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La fusione dei metalli è un importante processo di produzione utilizzato in vari settori. La fusione dei metalli comporta il versamento di metallo fuso in uno stampo che consente al metallo di raffreddarsi e solidificarsi, creando così il pezzo richiesto. La fusione dei metalli può produrre componenti metallici con geometrie complesse e viene utilizzata nell'industria automobilistica per produrre componenti di motori e nell'industria aerospaziale per produrre componenti resistenti al calore. Anche la maggior parte dei prodotti e delle attrezzature utilizzati nella vita quotidiana derivano dal processo di fusione.

L'ottimizzazione delle operazioni di fusione dei metalli ci consente di aumentare la produttività senza compromettere la qualità del prodotto. Parallelamente allo sviluppo tecnologico, i campi di applicazione della fusione dei metalli continuano ad espandersi. Allo stesso tempo, la gestione avanzata delle operazioni di fusione dei metalli ne ha ulteriormente promosso l'applicazione nel settore manifatturiero di fascia alta. La fusione dei metalli offre una soluzione stabile per la produzione moderna.

Cos'è la fusione dei metalli?

La fusione dei metalli è un processo di produzione di componenti metallici . Il metallo viene riscaldato a temperature molto elevate fino a diventare liquido, quindi il metallo liquido viene versato in uno stampo. La forma dello stampo determinerà la forma del prodotto finale. Il metallo si indurisce raffreddandosi nello stampo, e a quel punto il pezzo stampato può essere rimosso.

Questo metodo può essere utilizzato per produrre parti metalliche di qualsiasi dimensione e forma. Nel processo di fusione in forno, il metallo viene riscaldato fino al punto di fusione in un forno. La fusione del metallo viene utilizzata in diverse applicazioni: con questo processo è possibile produrre componenti per automobili, macchinari e articoli per la casa.

Questo processo può essere utilizzato per la produzione di massa poiché uno stampo può essere utilizzato più volte. Nel frattempo, la fusione del metallo in forno può ridurre efficacemente il consumo di energia nella produzione su larga scala, ad esempio nella produzione di blocchi cilindri per motori automobilistici, la fusione del metallo in forno è un elemento chiave per ottenere una produzione di massa.

Quali metalli e leghe vengono utilizzati più comunemente per la fusione?

1. Ghisa

È il materiale di fusione più conveniente e conveniente, composto principalmente da ghisa grigia, ghisa duttile e ghisa malleabile:

• La ghisa grigia ha un buon smorzamento delle vibrazioni e una buona resistenza all'usura, trovando ampia applicazione nella produzione di blocchi motore, basamenti di macchine utensili e altre parti di base.
• La ghisa duttile ha una buona resistenza e tenacità ed è ampiamente utilizzata nella produzione di alberi motore, ingranaggi e altre importanti parti meccaniche.
• La ghisa duttile viene utilizzata principalmente nella produzione di raccordi per tubi e componenti di collegamento.

Il prezzo della ghisa è basso, la qualità della fusione è buona e la quantità di metallo fuso più grande viene prodotta a livello industriale.

2. Acciaio fuso

• La fusione dell'acciaio viene utilizzata principalmente per produrre componenti strutturali in grado di sopportare carichi enormi, come carrelli ferroviari e parti di attrezzature minerarie.
• Acciaio legato con aggiunta di cromo, nichel e altri elementi per migliorare le prestazioni di componenti speciali resistenti all'usura e alla corrosione.
• La resistenza dell'acciaio fuso è notevolmente superiore a quella della ghisa, sebbene anche la difficoltà e i costi di fusione siano proporzionalmente maggiori.

