Hva er støping
Støping er en produksjonsprosess som brukes til å produsere metalldeler med høy dimensjonsnøyaktighet og overflatefinish. Det innebærer å presse smeltet metall inn i et formhulrom under høyt trykk. Formhulrommet skapes av to herdede ståldyser som maskineres til ønsket form.
Prosessen starter med smelting av metallet, vanligvis aluminium, sink eller magnesium, i en ovn. Det smeltede metallet sprøytes deretter inn i formen under høyt trykk ved hjelp av en hydraulisk presse. Metallet størkner raskt inne i formen, og de to halvdelene av formen åpnes for å frigjøre den ferdige delen.
Støping er mye brukt til å produsere deler med komplekse former og tynne vegger, som motorblokker, girkasser og diverse bil- og luftfartskomponenter. Prosessen er også populær i produksjonen av forbruksvarer, som leker, kjøkkenutstyr og elektronikk.
Trykkstøping
Pressstøping er en ganske spesialisert prosess som har utviklet seg mer overveiende i løpet av det 20. århundre. Den grunnleggende prosessen består av: smeltet metall helles/injiseres i en stålform, og via høy hastighet, konstant og intensiverende trykk (ved pressstøping) og avkjøling størkner det smeltede metallet til et fast støpegods. Vanligvis tar selve prosessen bare noen få sekunder og er en rask måte å forme metallprodukt fra råmateriale. Pressstøping er egnet for materialer som tinn, bly, sink, aluminium, magnesium til kobberlegeringer og til og med jernlegeringer som rustfritt stål. De viktigste legeringene som brukes i dag i pressstøping er aluminium, sink og magnesium. Fra de tidlige støpemaskinene som orienterte støpeverktøy i vertikal retning til den nå vanlige standarden for horisontal retning og drift, fire strekkstangstramming og fullstendig datastyrte prosesstrinn har prosessen utviklet seg gjennom årene.
Industrien har vokst til en verdensomspennende produksjonsmaskin som lager komponenter for en rekke bruksområder, hvorav mange vil være innen rekkevidde for en selv ettersom produktanvendelsene til støpegods er så mangfoldige.
Fordeler med trykkstøping
Noen av fordelene med høytrykksstøping:
• Prosessen er egnet for produksjon i store mengder.
• Produser ganske komplekse støpegods raskt sammenlignet med andre metallformingsprosesser (f.eks. maskinering).
• Høyfaste komponenter produsert i støpt tilstand (avhengig av komponentdesign).
• Dimensjonal repeterbarhet.
• Tynne veggseksjoner mulig (f.eks. 1–2,5 mm).
• God lineær toleranse (f.eks. 2 mm/m).
• God overflatefinish (f.eks. 0,5–3 µm).
Prosessen med varmkammertrykkstøping innebærer smelting av metallbarre i en ovn som er plassert nær/integrert med den faste halvplaten på støpemaskinen og injisering av smeltet metall via et nedsenket stempel direkte gjennom svanehalsen og dysen og inn i støpeverktøyet. Svanehalsen og dysen krever oppvarming for å forhindre at metallet fryser før det når støpehulrommet. Hele oppvarmings- og smeltet metallelement i denne prosessen er der betegnelsen varmt kammer kommer fra. Støpeskuddvekten dikteres av slaglengden, lengden og diameteren på stempelet, samt hylse-/kammerstørrelsen, og dysen spiller også en rolle som bør tas i betraktning ved støpedesign. Når metallet har størknet i støpehulrommet (tar bare noen få sekunder), åpnes den bevegelige halvplaten på maskinen, som den bevegelige halvdelen av støpeformen er festet til, og støpegodset kastes ut av støpeflaten og fjernes fra verktøyet. Støpeflatene smøres deretter via et sprøytesystem, støpeformen lukkes, og prosessen sykluseres på nytt.
På grunn av dette «lukkede» metallsmelte-/injeksjonssystemet og minimale mekaniske bevegelser kan varmkammerstøping gi bedre produksjonsøkonomier. Sinkmetalllegering brukes primært i varmkammerstøping med trykk, som har et ganske lavt smeltepunkt, noe som gir ytterligere fordeler i form av lav slitasje på maskiner (beholder, svanehals, hylse, stempel, dyse) og også lav slitasje på støpeverktøy (så lengre verktøylevetid sammenlignet med aluminiumstøpeverktøy – avhengig av godkjenning av støpekvaliteten).
Navnet kaldt kammer kommer fra prosessen der smeltet metall helles i et kaldt kammer/skuddhylse som er festet gjennom den faste halve dyseplaten til baksiden av det faste halve dyseverktøyet. Ovner for smeltet metall er vanligvis plassert så nært som praktisk mulig skuddenden av støpemaskinen, slik at en manuell operatør eller en automatisk helleøse kan trekke ut det smeltede metallet som kreves for hvert skudd/syklus med en øse og helle det smeltede metallet i et hellehull i hylsen/skuddkammeret. En stempelspiss (som er en slitesterk og utskiftbar del, presisjonsmaskinert til skuddhylsens indre diameter med tillatelse til termisk ekspansjon) koblet til maskinens stempel skyver det smeltede metallet gjennom skuddkammeret og inn i dysehulrommet. Når støpemaskinen blir bedt om det, vil den utføre det første trinnet for å skyve det smeltede metallet forbi hellehullet i hylsen. Ytterligere trinn finner sted under økt hydraulisk trykk fra stempelet for å injisere det smeltede metallet inn i dysehulrommet. Hele prosessen tar sekunder, det raske og intensiverende trykket samt fallet i metalltemperatur får metallet til å størkne i dysehulrommet. Den bevegelige halvdelen av platen på støpemaskinen åpnes (hvor den bevegelige halvdelen av støpeverktøyet er festet) og kaster ut det størknede støpegodset fra verktøyets støpeflate. Støpegodset fjernes, støpeflatene smøres med et sprøytesystem, og deretter gjentas syklusen.
Kaldkammermaskiner er egnet for støping av aluminium, deler på maskinen (skuddhylse, stempelspiss) kan byttes ut over tid, hylser kan metallbehandles for å øke holdbarheten. Aluminiumslegering smeltes i en keramisk digel på grunn av aluminiums relativt høye smeltepunkt og behovet for å redusere risikoen for jernopptak, som er en risiko i jernholdige digler. Fordi aluminium er en relativt lett metalllegering, gir det mulighet for støping av store og tunge støpegods eller der økt styrke og letthet i støpegods er nødvendig.
