloval.
Toto odvětví se rozrostlo v celosvětový výrobní stroj, který vyrábí součástky pro různé aplikace, z nichž mnohé budou dostupné i vám samotným, protože aplikace tlakových odlitků je velmi rozmanitá.
Výhody tlakového lití
Některé z výhod lití pod vysokým tlakem:
• Proces je vhodný pro velkoobjemovou výrobu.
• Vyrábět poměrně složité odlitky rychle ve srovnání s jinými procesy tváření kovů (např. obráběním).
• Vysoce pevné součásti vyrobené v odlitém stavu (v závislosti na konstrukci součásti).
• Rozměrová opakovatelnost.
• Možné tenkostěnné profily (např. 1–2,5 mm).
• Dobrá lineární tolerance (např. 2 mm/m).
• Dobrá povrchová úprava (např. 0,5–3 µm).
Proces tlakového lití v horké komoře zahrnuje tavení kovového ingotu v peci, která je umístěna blízko/integrálně s pevnou poloviční deskou tlakového licího stroje, a vstřikování roztaveného kovu ponořeným pístem přímo přes husí krk a trysku do nástroje pro výrobu formy. Husí krk a tryska vyžadují ohřev, aby se zabránilo zamrznutí kovu předtím, než se dostane do dutiny formy. Právě ohřev a roztavený kov v tomto procesu jsou důvodem označení horká komora. Hmotnost odlévané dávky je dána zdvihem, délkou a průměrem pístu, stejně jako velikostí pouzdra/komory. Tryska také hraje roli, kterou je třeba zohlednit při návrhu formy. Jakmile kov v dutině formy ztuhne (trvá to jen několik sekund), otevře se pohyblivá poloviční deska stroje, ke které je pohyblivá polovina formy připevněna, a odlitek se vymrští z čela formy a vyjme se z nástroje. Čela formy se poté mažou rozprašovacím systémem, forma se uzavře a proces se znovu cykluje.
Díky tomuto „uzavřenému“ systému tavení/vstřikování kovu a minimálnímu mechanickému pohybu může tlakové lití v horké komoře zajistit lepší hospodárnost výroby. Slitina zinku se používá především při tlakovém lití v horké komoře, kde má poměrně nízký bod tání, což nabízí další výhody v podobě nízkého opotřebení strojů (hrnec, husí krk, pouzdro, píst, tryska) a také nízkého opotřebení nástrojů (takže delší životnost nástrojů ve srovnání s nástroji pro tlakové lití hliníku – v závislosti na schválení kvality odlitku).
Název studená komora pochází z procesu, při kterém se roztavený kov lije do studené komory/vstřikovacího pouzdra, které je připevněno přes pevnou poloviční desku formy k zadní straně pevného polovičního nástroje. Pece pro uchovávání/tavení roztaveného kovu se obvykle umisťují co nejblíže k vstřikovacímu konci tlakového licího stroje, aby ruční obsluha nebo automatická licí pánev mohla extrahovat roztavený kov potřebný pro každý vstřik/cyklus pomocí pánve a nalít roztavený kov do licího otvoru v pouzdře/vstřikovací komoře. Špička pístu (což je opotřebitelná a vyměnitelná součást, přesně obrobená na vnitřní průměr vstřikovacího pouzdra s ohledem na tepelnou roztažnost) připojená k pístu stroje tlačí roztavený kov vstřikovací komorou do dutiny formy. Tlakový licí stroj po vyzvání provede první fázi, kdy protlačí roztavený kov kolem licího otvoru v pouzdře. Další fáze probíhají za zvýšeného hydraulického tlaku z pístu, aby se roztavený kov vstřikoval do dutiny formy. Celý proces trvá několik sekund, rychlý a zesilující tlak a pokles teploty kovu způsobí tuhnutí kovu v dutině formy. Pohyblivá polovina desky tlakového licího stroje se otevře (ke které je upevněna pohyblivá polovina nástroje) a vymrští ztuhlý odlitek z čelní plochy nástroje. Odlitek se vyjme, čelní plochy nástroje se namažou rozprašovacím systémem a poté se cyklus opakuje.
Stroje se studenou komorou jsou vhodné pro tlakové lití hliníku. Součásti stroje (vstřikovací pouzdro, špička pístu) lze v průběhu času vyměňovat a pouzdra lze ošetřit kovem pro zvýšení jejich trvanlivosti. Hliníková slitina se taví v keramickém kelímku kvůli relativně vysokému bodu tání hliníku a potřebě snížit riziko zachycení železa, což je riziko u železných kelímků. Protože hliník je relativně lehká kovová slitina, umožňuje odlévání velkých a těžkých tlakových odlitků nebo tam, kde je vyžadována zvýšená pevnost a lehkost tlakových odlitků.