3. Lega di alluminio

• Le leghe di alluminio sono i giganti nel settore della fusione di metalli leggeri mediante raffreddamento a getto. Grazie all'impiego del raffreddamento a getto e di altri nuovi processi, è possibile ottenere fusioni in lega di alluminio ad alte prestazioni.
• Le leghe di alluminio da fusione più rappresentative includono leghe di alluminio-silicio, leghe di alluminio-rame, ecc. La bassa densità, l'elevata resistenza meccanica, la resistenza alla corrosione, ecc., ne consentono un'ampia applicazione nei settori delle testate dei cilindri dei motori automobilistici, delle parti strutturali degli aeromobili, dei gusci delle apparecchiature elettroniche e così via. Soprattutto con la crescente domanda di elettronica di consumo leggera, gli scenari applicativi del settore della fusione di metalli leggeri con raffreddamento a getto si stanno ulteriormente espandendo.

4. Lega di rame

È noto per la sua eccellente conduttività elettrica e termica. Le leghe di rame fuse sono principalmente bronzo e ottone, utilizzati nella produzione di cuscinetti, ingranaggi e altre parti soggette a usura, nonché di vari tipi di connettori elettrici, scambiatori di calore, ecc. Alcune leghe di rame speciali presentano anche una buona resistenza alla corrosione in acqua di mare, rappresentando la scelta ideale per la costruzione navale.

5. Lega di magnesio

Attualmente è il materiale strutturale metallico più leggero nelle applicazioni ingegneristiche e la sua densità è solo 2/3 di quella dell'alluminio. La lega di magnesio fusa trova applicazione principalmente in ambito aerospaziale, come i telai dei portelloni degli aerei, gli alloggiamenti dei missili e altri componenti critici per il peso. Negli ultimi anni, anche il settore automobilistico, i prodotti 3C e altri settori civili hanno registrato un incremento.

6. Leghe ad alta temperatura a base di nichel

È il materiale di prima scelta per la produzione di pale di turbine a gas, componenti di motori a razzo e altri componenti destinati a condizioni di lavoro ad alte temperature. La lega è realizzata tramite fusione di precisione e può mantenere eccellenti proprietà meccaniche in condizioni di temperature elevate, superiori a 600 °C.

Quali sono i sei principali campi di applicazione della fusione dei metalli?

1.Industria automobilistica

La produzione di automobili si basa in larga misura sulla tecnologia della fusione dei metalli per produrre una varietà di componenti solidi.

Blocco motore in ghisa, con resistenza al calore superiore a 400°C, e ghisa economica e durevole. La scatola del cambio è realizzata in lega di alluminio, che consente all'auto di consumare meno carburante.

La fusione può produrre componenti complessi in un unico processo e la produttività è relativamente elevata. Ad esempio, il blocco motore della Volkswagen è realizzato in fusione in sabbia e ne vengono prodotti 50 pezzi all'ora.

2.Aerospaziale

I requisiti tecnologici per la fusione dei metalli dei componenti dell'aereo sono estremamente rigorosi. Le pale del motore sono fuse in una lega a base di nichel e possono resistere a temperature elevate di 1000 gradi. Il carrello di atterraggio è realizzato in lega di titanio, leggero e resistente. La fusione di precisione consente di creare pale con fori di raffreddamento. Il carrello di atterraggio del Boeing 787 è microfuso ed è il 30% più leggero dell'acciaio.

3.Industria medica

Le articolazioni protesiche richiedono materiali speciali. Le articolazioni dell'anca realizzate in titanio non sensibilizzano l'organismo. Le corone in lega di cobalto-cromo per uso odontoiatrico sono resistenti all'usura. La forma protesica personalizzata è resa possibile dalla fusione tramite stampa 3D. Le articolazioni artificiali per ginocchio Johnson & Johnson, prodotte tramite fusione di precisione, possono durare fino a 15 anni.

4. Produzione di robot

I componenti del robot devono essere leggeri e resistenti. Il braccio robotico è realizzato in fusione di lega di magnesio, per un'azione più adattabile. La fusione in conchiglia in lega di alluminio è semplice da produrre e aerodinamica. La pressofusione può rendere la superficie molto liscia. I giunti dei robot di Boston Dynamics sono realizzati in fusione per resistere a flessioni ripetute.

