14 prinsip utama desain struktur pengecoran cetakan
- Ketebalan dinding bagian
✅ Ketebalan dinding yang sesuai —(1) Ketebalan dinding bagian yang sesuai
Ketebalan dinding bagian cetakan die-casting terlalu tipis, sehingga sulit diisi selama proses die-casting dan rentan terhadap pengisian yang buruk. Ketebalan dinding bagian cetakan die-casting terlalu tebal dan bagian internal rentan muncul.
Butirannya kasar, menyebabkan cacat seperti rongga penyusutan dan pori-pori, dan pada saat yang sama, terjadi cekungan pada permukaan luar, yang mengurangi sifat mekanik hasil pengecoran. Bagian berdinding tipis memiliki kepadatan yang baik, yang relatif meningkatkan kekuatan dan ketahanan tekanan hasil pengecoran. Selain itu, jika ketebalan dinding terlalu tebal, akan meningkatkan berat bagian dan membuang terlalu banyak logam, sehingga meningkatkan biaya. Secara umum, ketebalan dinding bagian cetakan die casting Seharusnya tidak melebihi 5 mm.
Jika area lokal bagian tersebut terlalu tebal, desain berongga harus digunakan untuk membuat ketebalan dinding keseluruhan bagian tersebut seragam. Ini tidak hanya akan menghindari cacat seperti lubang penyusutan di area ketebalan dinding, tetapi juga mengurangi berat bagian tersebut, sehingga mendapatkan dua keuntungan sekaligus.
💡(2) Ketebalan dinding bagian-bagiannya seragam, dan terdapat transisi yang merata di mana ketebalan dinding berubah.
📏Ketebalan dinding setiap bagian cetakan die casting harus seragam atau sangat mendekati seragam. Jika tidak dapat seragam karena alasan fungsional atau lainnya, rasio ketebalan dinding terhadap ketebalan dinding tidak boleh melebihi 3 kali. Perlu dipertimbangkan untuk meningkatkan kemiringan guna memperlambat perubahan drastis pada ketebalan dinding, jika tidak, hal itu akan memengaruhi aliran logam cair dan menghasilkan saluran aliran yang buruk atau cacat kerutan. Selain itu, karena perbedaan waktu pembekuan dinding yang lebih tebal dan lebih tipis, tegangan yang tidak merata akan diberikan pada produk, yang dapat dengan mudah menyebabkan retak dan deformasi bagian-bagian tersebut. Jika ada perubahan tajam pada ketebalan dinding di bagian tersebut, perlu dipertimbangkan untuk meningkatkan kemiringan guna memperlambat perubahan dan membuat transisi menjadi seragam.
- Lubang minimum pada cetakan die casting
🔧 Lubang terlalu kecil / lubang terlalu dalam → buat tanda posisi cetakan lalu mesin (menambah biaya). Harus mempertimbangkan jarak antara lubang, alur, dan tepi untuk memastikan kekuatan cetakan die-casting tahan terhadap benturan logam suhu tinggi & tekanan termal.
- Hindari penipisan berlebihan pada bagian-bagian cetakan die-casting.
⚠️ Bagian cetakan yang tipis = kekuatan rendah → mudah berubah bentuk, bengkok, dan patah pada suhu tinggi.
- Desain rusuk penguat
🎯 Fungsi
Salah satu tujuannya adalah untuk meningkatkan kekuatan produk dan mencegah deformasi bagian-bagiannya. (Cara meningkatkan kekuatan bukan hanya dengan menambah ketebalan dinding). Tujuan kedua adalah untuk membantu aliran logam cair.
✔️ (1) Ukuran tulang rusuk penguat
Persyaratan desain penguat
- Ketebalan pangkal tulangan penguat umumnya tidak lebih besar dari ketebalan dinding di sini.
- Sudut kemiringan rusuk penguat adalah 1°∼3°.
- Fillet harus ditambahkan pada pangkal rusuk penguat untuk menghindari perubahan drastis pada penampang bagian tersebut, sekaligus membantu aliran logam cair, mengurangi konsentrasi tegangan pada bagian tersebut, dan meningkatkan kekuatan bagian tersebut. Jari-jari fillet umumnya mendekati ketebalan dinding bagian tersebut.
- Tinggi tulangan penguat tidak boleh melebihi 5 kali ketebalan tulangan penguat.
- Sudut draf
🔹 Tiga material paduan die-casting yang umum digunakan, yaitu paduan aluminium, paduan seng, dan paduan magnesium, memiliki daya rekat yang berbeda terhadap cetakan die-casting, dan kemiringan pelepasan cetakannya adalah:
- Daya rekat antara paduan aluminium dan cetakan die-casting adalah yang terbesar, dan kemiringan permukaan bagian dalam umumnya 1°.
- Daya rekat antara paduan magnesium dan cetakan die-casting sedikit lebih rendah dibandingkan dengan paduan aluminium, dan kemiringan pelepasan cetakan permukaan bagian dalam umumnya adalah 0,75°.
