Spuitgieten

Hieronder volgen de top vijf van industrieën die enorm profiteren van het gebruik van spuitgietonderdelen:
Auto-industrie
De auto-industrie is de grootste afnemer van gegoten onderdelen. In 2026 zal deze naar verwachting een marktwaarde van usd 58,4 miljard bereiken met een samengesteld jaarlijks groeipercentage (CAGR) van ruim 6,19%. Belangrijke componenten zoals motorblokken gemaakt van gietijzer of aluminiumlegering zorgen voor de sterkte en efficiënte warmteoverdracht die nodig zijn voor krachtige voertuigen.
Bouwsector
Gegoten onderdelen worden veel gebruikt in de bouwsector vanwege hun sterkte en lichtgewicht eigenschappen. Aluminiummetaalgietstukken worden gebruikt in raamkozijnen, dakopbouwen, bouwframes, bruggen en wolkenkrabbers. Deze componenten bieden duurzaamheid en verminderen tegelijkertijd het structurele gewicht.
Gezondheidszorg industrie
In de gezondheidszorg zijn complexe medische apparaten afhankelijk van nauwkeurige gegoten onderdelen voor prestaties en flexibiliteit. Echografiesystemen, pacemakers, dialyseapparatuur en medische robots vereisen ingewikkelde componenten die efficiënt kunnen worden geproduceerd door middel van spuitgieten.
Energiesector
Gegoten componenten worden gebruikt in verschillende toepassingen binnen de duurzame energiesector. Leidingen, boormachines, kleppen, waaiers voor windturbines en beugels voor zonnepanelen zijn allemaal voorbeelden van onderdelen die via het spuitgietproces zijn gemaakt. Deze componenten bieden sterkte en duurzaamheid en voldoen tegelijkertijd aan de vraag naar duurzame energiebronnen.
Elektronica-industrie
De elektronica-industrie maakt op grote schaal gebruik van gegoten precisieonderdelen in producten zoals 5G-basisstationbehuizingen, smartphones, drones, personal computers en huishoudelijke apparaten. De hoge precisie die kan worden bereikt door middel van spuitgieten zorgt voor betrouwbare prestaties en duurzaamheid in deze elektronische apparaten.

Er zijn verschillende legeringen en metalen die kunnen worden gebruikt in het spuitgietproces. Het gebruikte type metaal beïnvloedt de uiteindelijke kenmerken van de vervaardigde producten en deze producten hebben uiteenlopende toepassingen en toepassingen. De meest gebruikte metalen in het proces zijn zink, aluminium en magnesium. Hoewel er verschillende andere opties bestaan, zoals koper, lood, messing en tin, komen ze minder vaak voor en worden ze alleen voor specifieke projecten gebruikt.

Aluminium spuitgieten
Aluminium is een zeer populaire metaalkeuze bij spuitgieten. Aluminium is een vrij licht metaal, dat ideaal is voor het vervaardigen van lichtgewicht componenten met een goede sterkte. Aluminium is bovendien bestand tegen hoge temperaturen en heeft meer afwerkingsmogelijkheden. Bovendien is aluminium gemakkelijk te gieten en heeft het een optimale thermische en elektrische geleidbaarheid. Al deze kenmerken gecombineerd maken het spuitgieten van aluminium tot een zeer goede keuze voor de productie van onderdelen in respectievelijk de technologie-, energie-, auto- en ruimtevaartindustrie.

Zinkspuitgieten
Zink is qua populariteit ook vergelijkbaar met aluminium. Het wordt voornamelijk gebruikt bij de productie van onderdelen voor auto's en medische apparatuur. Zink heeft een zeer uitgesproken esthetisch uiterlijk en gietstukken van zinklegeringen zijn perfect voor het vervaardigen van onderdelen die een scherp uiterlijk vereisen. Zinkcomponenten hebben ook gladde oppervlakken en kunnen naar wens worden geplateerd of geverfd.
Zink heeft ook een laag smeltpunt en vereist minder energie bij het produceren van componenten, terwijl ook de totale levensduur van de mal die wordt gebruikt om de producten te vormen wordt verlengd, waardoor waarde wordt toegevoegd aan het hele proces. Zink heeft ook een hoge corrosieweerstand en wordt als zeer duurzaam, stabiel en stevig beschouwd.