5. Attrezzature industriali

Le attrezzature pesanti richiedono componenti resistenti. Le basi delle macchine utensili sono realizzate in ghisa per smorzare efficacemente le vibrazioni. Gli alloggiamenti delle pompe idrauliche sono realizzati in bronzo per proteggerli dalla corrosione. La fusione a stampo a scomparsa è ideale per componenti di grandi dimensioni. Ad esempio, la piattaforma girevole per escavatori di Sany Heavy Industry, con fusioni superiori a 10 tonnellate.

6. Elettronica di consumo

I prodotti elettronici devono essere sottili ed eleganti. La scocca del cellulare è realizzata in lega di magnesio pressofusa, con uno spessore di solo 1 mm. La scocca del notebook è realizzata in lega di alluminio pressofusa, con un'ottima dissipazione del calore. La pressofusione può rendere la superficie a specchio. La scocca di un famoso cellulare adotta la tecnica della pressofusione, con stampo monouso senza giunzioni.

Quali sono le applicazioni pratiche della fusione di alluminio su piccola scala nella vita quotidiana?

1. Fabbricazione di utensili da cucina

Le officine domestiche utilizzano la tecnologia di fusione di leghe di alluminio per produrre utensili da cucina durevoli. Il lingotto di alluminio viene fuso a 650 °C e iniettato in uno stampo di sabbia, formando la padella con uno spessore della parete costantemente mantenuto a 3 mm. Il processo consente alla padella di condurre il calore il 20% più velocemente rispetto alle normali padelle in alluminio e lo strato di ossido superficiale resiste bene alla corrosione acida degli alimenti. Le fabbriche di utensili da cucina che utilizzano la tecnologia di fusione di leghe di alluminio, garantiscono una durata della padella che va dai 2 ai 6 anni.

2. Materiali per la decorazione della casa

Utilizzo di fusioni di alluminio per creare maniglie per porte e ganci per lampade personalizzati, prima tramite stampa 3D per realizzare stampi in resina, poi versando alluminio liquido a 700 °C negli stampi. I ganci per tende in alluminio ottenuti tramite fusione possono sopportare un peso fino a 5 kg, oltre 10 volte più resistenti dei prodotti in plastica. La tecnologia di fusione di metalli Alumalloy conferisce alla superficie del prodotto finito una texture metallica fine, senza la necessità di processi di post-lucidatura.

3. Conversione degli attrezzi da giardinaggio

Le bombolette spray in alluminio e le cesoie da potatura sono realizzate dall'azienda di giardinaggio. Viene utilizzata la fusione a bassa pressione , dove il liquido di alluminio viene iniettato nello stampo a una pressione di 0,3 MPa per conferire resistenza strutturale al beccuccio, con uno spessore di appena 1,2 mm. Il peso della pala da giardinaggio in alluminio riprogettata è ridotto del 55%, il che è estremamente comodo per l'uso femminile, e il tempo di utilizzo continuo è migliorato da 30 minuti a 2 ore.

4. Riparazione di parti di veicoli

L'officina di riparazione auto ricicla l'alluminio di scarto per produrre pedali per motociclette tramite fusione. Dopo aver riscaldato l'alluminio fuso, viene aggiunto il 2% di silicio per migliorarne la fluidità e la resistenza alla trazione della fusione è di 150 MPa. Un club motociclistico utilizza questo metodo per ricondizionare i componenti di modelli obsoleti, con una spesa ridotta dell'80% rispetto all'acquisto di componenti nuovi.

5. Artigianato personalizzato

Distintivi e monete in alluminio fuso a mano. I dettagli più fini vengono prima tagliati in stampi di cera e successivamente fusi con il metodo della cera persa, che può riprodurre i dettagli con una precisione di 0,2 mm. Un menù personalizzato in alluminio per una caffetteria, con superficie anodizzata verde scuro, resistenza ai graffi superiore a quella dei materiali verniciati a spruzzo, 3 volte più resistente.

Qual è il ruolo fondamentale della fusione dei metalli nella produzione di attrezzature industriali?

