Castings del sistema de control eléctrico: ¿por qué los sistemas de control electrónico no pueden hacer sin pieles de precisión?

¿Qué es las piezas de fundición del sistema de control eléctrico?

Sistema de control eléctrico Castings Die son piezas de metal de alta precisión diseñadas y fabricadas para varios módulos de control electrónico, sistemas de accionamiento, carcasas de alimentación y otros escenarios de aplicación. Este tipo de producto utiliza principalmente aleación de aluminio y se forma en un solo paso a través de la fundición a alta presión. Tiene muchas ventajas, como alta resistencia estructural, alta precisión dimensional y un buen rendimiento de disipación de calor. Se utiliza ampliamente en sistemas clave como nuevos controladores de vehículos de energía, equipos de fabricación inteligentes, módulos electrónicos de energía y equipos de comunicación.

Principio central

El núcleo de las fundiciones del sistema de control eléctrico es la fundición a alta presión (HPDC), que es un proceso de formación de metales eficiente y de alta precisión que es particularmente adecuado para la producción en masa de piezas de aleación de aluminio complejas.

El proceso incluye principalmente cuatro pasos clave:

Fiesta de metal: aleación de aluminio de alta pureza y caliéntela al líquido en un horno especial. Para garantizar la fluidez y el rendimiento final, el proceso de fundición controlará estrictamente el contenido de temperatura e impurezas.

Inyección de alta presión: el metal fundido se inyecta en el molde de acero de precisión a una velocidad extremadamente alta y alta presión a través de la máquina de fundición a muerte. La inyección de alta presión asegura que el metal llene completamente la cavidad compleja del molde, incluidas las aletas finas del disipador de calor, los orificios de los pasadores, las roscas internas y otras microestructuras.

Enfriamiento rápido: el molde tiene una excelente conductividad térmica y puede enfriar rápidamente el líquido de aluminio en un estado sólido en segundos. Este rápido proceso de solidificación puede refinar los granos y hacer que la estructura sea densa, mejorando así las propiedades mecánicas y la estabilidad dimensional del producto terminado.

Demolting y postprocesamiento: las piezas de aluminio solidificadas se expulsan y desmolden automáticamente, seguidos de desgaste, molienda, acabado de CNC, tratamiento de superficie y otros enlaces para cumplir con los requisitos de uso de los sistemas de control electrónico.

¿Por qué la fundición de die es particularmente adecuada para los sistemas de control electrónico?

Estructura integrada compleja: los métodos de procesamiento tradicionales a menudo requieren que se ensamblaran múltiples partes, mientras que la fundición a alta presión puede formar estructuras complejas en un momento, reduciendo efectivamente los enlaces de ensamblaje y mejorando la estabilidad del producto.

Demanda liviana: la aleación de aluminio tiene una baja densidad, solo 1/3 de acero. Combinado con la tecnología de fundición de troqueles de pared delgada, es propicio para la reducción general del peso del producto, especialmente adecuado para campos sensibles al peso, como nuevas unidades de control de vehículos de energía y módulos de aviónica.

Buena conductividad térmica: el módulo de control electrónico continuará generando calor durante la operación. Las castigas a muerte de aleación de aluminio pueden transferir rápidamente el calor a la estructura de disipación de calor o alojamiento externo, protegiendo así los chips, condensadores, inductores y otros componentes internos y mejorando la confiabilidad del sistema.

Alta consistencia, adecuada para la producción en masa: el proceso de formación de moho garantiza la consistencia entre los productos, y la tolerancia puede controlarse de manera estable dentro de ± 0.05 mm, lo que reduce en gran medida el error de ensamblaje causado por la desviación dimensional y es adecuada para las fábricas OEM/ODM.

Características del núcleo

Alta precisión: hecha de moldes de alta precisión, la tolerancia dimensional de las castas de troqueles se puede controlar dentro de ± 0.05 mm, lo que puede cumplir con los requisitos de diseño estructural complejo, como agujeros de alfiler, aletas de disipación de calor y costillas de refuerzo. Es particularmente crítico para componentes pequeños y de tamaño mediano y altamente integrado de los sistemas de control electrónico.

Conductividad térmica y eléctrica: la aleación de aluminio en sí misma tiene una excelente conductividad térmica (conductividad térmica de 150 ~ 200 w/m · k) y una cierta conductividad eléctrica, lo que ayuda a disipar rápidamente el calor dentro del sistema de control y mejorar la estabilidad y la vida útil de toda la máquina; Al mismo tiempo, también puede proporcionar una buena base de contacto eléctrico en algunas partes de conexión.

Resistencia y durabilidad: las piezas de aluminio fundidas por el trozo generalmente tienen una resistencia a la tracción de más de 200MPa, lo cual es suficiente para hacer frente a entornos de trabajo duros como vibración, expansión térmica y contracción, y choque actual. Se desempeñan bien en productos como controladores industriales, cajas de control automotrices y unidades de accionamiento de motor.

¿Por qué los sistemas de control electrónico deben usar fundiciones de die?