- Daya rekat antara paduan seng dan cetakan die-casting adalah yang terkecil, dan sudut kemiringan permukaan bagian dalam umumnya 0,5°.
Kemiringan permukaan luar bagian cetakan die-casting dapat dua kali lipat kemiringan permukaan dalam untuk memastikan bahwa bagian tersebut tetap berada di sisi punch saat dilepas dari cetakan.
- Desain sudut membulat
🚫
(1) Hindari sudut tajam eksternal
Selain rentan terhadap pengisian yang buruk, struktur logam yang tidak padat, dan kekuatan yang rendah karena terlalu tipis, sudut tajam juga dapat dengan mudah menyebabkan masalah keselamatan.
(2) Desain sudut dalam yang membulat untuk menghindari sudut dalam yang tajam
Fillet pada sambungan dinding ke dinding sangat berpengaruh terhadap kinerja dan kualitas komponen serta umur cetakan:
- Membantu aliran logam cair, mengurangi arus pusaran atau turbulensi, meningkatkan kinerja pengisian, dan memfasilitasi pembuangan gas.
- Sudut yang tajam dapat dengan mudah menyebabkan konsentrasi tegangan pada hasil pengecoran dan mengakibatkan kerusakan berupa retakan. Bahkan jika tidak ada retakan, konsentrasi tegangan akan menyebabkan bagian tersebut rusak akibat pengaruh gaya.
Sudut-sudut yang membulat pada hasil pengecoran cetakan dirancang untuk menghindari konsentrasi tegangan, sehingga meningkatkan kekuatan hasil pengecoran cetakan.
- Meningkatkan masa pakai cetakan die-casting.
- Ketika hasil cetakan die casting perlu dilapisi listrik, sudut yang membulat dapat menghasilkan lapisan yang seragam dan mencegah pengendapan pada sudut yang tajam.
Ukuran fillet bagian dalam umumnya ditentukan oleh ketebalan dinding bagian tersebut, dan ukuran radius fillet bagian luar adalah ketebalan dinding bagian tersebut ditambah radius fillet bagian dalam. Radius fillet tidak boleh terlalu besar. Jika radius fillet terlalu besar dan area lokal bagian tersebut terlalu tebal, cacat seperti rongga penyusutan, pori-pori, dan cekungan pada permukaan luar bagian tersebut dapat dengan mudah terjadi.
- Desain pilar
(1) Hindari pilar terlalu dekat dengan dinding atau pilar terlalu dekat (mengakibatkan dinding cetakan tipis atau dinding produk tebal)
Desain pilar perlu mengikuti prinsip ketebalan dinding yang seragam dan menghindari ketebalan dinding lokal yang berlebihan.
(2) Kurangi ketinggian pilar sebisa mungkin
Tinggi pilar tidak boleh terlalu tinggi, jika terlalu tinggi akan menurunkan kekuatan pilar dan menyulitkan proses pengisian.
(3) Tambahkan penguatan di sekitar pilar
Penambahan rusuk penguat di sekeliling pilar dapat meningkatkan kekuatan pilar dan membantu pengisian pilar. Desain pilar yang terisolasi sebaiknya dihindari.
(4) Mendesain ulang pilar miring untuk menyederhanakan struktur cetakan
Ketika pilar-pilar dimiringkan, optimasi desain yang wajar dapat menyederhanakan struktur cetakan dan mengurangi biaya cetakan.
- Karakter
🔠 (1) Lebih baik jika karakter menonjol dari permukaan bagian
Dalam hal ini, biaya pemrosesan cetakan relatif rendah, dan biaya perawatan cetakan juga rendah.
(2) Dimensi karakter yang relevan
Ukuran karakter harus mampu memastikan karakter dapat terisi dengan lancar. Lebar karakter minimum W adalah 0,25 mm, tinggi H adalah 0,25-0,5 mm, dan kemiringan pelepasan cetakan θ adalah 10°, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah. Pada saat yang sama, karakter umumnya tidak ditempatkan di dinding samping. Hal ini akan menyebabkan karakter melengkung dan tidak dapat dilepas dari cetakan.
- Benang
🧵 (1) Hindari desain ulir penuh untuk ulir luar;
(2) Thread internal tidak boleh di-cast secara langsung;
- Memberikan kemudahan untuk melepas flash dan gerbang.
✂️ (1) Hindari sudut tajam antara dinding bagian dan permukaan pemisah
(2) Sederhanakan bagian dan hindari bentuk permukaan pemisah yang rumit (yang menyulitkan penghilangan flash)
(3) Hindari persyaratan penghapusan flash dan gate yang ketat, kurangi proses dan kurangi biaya.
- Persyaratan toleransi untuk pengecoran cetakan
🎯 (1) Akurasi toleransi dimensi cetakan die casting
Akurasi toleransi dimensi pada hasil pengecoran die dipengaruhi oleh permukaan pemisah dan mekanisme penarikan inti.