1.Produzione di parti complesse

La fusione dei metalli può produrre forme complesse di componenti meccanici. Gli stampi a coltello per la tecnologia di fusione dei metalli possono produrre stampi per utensili ad alta precisione. Sono applicati alla produzione in serie di utensili da taglio meccanici su larga scala. Il metodo di fusione è particolarmente adatto per la produzione di cavità interne o componenti strutturati.

La nostra azienda utilizza una tecnologia di fusione dei metalli ad alta precisione per produrre tolleranze di lavorazione di ±0,005 mm per la produzione di utensili da taglio ad alta resistenza. Inoltre, la lunga durata dello stampo per coltelli per la fusione dei metalli riduce anche la frequenza di sostituzione dello stampo, migliorando ulteriormente l'efficienza produttiva.

2.Produzione di parti a lunga durata

Attrezzature e macchinari richiedono molteplici componenti metallici a lunga durata. I componenti resistenti all'usura vengono realizzati tramite il processo di fusione, e gli stampi a coltello per la fusione dei metalli producono stampi con una lunga durata. Questi componenti possono resistere al funzionamento ad alta intensità di attrezzature e macchinari.

3. Vantaggi costi-benefici

Il processo di fusione è più economico rispetto ad altre tecniche di lavorazione. La produzione in serie ha costi unitari molto bassi. L'utilizzo delle materie prime è ottimizzato dalla fusione. Grazie al processo di fusione, riduciamo il controllo dei costi dei produttori di macchinari.

Ottimizziamo il processo per contribuire a risparmiare tra il 20% sui costi di produzione e il nostro meccanismo di risposta ci aiuta a consegnare il 98% degli ordini nei tempi previsti. Se un cliente invia un file di progettazione di utensili in formato STP o IGS, gli ingegneri JS completeranno la valutazione della proposta e il preventivo entro 24 ore.

4. Selezione flessibile dei materiali

Il processo di fusione è applicabile a un'ampia gamma di materiali metallici. Diverse parti meccaniche possono essere realizzate con materiali diversi. La ghisa è adatta per componenti portanti come le basi delle macchine utensili. L'acciaio legato viene utilizzato per parti meccaniche che richiedono elevata resistenza. Con oltre 50 opzioni di materiali.

La nostra gamma di materiali spazia dalle leghe resistenti alle alte temperature ai compositi leggeri, consentendoci di selezionare la soluzione ottimale per le apparecchiature del cliente.

5. Flessibilità dimensionale

Il processo di fusione consente la produzione di componenti meccanici in un'ampia gamma di dimensioni. È possibile realizzare pezzi di dimensioni ridotte, anche di pochi millimetri. Anche alloggiamenti di macchine di grandi dimensioni possono essere fusi in un'unica fusione. Questa capacità risponde alle molteplici esigenze dell'ingegneria meccanica.

La nostra fusione di metalli consente innovazioni personalizzate . Abbiamo creato componenti speciali per utensili per un progetto di automazione, utilizzando stampi a coltello per la tecnologia di fusione dei metalli, riducendo i 15 passaggi della forgiatura tradizionale a tre. Questo caso dimostra che la combinazione di processi avanzati di stampaggio e fusione può migliorare significativamente l'efficienza produttiva delle attrezzature. Per informazioni sull'implementazione specifica dell'utente, è possibile contattare direttamente il team tecnico e professionale di JS.

In che modo le nuove tecnologie influiscono sulle applicazioni classiche della fusione dei metalli?

1. Stampo per stampa 3D per rivoluzionare il processo di produzione

Tecnologia di stampa 3D per ridurre gli ostacoli nella realizzazione di stampi. Gli utenti tipici utilizzano stampanti 3D desktop fotopolimerizzabili per stampare stampi per fusione, il cui prezzo varia da 5.000 a 200 dollari. Gli appassionati di fusione fai da te di alluminio applicano questo processo per stampare componenti auto personalizzati, riducendo il ciclo di sviluppo da quattro settimane a tre giorni.