Garantía de precisión: la estructura a nivel de micrones se forma en un paso para cumplir con los requisitos de diseño complejos

Como portador altamente integrado, los componentes centrales de los sistemas de control electrónico tienen requisitos extremadamente estrictos en la precisión estructural. Especialmente en piezas clave como interfaces enchufables, agujeros de tornillo, estructuras de disipación de calor y ranuras de posicionamiento, incluso las desviaciones a nivel de micras pueden causar interrupción de la señal, mal contacto, desplazamiento del ensamblaje o función anormal de toda la máquina. El moldeo de inyección de plástico tradicional o el estampado de chapa es difícil de cumplir con las formas geométricas complejas, al tiempo que tiene en cuenta la alta precisión y la estabilidad. La tecnología de fundición a muerte de alta presión, con moldes de alta precisión de procesos de moldeo de alta velocidad a alta presión, puede controlar la tolerancia dimensional dentro de ± 0.05 mm, lo que no solo garantiza la precisión estructural, sino que también completa la integración de múltiples áreas funcionales en un moldeo.

Aletas de disipador de calor: se pueden moldear directamente en el molde en un solo paso, eliminando el procesamiento secundario de CNC

Los disipadores de calor tradicionales a menudo deben procesarse mediante fresado CNC o un ensamblaje posterior para procesar estructuras complejas de aletas, que no solo aumentan los costos, sino que también tienen el problema de mala consistencia. Las fundiciones de die pueden formar una estructura de aleta fina multidireccional multidireccional en el molde a la vez, con control de precisión estable y alto acabado superficial. Esto no solo reduce significativamente la dificultad de fabricación, sino que también mejora el área de disipación de calor y la eficiencia, que es particularmente adecuada para el diseño de la carcasa de disipación de calor de módulos electrónicos de alta potencia y componentes sensibles al calor.

Estructura de ranura/guía terminal: garantizar una alineación precisa de los módulos enchufables y mejorar la eficiencia del ensamblaje

Para áreas funcionales como las ranuras del conector, las guías de hebilla y los soportes de posicionamiento, la tecnología de fundición de matriz puede completar directamente su diseño de microestructura durante el proceso de moldeo para garantizar que los pines estén posicionados con precisión, la conexión es confiable y no hay una deflexión o posición vacía. Esto es particularmente crítico para la inserción rápida de componentes electrónicos, como controladores y controladores, bajo cableado de alta densidad, lo que mejora en gran medida la eficiencia de ensamblaje automatizada y la conveniencia de reemplazo del módulo de la línea de producción.

Consistencia del producto: adecuada para la producción en masa, cada parte es casi la misma, lo que es conveniente para la producción automatizada

Una de las mayores ventajas de las piezas de fundición es su excelente repetibilidad. Con la ayuda de moldes de acero de alta rigidez y sistemas de inyección de alta velocidad, cada parte casi puede mantener una estructura y tamaño consistentes durante el proceso de fundición de troqueles. Esta alta consistencia no solo garantiza la estandarización del ensamblaje posterior, sino que también reduce en gran medida la tasa de desecho de inspección de calidad causada por las diferencias individuales, mejora la eficiencia general de producción y es muy adecuado para escenarios de fabricación automatizados de tolerancia a cero tolerancia a mediana y gran volumen en los sistemas de control electrónicos.

Revolución de la gestión térmica: conducción de calor rápido, rompiendo el cuello de botella térmico de equipos de alta potencia

Con la creciente densidad de energía de los sistemas de control en vehículos eléctricos, automatización industrial, nuevos equipos de energía y otros campos, el calor se ha convertido en una de las mayores amenazas para la estabilidad del sistema. Los interruptores de alta frecuencia, los chips eléctricos y los módulos de procesador generarán mucho calor en muy poco tiempo cuando estén en funcionamiento continuo. Si el calor no puede disiparse en el tiempo, no solo disminuirá el rendimiento, sino que también puede causar daños o quemaduras en el dispositivo. Por lo tanto, la gestión térmica se ha convertido en una de las consideraciones centrales en el diseño de sistemas de control electrónico.

Las castigas a la aleación de aluminio se han convertido en una elección de material ideal para las funciones de manejo térmico de estructura integrada debido a su excelente conductividad térmica y la capacidad de lograr un moldeo integrado de estructuras complejas. Son especialmente adecuados para portadores estructurales, carcasas y componentes de difusión de calor de los módulos electrónicos de alta potencia.

Realice directamente el calor a la carcasa o disipador de calor para evitar la acumulación de calor local.

La estructura de aleación de aluminio con fundición en sí misma es un medio eficiente de conducción de calor. En el diseño, el elemento de fuente de calor se puede unir directamente a la cubierta de aluminio a través de una almohadilla térmica o grasa térmica para realizar rápidamente el calor a toda la superficie de la carcasa, y luego disiparlo a través de la convección natural o el sistema de enfriamiento de aire. En comparación con la estructura que requiere un montaje adicional de disipadores de calor, este diseño integrado reduce en gran medida la ruta de resistencia térmica, evita efectivamente el problema de la "isla de calor" causado por el aumento excesivo de la temperatura local y mejora el equilibrio térmico general.