(2) Meminimalkan persyaratan toleransi cetakan die casting sambil memenuhi kinerja komponen.
Toleransi komponen yang ketat pasti akan berarti toleransi cetakan yang ketat, dan biaya cetakan pasti akan meningkat.
Cetakan Pengecoran DieMasa pakai dapat dipersingkat oleh persyaratan toleransi yang berlebihan.
Untuk menjaga toleransi dimensi komponen yang ketat, cetakan die casting harus dirawat dan diganti secara berkala.
Menggunakan lebih banyak bagian cetakan die-cast dan inspeksi dimensi cetakan die-cast frekuensi tinggi untuk memastikan toleransi yang ketat pada komponen akan meningkatkan biaya komponen.
Tingkat cacat yang lebih tinggi pada hasil pengecoran cetakan.
(3) Untuk menghindari pemrosesan mekanis, coba tingkatkan persyaratan toleransi
Menghindari proses pemesinan mengurangi biaya komponen.
(4) Memilih permukaan pemisah secara wajar untuk meningkatkan akurasi dimensi bagian-bagian penting
- Jika konsentrisitas D1 dan D2 penting, pilih CC sebagai garis pemisah.
- Jika konsentrisitas D1 dan D3 penting, pilih BB sebagai garis pemisah.
- Jika Anda perlu memastikan bahwa diameter D1 konsisten di ujung kiri atau kanan, pilih AA sebagai garis pemisah.
- Sederhanakan struktur cetakan dan kurangi biaya cetakan.
🏗️ (1) Hindari undercut di dalam bagian
Lekukan internal diperoleh melalui mekanisme penarikan inti samping atau pemrosesan sekunder, yang akan secara signifikan meningkatkan biaya cetakan atau komponen.
Desain komponen yang tepat untuk menghindari lekukan internal dapat mengurangi biaya cetakan atau komponen.
(2) Hindari pemotongan di bagian luar komponen
(3) Hindari penghalangan mekanisme penarikan inti
(4) Hindari sudut membulat pada permukaan pemisah cetakan die-casting
Permukaan pemisah memiliki sudut membulat, cetakan die-casting kompleks, dan pemrosesan cetakan sulit. Kekuatan cetakan pada sudut membulat rendah dan masa pakainya berkurang.
(5) Memilih permukaan pemisah secara wajar dan menyederhanakan struktur cetakan
Pemilihan permukaan pemisah harus membuat struktur cetakan sederhana, cetakan mudah diproses, dan biaya cetakan rendah.
Jika AA dipilih sebagai permukaan pemisah, maka D1 dan D3 perlu ditarik intinya. Struktur cetakannya kompleks dan biaya cetakannya tinggi.
Jika BB atau CC dipilih sebagai permukaan pemisah, struktur cetakan akan sederhana dan biaya cetakan akan rendah.
- Pemrosesan mekanis
⚙️ Hindari pengerjaan mesin jika memungkinkan.
Pemesinan cetakan corSebaiknya dihindari sebisa mungkin karena:
- Komponen hasil cetakan die-casting dapat mencapai akurasi dimensi dan kualitas permukaan yang tinggi. Saat mendesain produk, persyaratan dimensi dan kualitas permukaan yang longgar dapat diajukan untuk komponen die-casting guna menghindari pemrosesan mekanis.
- Lapisan permukaan hasil pengecoran logam padat dan rapat, dengan sifat mekanik yang tinggi. Pemrosesan mekanis dapat merusak lapisan permukaan padat hasil pengecoran logam tersebut.
- Terkadang terdapat pori-pori di dalam komponen hasil pengecoran logam. Pori-pori tersebut akan terlihat setelah proses pemesinan, yang akan memengaruhi penggunaan komponen tersebut.
- Proses pemesinan dapat meningkatkan biaya komponen secara signifikan.
- Gunakan cetakan die casting untuk menyederhanakan struktur produk dan mengurangi biaya produk.
💰
(1) Gunakan cetakan die casting sebagai pengganti komponen yang dikerjakan dengan mesin
Memanfaatkan fakta bahwa biaya proses pengecoran cetakan Karena biaya produksi lebih rendah daripada proses pemesinan, penggunaan komponen hasil cetakan die-casting sebagai pengganti komponen hasil pemesinan dapat secara signifikan mengurangi biaya komponen dengan tetap memenuhi kekuatan dan akurasi dimensi komponen.
(2) Menggunakan cetakan die casting untuk mengurangi jumlah komponen dan menyederhanakan struktur produk
- Gunakan komponen hasil cetakan die-casting sebagai pengganti komponen plastik.
Memanfaatkan sifat anti-radiasi elektromagnetik dari hasil pengecoran logam.
- Gunakan komponen hasil cetakan die casting sebagai pengganti komponen lembaran logam dan komponen hasil pemesinan.