2. Controllo intelligente della temperatura per migliorare la precisione dell'alluminio fuso

Il forno in miniatura è dotato di un chip di temperatura integrato. L'intervallo di deriva della temperatura dell'alluminio fuso da ±50 ℃ è sceso a ±3 ℃, con una porosità inferiore al 2%. Per la fusione di utensili da cucina in alluminio nei laboratori domestici, la percentuale di prodotto finito qualificato è aumentata dal 60% al 90%. Allo stesso tempo, la tecnologia di controllo intelligente della temperatura fornisce anche condizioni operative più stabili per la fusione di alluminio fai da te, riducendo le difficoltà iniziali per i principianti.

3. Progettazione open source per accelerare l'iterazione del prodotto

Piattaforma online per la condivisione di file di modelli di fusione . Un team di progettisti ha utilizzato i disegni in alluminio open source e ha completato la fusione delle parti decorative della fontana da giardino in tre giorni. Il riutilizzo delle soluzioni progettuali ha aumentato l'efficienza di sviluppo del 70%, fornendo ricche risorse di progettazione per progetti fai da te di fusione di alluminio e promuovendo l'innovazione nei prodotti di fusione personalizzati.

4. Tecnologia di riciclaggio dell'alluminio di scarto per ridurre i costi

Unità di fusione domestiche per la lavorazione di lattine e altri scarti. Tasso di riciclo dell'alluminio del 95%, risparmio sui costi dei materiali dell'80%. Parti di biciclette in alluminio pressofuso riciclate da hobbisti, costo di un pezzo di controllo inferiore a 5 dollari.

5. Software di simulazione che prevede i difetti di fusione

Simulazione al computer per la riduzione dei parametri di processo. Grazie all'applicazione del software di simulazione di fusione da parte degli studenti, la frequenza di ingranaggi grezzi in alluminio con tracoma difettoso è diminuita dal 40% all'8%. I test virtuali riducono il numero di tentativi ed errori del 75% tramite test fisici.

Confronto tra la fusione tradizionale e la tecnologia più recente

Nell'azienda di fusione dei metalli in cui lavori, quali sono gli ambiti che riflettono maggiormente la competitività tecnica?

In qualità di ingegnere di fonderia JS, la maggiore competitività tecnologica è rappresentata dai seguenti aspetti:

1. Capacità di produzione dei componenti principali dei robot industriali

Utilizziamo la tecnologia di lavorazione CNC a 5 assi , in grado di lavorare superfici curve complesse e forme strutturali. Nel 2023, il gruppo ha realizzato la produzione in serie di componenti per giunti robotici per una linea di produzione automobilistica, con tolleranze dimensionali entro ±0,005 mm.

2.Soluzioni di lavorazione di materiali compositi multimateriale

Abbiamo installato più di 30 linee di produzione miste di metalli e materie plastiche tecniche. I componenti strutturali in lega di titanio e fibra di carbonio compositi, realizzati per clienti del settore dei dispositivi medici, hanno raggiunto lo standard "zero difetti" con tre validazioni di processo nell'ultimo anno.

3.Integrazione del sistema di assemblaggio automatizzato

Il nostro modulo di posizionamento visivo del team è stato applicato al settore dell'elettronica 3C e il tasso di errore di una linea di assemblaggio di componenti per telefoni cellulari è stato ridotto dall'1,2% allo 0,15%.

4. Sistema di produzione a risposta rapida

Grazie al supporto di un sistema di revisione documentale basato su cloud e di algoritmi di pianificazione intelligenti, nell'ultimo trimestre siamo riusciti a far partire la produzione entro 48 ore nel 98% degli ordini urgenti. Uno dei progetti di staffe in lega di alluminio di un cliente del settore aerospaziale è stato completato in soli 5 giorni lavorativi, dalla conferma del disegno alla prima consegna.

5. Applicazione di tecnologie di produzione sostenibili

Il sistema di riciclo del refrigerante a circuito chiuso menzionato, entrato in produzione lo scorso anno, ha ridotto del 18% i costi dei materiali di consumo nel processo di lavorazione di precisione, mentre le emissioni di liquidi di scarto industriali sono state ridotte del 35%.