Las aletas, los respiraderos y los canales de calor se pueden formar en una sola pieza, y el diseño es flexible

Una de las mayores ventajas del proceso de fundición a muerte es su capacidad de moldeo única para estructuras complejas. A través del diseño de moho de precisión, las aletas de disipación de calor de múltiples capas, los canales de ventilación, las columnas térmicas y otras estructuras de gestión térmica se pueden integrar en la carcasa de aleación de aluminio sin el procesamiento o soldadura CNC posterior. Los diseñadores pueden diseñar libremente de acuerdo con la distribución de los elementos de calefacción y la dirección del flujo de aire para maximizar la eficiencia de la disipación de calor. Esta alta integración también reduce el número de componentes y dificultades de ensamblaje, mejorando significativamente la confiabilidad general y la libertad del diseño del sistema.

Referencia de casos: Solución integrada de disipación de calor de la estructura de la ECU de vehículos eléctricos

Tomando el módulo de control de la ECU de un vehículo eléctrico como ejemplo, múltiples chips de alta potencia, sensores y módulos de comunicación deben ejecutarse de manera estable durante mucho tiempo dentro, lo que tiene requisitos extremadamente altos para la gestión térmica. En un diseño típico, la placa de circuito ECU está directamente integrada en la carcasa de aluminio fundido a troquel, y el exterior de la carcasa de aluminio está conectada a la placa de enfriamiento de líquido de la batería para formar una ruta de intercambio de calor, realizando la conducción continua de calor de la fuente → Piezas estructurales → Sistema de enfriamiento y construyendo un eficiente sistema de manejo térmico de "partes estructurales como radiadores". ".". ".". ".". ".". ". Este método no solo mejora la eficiencia térmica, sino que también ahorra espacio estructural, lo que hace que el sistema electrónico del vehículo sea más compacto y más confiable.

Castings de die o plásticos/chapa: ventajas generales en la gestión térmica

En comparación con las carcasas de plástico, las piezas de fundición de troqueles de aluminio tienen casi 100 veces la conductividad térmica y pueden exportar el calor al instante, mientras que los plásticos no tienen una función de disipación de calor e incluso pueden deformarse debido a las altas temperaturas. En comparación con las estructuras de chapa tradicionales, el aluminio fundido no solo tiene una mejor conductividad térmica, sino que también puede lograr una mayor integración estructural y control de precisión. Además, las fundiciones de troqueles son más estables en la distribución del estrés térmico y no se deforman o agrietan fácilmente debido a cambios drásticos de temperatura. Esto le permite mantener la fiabilidad y el rendimiento estable en diferencias de temperatura extrema y entornos operativos de alta carga.

Demanda liviana: la resistencia estructural permanece sin cambios, el peso se reduce en más del 30%

Con la tendencia de una densidad cada vez más alta y una alta complejidad de los sistemas de control electrónico, cómo controlar el peso de manera efectiva sin sacrificar la fuerza estructural y la durabilidad se ha convertido en un tema central de preocupación para los fabricantes en los campos industriales y automotrices. Las castas de muerte de aleación de aluminio se han convertido en un material ideal para realizar un diseño liviano del sistema debido a sus ventajas únicas de baja densidad (aproximadamente 2,7 g/cm³) pero buenas propiedades mecánicas.

Especialmente en escenarios como nuevos vehículos de energía, equipos inteligentes y automatización industrial, la ligera peso no solo significa portabilidad y belleza, sino que también está directamente relacionada con la gestión del consumo de energía, la resistencia, la velocidad de respuesta del sistema y los costos de transporte. Por lo tanto, se está convirtiendo en un requisito rígido para el diseño convencional.

Tendencia liviana de nuevos vehículos de energía: afecta directamente la resistencia y la eficiencia energética del vehículo

En el campo de los nuevos vehículos de energía, en un momento en que la densidad de energía de la batería aún no ha hecho un avance significativo, reducir el peso del vehículo se ha convertido en un camino realista para mejorar la resistencia. Según los datos de la investigación de la industria, por cada reducción de peso del 10%del vehículo, la resistencia del vehículo se puede aumentar en aproximadamente un 5%~ 7%. Como material de metal liviano típico, la aleación de aluminio puede reducir el peso en más del 50% en comparación con las piezas de acero tradicionales, al tiempo que mantiene suficiente resistencia estructural, resistencia al impacto y estabilidad térmica.

Cuando se aplica a los sistemas de control electrónico, las alojamientos de aluminio fundido al trozo pueden reducir significativamente la masa del módulo de control al tiempo que garantiza una buena protección para los componentes del núcleo interno, reduciendo así la presión de carga en el chasis y el sistema de batería, contribuyendo al "adelgazamiento" de todo el vehículo. Este efecto de reducción de peso es particularmente evidente en ubicaciones clave, como los sistemas de accionamiento eléctrico y los módulos de enfriamiento de control electrónico, y se ha convertido en una dirección técnica de preocupación para los fabricantes de vehículos.