Disclaimer

Il contenuto di questa pagina è solo a scopo informativo. Serie JS Non vi sono dichiarazioni o garanzie, esplicite o implicite, in merito all'accuratezza, completezza o validità delle informazioni. Non si deve dedurre che un fornitore o produttore terzo fornirà parametri di prestazione, tolleranze geometriche, caratteristiche di progettazione specifiche, qualità e tipologia dei materiali o lavorazione tramite la rete Longsheng. È responsabilità dell'acquirente richiedere un preventivo per i componenti. Identificare i requisiti specifici per queste sezioni. Contattateci per ulteriori informazioni .

Squadra JS

JS è un'azienda leader del settore, specializzata in soluzioni di produzione personalizzate. Vantiamo oltre 20 anni di esperienza con oltre 5.000 clienti e ci concentriamo su lavorazioni CNC ad alta precisione, lavorazione della lamiera , stampa 3D , stampaggio a iniezione , stampaggio di metalli e altri servizi di produzione completi.

Il nostro stabilimento è dotato di oltre 100 centri di lavoro a 5 assi all'avanguardia, certificati ISO 9001:2015. Forniamo soluzioni di produzione rapide, efficienti e di alta qualità a clienti in oltre 150 paesi in tutto il mondo. Che si tratti di piccoli volumi di produzione o di personalizzazioni su larga scala, possiamo soddisfare le vostre esigenze con consegne rapide entro 24 ore. Scegli JS Technology : efficienza nella selezione, qualità e professionalità.
Per saperne di più, visita il nostro sito web: www.cncprotolabs.com

Riepilogo

La tecnologia di fusione dei metalli è uno dei fondamenti dell'industria moderna. Questa tecnologia promuove l'evoluzione di diversi settori. La fusione offre numerosi vantaggi. È possibile lavorare vari materiali metallici e il processo può creare prodotti dalle forme complesse. Miglioriamo la precisione della fusione perfezionando la tecnologia e le attrezzature utilizzate riducono il consumo energetico in produzione e diminuiscono i difetti del prodotto.

La tecnologia di fusione dei metalli continua a innovare, rappresentando una solida garanzia per lo sviluppo delle industrie e riveste un valore elevato nella nuova era.

Domande frequenti

1. Quali sono i vantaggi del processo di fusione?

In grado di produrre parti di forma complessa, adatte alla produzione di massa, elevato utilizzo di materiali, costi inferiori, possibilità di scegliere una varietà di metalli (ad esempio ferro, alluminio, rame, ecc.), il processo è maturo e stabile, adatto alla produzione di parti ingombranti e le proprietà meccaniche dei prodotti sono eccellenti.

2. La fusione può produrre parti complesse?

È possibile produrre parti complesse, fonderle in un unico pezzo con cavità cave e realizzare componenti curvi a pareti sottili. Utilizzando la stampa 3D con stampi in sabbia e la tecnologia di ottimizzazione della simulazione, possiamo realizzare parti di precisione come pale di turbine multicanale.

3. La lega di alluminio è adatta alla fusione?

Le leghe di alluminio sono adatte alla fusione perché possiedono un'eccellente fluidità e un basso ritiro fuso, che consentono lo stampaggio preciso di strutture complesse. La lega è resistente alla corrosione e leggera, e quindi ideale per applicazioni di fusione come componenti di motori automobilistici e componenti aerospaziali.

4.Qual è la tendenza futura del casting?

Si svilupperà verso l'intelligenza e la digitalizzazione, combinando stampa 3D e intelligenza artificiale per ottimizzare i processi. Produzione ecologica attraverso il risparmio energetico, la riduzione delle emissioni e l'utilizzo di materiali rinnovabili per raggiungere la sostenibilità. Tecnologia di fusione di precisione per migliorare il tasso di qualificazione di componenti complessi oltre il 98%, per promuovere l'aggiornamento della produzione di attrezzature di fascia alta.

Risorse

fusione di metalli

Sabbia da modellare

Fusione a schiuma persa