Las carcasas de metal livianas no solo reducen el peso del módulo en sí, sino que también facilitan el diseño de miniaturización e integración estructural del sistema de control. En aplicaciones como cabañas compactas, robots inteligentes y equipos industriales de alta velocidad, los módulos de control electrónico a menudo se enfrentan a limitaciones de espacio. Las casas de muerte de aleación de aluminio admiten un diseño de pared delgada y un moldeo geométrico complejo de una pieza, lo que puede reducir el volumen al tiempo que garantiza la disipación de calor y la resistencia estructural.

La superficie de la fundición a muerte se puede reservar directamente para componentes funcionales estructurales, como surcos de cables, orificios de conexión eléctrica y posiciones fijas, que conducen al cableado de cable, apilamiento de módulos y ensamblaje posterior, y mejora la integración general. Este método de diseño liviano, compacto e integrado funcionalmente está reemplazando gradualmente la solución tradicional de "fijación de soldadura dividida", y es particularmente adecuado para módulos altamente integrados como control electrónico inteligente, fusión del sensor y conversión de potencia.

Aplicaciones típicas: Casos de aplicación de piezas altamente integradas y livianas en módulos de control de vehículos

En la arquitectura electrónica de los nuevos vehículos de energía, las carcasas de aluminio fundidas al trozo se usan ampliamente en los siguientes módulos de control:

BCM (módulo de control corporal): integrado con iluminación, cerraduras de puerta, aire acondicionado y otros sistemas de control del cuerpo, que requieren una fuerte resistencia a los choques y a las carcasas anti-interferencia, aluminio, proporcionan soporte estructural y funciones de protección electromagnética;

MCU (Unidad de control de transmisión eléctrica): el centro de control de núcleo ubicado entre el motor y el paquete de batería, con alto rendimiento de generación de calor, peso ligero y disipación de alto calor, la fundición de troquel de aluminio solo cumple con los requisitos;

OBC/CDC (controlador inteligente de carga y conversión actual): el espacio de instalación es limitado, y existe una alta dependencia de la carcasa liviana y el diseño integrado de disipación de calor;

Después de utilizar carcasas de frases de aleación de aluminio, estos módulos no solo logran una reducción general de peso y una mejor eficiencia de disipación de calor, sino que también reducen la complejidad del sistema y los costos de mantenimiento posteriores, lo cual es una realización típica del concepto liviano en escenarios prácticos.

El papel de apoyo de la tecnología de fundición a muerte: empoderamiento de la cadena completa desde la reducción del peso del material hasta la optimización estructural

Las propiedades livianas de la aleación de aluminio en sí son solo la base. Para lograr realmente una reducción efectiva de peso, también es inseparable del soporte técnico de la tecnología de fundición a muerte en la integración estructural, el diseño de la pared delgada y la eliminación de la redundancia. A través de la fundición a muerte, se pueden combinar múltiples partes en una estructura integral, reduciendo los sujetadores y los enlaces de ensamblaje, y logrando la modularización de los componentes y la sincronización ligera. Además, la fundición a muerte de aleación de aluminio es adecuada para la fabricación de lotes, teniendo en cuenta tanto los costos de fabricación como la complejidad de diseño, lo que es imposible de lograr con el procesamiento tradicional de CNC o la formación de chapa.

Blindaje electromagnético: estructura de blindaje natural para garantizar la seguridad y la estabilidad de la señal

Los sistemas de control electrónico modernos integran una gran cantidad de chips informáticos de alta velocidad, módulos inalámbricos y canales de señal de alta frecuencia. Son extremadamente susceptibles a la interferencia electromagnética o emiten su propia interferencia en entornos electromagnéticos complejos, lo que resulta en una distorsión de la comunicación, el reinicio del sistema, la degradación del rendimiento o incluso la falla completa.

Las castigas a la aleación de aluminio tienen capacidades de blindaje electromagnético natural debido a su estructura de metal conductora continua, forma de concha cerrada y diseño de espesor de pared controlable, lo que los convierte en uno de los materiales preferidos en el diseño de la carcasa del sistema de control.

Principio de blindaje: la carcasa de metal forma una capa protectora de tipo "jaula faraday"

La aleación de aluminio tiene una excelente conductividad eléctrica (generalmente 3.5 ~ 6.3 × 10⁷ S/M), que puede formar una estructura cerrada similar a una "jaula de Faraday" en los sistemas de control electrónico y tiene capacidades de blindaje electromagnético natural. La carcasa de metal puede reflejar y absorber efectivamente las ondas electromagnéticas externas, bloquear las señales de interferencia de alta frecuencia al ingresar al sistema e inhibir la fuga de la propia radiación electromagnética del dispositivo, proporcionando así una protección de blindaje estable y confiable para la comunicación inalámbrica, Can/Lin Bus, Bluetooth, Wi-Fi y otros canales de señal. En el procesamiento de señal digital de alta frecuencia y de alta velocidad y el control de PWM, las fundiciones de aluminio también pueden suprimir de manera efectiva problemas como el acoplamiento eléctrico y el rebote de la señal, asegurando la integridad de la señal y la estabilidad de la comunicación. En comparación con los plásticos u otros materiales no metálicos, las carcasas de aleación de aluminio tienen ventajas de protección electromagnética insustituible en escenas que son extremadamente sensibles a los entornos de señalización, como la electrónica automotriz (como ADAS, módulos V2X), controladores industriales y equipos de comunicación 5G.

Ventajas múltiples sobre estructuras de plástico y chapa.

Dimensión de comparación	Piezas de aluminio fundido	Ingeniería de carcasas de plástico	Piezas de flexión de chapa
Rendimiento de protección	Excelente, forma una estructura de metal completamente cerrada	Requiere pintura o tela conductora, propensa al envejecimiento	Tiene soldaduras y juntas, propensa a la fuga de EMI
Integración estructural	Alto, puede integrar soportes, puestos de puesta a tierra, canales térmicos	Moderado, respaldado por moho pero con fuerza más débil	Bajo, generalmente modular con mala consistencia de blindaje
Consistencia de masa y eficiencia de ensamblaje	Dimensiones altas y estables adecuadas para ensamblaje automatizado	La deformación térmica moderada puede afectar el ajuste	Moderado, propenso a la deformación, requiere un ajuste manual

Rentabilidad: la producción en masa tiene ventajas obvias, y el costo por pieza es solo 1/5 de CNC.

Aunque la fundición a alta presión requiere costos costosos costos de moho en la etapa temprana, a medida que aumenta la producción, su costo unitario se diluirá rápidamente, que es mucho más bajo que el método tradicional de procesamiento de CNC (CNC). Por lo tanto, la fundición a la matriz es muy adecuada para la fabricación de productos del sistema de control electrónico de mediano y alto volumen. Sus ventajas de costos se reflejan principalmente en los siguientes aspectos:

Procedimientos de procesamiento de ahorro: el proceso de fundición de matriz puede completar el moldeo general de estructuras geométricas complejas a través de un moldeo por inyección, sin la necesidad de giro múltiple, fresado, perforación y otras operaciones como el procesamiento de CNC, lo que reduce en gran medida el número de procesos y el tiempo de procesamiento. Este método de fabricación de "un solo paso" no solo mejora la eficiencia de producción, sino que también reduce la complejidad del proceso.

Alta tasa de utilización del material: la fundición a la matriz es un proceso de formación cercano a la red, es decir, la fusión de aleación de aluminio se forma directamente en una forma cercana al tamaño de la parte final después de inyectarse en el molde bajo alta presión. En comparación con el procesamiento de CNC para cortar productos terminados de una pieza completa de material, la fundición a troqueles casi no tiene un exceso de desechos, y la tasa de utilización de la materia prima es tan alta como más del 90%, lo que ahorra efectivamente los costos de las materias primas.

Moldeo automatizado Menos dependencia manual: las líneas de producción modernas de fundición a muerte están en su mayoría equipadas con alimentación automática, cierre automático de moho, desmoldado automático y sistemas de enfriamiento, que pueden lograr un funcionamiento estable a largo plazo y reducir la frecuencia y la tasa de error de la operación manual. Esta ventaja de automatización no solo mejora la capacidad de producción de un solo cambio, sino que también acorta el ciclo general de entrega, que es particularmente competitivo en la cadena industrial que es sensible al tiempo de entrega.

Cuando la salida del producto alcanza más de decenas de miles de piezas, el precio unitario promedio de las piezas de fundición a muerte generalmente se puede reducir a 1/4 a 1/5 de piezas mecanizadas con CNC, reduciendo significativamente el costo de fabricación de toda la máquina. Esto lo convierte en un método de fabricación preferido insustituible en los campos de ritmo de producción sensibles a los costos y de producción táctiles, como electrónica de consumo, electrónica automotriz, nuevas unidades de control de energía y terminales de control industrial.

¿Cómo producir piezas de fundición calificadas?

La producción de fundiciones de alta calidad para sistemas de control electrónico es inseparable del control de procesos científicos y la tecnología de fabricación avanzada. Desde el diseño de moho hasta la inspección final de calidad, la producción de fundición es una cadena industrial altamente integrada y con precisión coordinada. El siguiente es un análisis en profundidad de los cuatro enlaces clave:

Diseño de molde: impresión 3D Análisis de flujo de moho Dual disco para mejorar el rendimiento del moldeo

El molde es el "controlador de origen" de la calidad de las piezas fundidas. Al introducir la tecnología de impresión 3D para hacer rápidamente moldes prototipo y combinar el software de análisis de flujo de moho para la simulación dinámica, la ruta de flujo, la velocidad de enfriamiento, el área de agregación de poros y otras áreas problemáticas de la aleación en la cavidad del moho se pueden predecir con anticipación. En particular, el análisis de flujo de moho puede realizar múltiples rondas de optimización en la velocidad de inyección, la posición de la puerta, el canal de escape, etc., reduciendo así efectivamente los defectos comunes, como la contracción, los poros y las paradas frías.

Los datos medidos muestran que el diseño del moho optimizado por el análisis del flujo de moho puede aumentar el rendimiento de las piezas de fundición en aproximadamente un 25%, mejorando en gran medida la estabilidad y la economía de la producción en masa.

Proceso de fundición a died: cámara fría vs cámara caliente, la selección de procesos determina los materiales y la precisión

En la producción de fundición a muerte, la elección del proceso depende principalmente del tipo de material metálico utilizado y de la complejidad estructural del producto. De acuerdo con los diferentes puntos de fusión y requisitos de moldeo, el proceso de fundición a muerte se divide aproximadamente en dos tipos: fundición a la cámara fría y fundición a muerte de la cámara caliente:

Casting de la cámara fría:

La fundición a muerte de la cámara fría es adecuada para metales de alto punto de fusión, como aleaciones de aluminio y aleaciones de magnesio. Aunque los costos de moho y equipo son relativamente altos, puede lograr efectos de moldeo de alta resistencia y alta precisión. Es particularmente adecuado para productos con alta complejidad estructural y requisitos de disipación de calor, como unidades de control electrónico (ECU) y carcasas de módulos de accionamiento. Este proceso reduce efectivamente el daño térmico y mejora la densidad interna y la estabilidad dimensional al inyectar el metal fundido en un horno de aislamiento externo y luego inyectarlo en la cavidad del moho a alta velocidad.

Casting de troqueles de cámara caliente:

La fundición a muerte de la cámara caliente es adecuada para metales de bajo punto de fusión, como aleaciones de zinc y aleaciones de plomo. Su equipo tiene alta integración, ciclo corto y alta eficiencia de producción. Es adecuado para la fabricación de piezas pequeñas y estructuradas simples, como accesorios electrónicos de grado de consumo y componentes de hardware con carga de luz. Dado que la fundición a la cámara de cámara caliente sumerge el mecanismo de inyección en el metal fundido para tomar directamente el material, la velocidad de moldeo es rápida y el costo del molde es bajo, lo que es más adecuado para aplicaciones de producción a gran escala y rápida.

La mayoría de las piezas estructurales de fundición a muerte en los sistemas de control electrónico están hechas de aleación de aluminio, por lo que la fundición de troqueles de cámara fría es más adecuada. Aunque su ciclo de producción es ligeramente más largo, tiene ventajas obvias para garantizar la resistencia estructural del producto, el rendimiento del manejo térmico y la estabilidad a largo plazo, y es una solución de fundición de troqueles irremplazable para equipos electrónicos de alta gama.

Clave posterior al procesamiento: la anodización proporciona protección dual de la protección de la corrosión y la belleza

Aunque las piezas de aleación de aluminio después de la fundición de troqueles tienen buenas propiedades mecánicas y conductividad térmica, son susceptibles a la oxidación, la corrosión y el desgaste en el estado expuesto, especialmente en alta humedad, pulverización de sal o ambientes exteriores. Por lo tanto, es particularmente importante postprocesarlos en la superficie. Es una tecnología que genera una capa de óxido densa en la superficie de aluminio por electrólisis, teniendo en cuenta tanto la funcionalidad como la decoración. Es una de las soluciones de postprocesamiento más utilizadas y maduras. Las ventajas específicas incluyen:

Rendimiento anticorrosión mejorado:

La película de óxido formada por anodización tiene una estructura altamente densa y continua, que puede bloquear efectivamente el vapor de agua, la sal y los medios corrosivos químicos en el aire, y evitar reacciones electroquímicas en la matriz de aluminio. Esta capa protectora no solo tiene una excelente resistencia a la intemperie y funciona bien en las pruebas de pulverización de sal, sino que también puede resistir la ácido y la erosión alcalina en entornos industriales, lo que extiende significativamente la vida útil de las castas. Es particularmente adecuado para escenarios de aplicación como electrónica automotriz y controladores al aire libre que están expuestos a entornos duros durante mucho tiempo.

Resistencia al desgaste mejorada:

Después de anodizar, la dureza de la superficie de las piezas de aluminio se puede aumentar a más de 200HV, y algunos procesos especiales pueden incluso alcanzar las 400HV, que es mucho más alta que el sustrato no tratado. Este recubrimiento de alta duración puede resistir efectivamente los rasguños y el desgaste durante el ensamblaje diario, el transporte y la operación. Es especialmente adecuado para carcasas de módulos de control electrónico que frecuentemente están enchufados y desconectados y contactados. Tiene ventajas significativas en escenarios de uso de alta frecuencia, como la automatización industrial y el tránsito ferroviario.

Buena apariencia consistencia:

La anodización también puede dar a la película de óxido una variedad de colores de textura de metal de alta gama como blanco plateado, negro mate, gris de titanio, oro de champán, etc. a través de teñidos electrolíticos o procesos de coloración química para satisfacer las necesidades de personalización de apariencia de diferentes clientes. Al mismo tiempo, la capa del ánodo tiene una buena adhesión y uniformidad del color, lo que puede lograr un control constante de diferencia de color de los productos a gran escala, de modo que el producto tiene una apariencia de alta calidad al tiempo que cumple con la función de protección. Se utiliza ampliamente en electrónica de consumo de alta gama, equipos inteligentes y carcasas electrónicas de grado automotriz, etc., que requieren un alto reconocimiento de marca.

La anodización no es solo un proceso clave para mejorar el rendimiento de las piezas de aluminio fundido a trote, sino también un medio importante para darles valor comercial y atractivo visual, realmente logrando una situación de funcionalidad y estética en beneficio beneficioso para ganar.

¿Qué industrias se aplican a gran escala?

Con la creciente demanda de inteligencia, peso ligero y alta confiabilidad en muchas industrias, las fundiciones a muerte de aleación de aluminio se utilizan ampliamente en muchos campos clave debido a su excelente resistencia estructural, capacidades de gestión térmica y características de moldeo de precisión. Ya no es solo un soporte estructural único, sino que se ha convertido gradualmente en un componente compuesto multifuncional que integra protección, disipación de calor, blindaje electromagnético y estética. Desde el módulo de control electrónico de los nuevos vehículos de energía, hasta la carcasa sellada de los sistemas de control industrial, hasta el soporte de disipación de calor de los inversores fotovoltaicos, e incluso la cubierta de antena de los equipos 5G, las casas de muertes de aleación de aluminio se están convirtiendo en una importante piedra angular para apoyar la fabricación inteligente y las actualizaciones de equipos de alta gama con su rendimiento excepcional. Los siguientes cuatro escenarios de aplicación típicos demuestran completamente el potencial de valor publicado en diferentes industrias.

Electrónica automotriz: integración funcional estructural, ayudando a la implementación de la conducción inteligente

Con la rápida popularización de nuevos vehículos de energía y sistemas de conducción inteligentes, los requisitos de la electrónica automotriz para piezas estructurales se están moviendo de "protección pura" a "integración funcional estructural". El aluminio fundido a la muerte juega un papel central en esta tendencia.

Caso típico:

La carcasa de la unidad de control electrónico de Tesla adopta la tecnología integrada de moldeo de fundición a muerte para integrar múltiples partes en un todo, reduciendo significativamente los procesos de ensamblaje, como la soldadura y el atornillado, y la mejora de la rigidez y confiabilidad generales.

Además, este tipo de carcasa fundida también puede tener en cuenta la disipación de calor y las funciones de blindaje electromagnético, proporcionando un entorno operativo estable para módulos de control electrónicos clave. Con la promoción de la tecnología de "súper fundición", toda la arquitectura electrónica automotriz está evolucionando hacia más ligero, más fuerte y más integrado.

Automatización industrial: nivel de protección mejorado, operación confiable sin temor a los desafíos ambientales

Los equipos de control industrial a menudo se despliegan en entornos hostiles, como polvo alto, interferencia eléctrica fuerte, alternancia de alta y baja temperatura, y tiene requisitos extremadamente altos para el nivel de protección de la capa estructural.

Aplicaciones típicas:

La carcasa del controlador PLC está hecha de aluminio de alta presión fundida, con moldes de precisión y diseño de sellado, que puede lograr la protección IP67 y proteger el circuito central de la erosión ambiental.

Al mismo tiempo, la buena conductividad térmica de la aleación de aluminio hace que la vivienda también actúe como un disipador de calor, reduciendo el riesgo de insuficiencia térmica de los equipos y extendiendo su vida útil. En escenas como fábricas automatizadas, sistemas logísticos y máquinas de máquinas CNC, las carcasas fundidas gradualmente han reemplazado gradualmente las carcasas tradicionales de chapa y plástico y se han convertido en la solución preferida para equipos de control de mediana a alta gama.

Energía y energía: resistencia a la alta temperatura Resistencia a la corrosión para garantizar el funcionamiento estable de los equipos en condiciones de trabajo extremas

Los nuevos equipos de energía tienen requisitos estrictos para la adaptabilidad ambiental, especialmente en desiertos, grandes altitudes o áreas costeras. Alta temperatura, pulverización de sal, radiación ultravioleta y otros factores plantean grandes desafíos para la carcasa del equipo.

Análisis de casos:

La carcasa de disipación de calor de los inversores fotovoltaicos adopta una estructura de aluminio fundido a troqueles, que no solo proporciona un soporte sólido físicamente, sino que también reduce efectivamente la temperatura del módulo a través de un diseño integrado de disipador de calor para garantizar una operación de carga completa a largo plazo.

Con procesos de tratamiento de superficie como la anodización, la concha puede soportar climas extremos de -40 ℃ a 85 ℃, y tiene una excelente resistencia a la corrosión. Se puede usar de manera estable durante más de 10 años incluso en alta humedad y ambientes de alta sal. Es uno de los componentes clave para mejorar la estabilidad de las estaciones de alimentación fotovoltaica.

Consumer Electronics: equilibrio liviano de disipación de calor para cumplir con los requisitos de rendimiento de la era 5G

Con la implementación de tecnologías de nueva generación como 5G, AIOT y la computación de borde, los dispositivos electrónicos de consumo muestran las características de "tamaño pequeño, alta potencia y despliegue denso", lo que establece mayores requisitos sobre la capacidad de disipación de calor y el control de peso.

Caso representativo:

La cubierta de la antena AAU de la estación base 5G está hecha de fasting de aleación de aluminio, lo que logra una estructura liviana al tiempo que incorpora elementos de diseño de disipación de calor como aletas y respiraderos, aliviando efectivamente el problema del calentamiento de alta potencia.

Además, la cubierta de fundición a muerte también tiene en cuenta la función de blindaje electromagnético para reducir la interferencia con el equipo periférico. Si bien garantiza la estabilidad de la comunicación, cumple con el entorno de uso que es extremadamente sensible al peso, como la instalación de la torre a gran altitud.

¿Cómo evolucionarán las fundiciones de die?

Innovación material: la aleación de aluminio de alto silicio promueve la doble mejora de la conductividad térmica y el peso ligero

Las aleaciones de aluminio tradicionales ya no pueden cumplir con los requisitos de disipación de calor en escenarios de alta carga de calor, especialmente en los campos de equipos de comunicación 5G y nuevos dispositivos de energía de vehículos de energía. Las aleaciones de aluminio de silicio alto se están convirtiendo en la dirección clave clave de la nueva generación de materiales de fundición a troqueles.

Conductividad térmica mejorada:

Gracias a la distribución uniforme de las partículas de silicio y la estructura cristalina optimizada, la conductividad térmica de las aleaciones de aluminio de silicio alta puede alcanzar 180 ~ 220W/m · K, que es casi un 50% más alta que la de las aleaciones de aluminio ordinarias, optimizando significativamente la eficiencia de disipación de calor.

Coeficiente de expansión térmica reducida:

El alto contenido de silicio le da un rendimiento de expansión térmica cercana al de la cerámica, que conduce a la coincidencia con sustratos de cerámica y estructuras de envasado de chips, y mejorando la estabilidad en ciclos térmicos a largo plazo.

Adaptación a sistemas altamente integrados:

La alta resistencia y la estabilidad de alta dimensión también lo hacen adecuado para el empaque de piezas estructurales electrónicas de alta densidad, como nuevos módulos IGBT de vehículos de energía y unidades informáticas de IA.

2. Fabricación inteligente: las máquinas de fundición de troqueles de IoT permiten un control preciso de todo el proceso de producción

Bajo la ola de la Industria 4.0, la fundición a Die ya no es una tecnología de procesamiento de "caja negra". Representado por empresas como Lijin Technology y Buhler, cada vez más máquinas de fundición a muerte introducen el Internet de las cosas y los sistemas de control de IA para promover la actualización a la "fundición inteligente".

Control de parámetros en tiempo real:

Los sensores monitorean los indicadores clave como la temperatura del moho, la velocidad de inyección y la temperatura de líquido de aleación. El sistema puede ajustar la presión y la fuerza de sujeción en tiempo real para lograr una compensación dinámica y evitar defectos como poros y cierres fríos.

Mantenimiento predictivo:

Con la ayuda del análisis de datos y la tecnología de computación de borde, las anormalidades de la operación del equipo y las tendencias de desgaste de moho se pueden identificar de antemano para reducir el tiempo de inactividad no planificado.

Sistema de trazabilidad de calidad:

Cada registro de datos de moho se puede vincular al producto final para lograr la trazabilidad del proceso completo, especialmente adecuado para campos con altos requisitos de confiabilidad, como electrónica automotriz y componentes de aviación.

3. Producción verde: una alta proporción de procesos de aluminio bajo de aluminio reciclado promueve la transformación sostenible

La tendencia global de neutralidad de carbono y el mecanismo de la tarifa de carbono de la UE (CBAM) obligan a la industria que se fundirá a la transformación verde. A través de la optimización técnica y el reciclaje de recursos, la proporción de aplicaciones de aluminio recicladas continúa aumentando, convirtiéndose en una ruta importante para la reducción de carbono en la industria.

El aluminio reciclado representa más del 80%:

Impulsado por el progreso continuo de la tecnología de fundición y purificación, la pureza y el rendimiento del aluminio reciclado son comparables a los del aluminio primario, mientras que su intensidad de emisión de carbono es solo 1/10 de la del aluminio primario.

Proceso de fabricación baja en carbono:

Incluyendo el uso de hornos de calefacción eléctricos para reemplazar la fundición de gas y la aplicación de máquinas de fundición de servo más eficiente en la energía, el consumo general de energía unitaria se reduce en más del 20%.

Transparencia de la huella de carbono:

Cada vez más compañías de exportación están estableciendo activamente sistemas de datos de carbono para cumplir con los requisitos de auditoría de la UE CBAM y mejoran la competitividad ambiental de la cadena de suministro global.