Magnesium-spuitgieten
Van de drie populairste metaalkeuzes biedt magnesium het grootste bewerkingsgemak. De ongelooflijke sterkte-gewichtsverhouding in combinatie met zijn lichtheid maakt het de gemakkelijkste legering die gewoonlijk wordt gebruikt bij het spuitgieten. De voordelen van het gebruik van magnesium zijn onder meer een betere gietbaarheid, weerstand tegen waterstofporositeit en een uitstekende vloeibaarheid in vergelijking met zijn tegenhangers van aluminium en koper.
Het metaal staat ook bekend om zijn EMI (elektromagnetische interferentie) en RFI (radiofrequentie-interferentie) bestendige eigenschappen, waardoor het de ideale keuze is voor elektrische componenten en connectoren. Vanwege deze eigenschappen wordt het magnesiumspuitgietmetaal ook gebruikt bij de productie van laboratorium- en medische apparatuur. Bovendien is magnesium ongeveer 75% lichter dan staal, terwijl het een vergelijkbare sterkte en superieure maatvastheid heeft, waardoor het een goede keuze is voor complexe netvormige en dunwandige giettoepassingen.

Spuitgieten omvat verschillende afzonderlijke processen onder deze algemene term, maar het heeft drie belangrijke subprocessen, namelijk het gieten in een permanente vorm, ook bekend als het spuitgieten onder zwaartekracht, het spuitgieten onder lage druk en het spuitgieten onder hoge druk. Deze classificatie is voornamelijk gebaseerd op de verschillende druk die wordt gebruikt bij het spuitgietproces om het gesmolten metaal in de matrijsholte te laten stromen. Bovendien zijn er met de ontwikkeling van giettechnologieën en materiaalwetenschappen ook varianten van het spuitgietproces in opkomst in industrieën om onderscheidende en unieke gietcomponenten en -structuren te produceren.

Permanent gieten van mallen
Permanent gieten, ook wel zwaartekrachtgieten genoemd, is een spuitgietproces waarbij gebruik wordt gemaakt van een herbruikbare mal, de zogenaamde permanente mal, meestal gemaakt van metalen gereedschapsmaterialen. Bij dit gietproces is de zwaartekracht van gesmolten metaal over het algemeen een belangrijke kracht om het gesmolten metaal te laten stromen, en het stollen van gesmolten metalen vindt plaats onder atmosferische druk.
Maar bij andere spuitgietprocessen, zoals het centrifugaalgietproces, is de middelpuntvliedende kracht opzettelijk ontworpen om de stroom van gesmolten metaal in de complexe holte te vergemakkelijken. Bij squeeze-casting vindt het stollen plaats onder een van buitenaf uitgeoefende druk, zodat het proces de voordelen van gieten en smeden combineert in termen van productkwaliteit, eigenschappen en de procescapaciteit voor het maken van kwaliteitsonderdelen.

Spuitgieten onder lage druk
Bij lagedrukspuitgieten (LPDC) wordt gesmolten metaal gedwongen te stromen, geholpen door een lagedruklucht met een drukbereik van 20–100 kPa. Bij dit proces wordt een gietmatrijs geïnstalleerd boven een afgesloten oven die gesmolten metaal bevat. Een met vuurvast materiaal beklede stijgbuis strekt zich vanaf de bodem van de matrijs uit tot in het smeltbad van gesmolten metaal en de lucht onder lage druk wordt gebruikt om het gesmolten metaal in de oven omhoog te drijven, omhoog te laten stijgen in de buis en met lage turbulentie de matrijsholte binnen te gaan.
Bij het stollen van het gesmolten metaal wordt de luchtdruk opgeheven en valt het resterende gesmolten metaal in de stijgbuis terug in de oven, gevolgd door het openen van de matrijs en het extraheren van het gietstuk bij voldoende koeling en stollen. De typische toepassing van dit proces wordt gebruikt voor het maken van axiaal symmetrische onderdelen zoals autowielen. De belangrijkste voordelen zijn onder meer de nauwkeurige controle van het vullen van de matrijsholte, het snel en soepel stromen van gesmolten metaal door de toevoerleidingen, het verminderen van oxidevorming en het voorkomen van porositeit in de gietstukken. Vergeleken met spuitgieten onder hoge druk zijn de belangrijkste nadelen een langere gietcyclus en een relatief dikkere wand van het gietstuk die gemaakt kan worden.

Spuitgieten onder hoge druk
Hogedrukspuitgieten (HPDC) is een gietproces waarbij gesmolten metaal dat in een spuithuls in een spuitgietmachine wordt gegoten, snel in een afgesloten matrijsholte wordt geïnjecteerd, waarbij de druk wordt geïntroduceerd door de snelle beweging van de plunjer of de zogenaamde zuiger langs de schothuls in de spuitgietmachine.
De toegepaste druk kan doorgaans meer dan 7 MPa bedragen. Omdat de druk relatief hoog is en de snelheid van het gesmolten metaal dat in de matrijsholte stroomt ook groot is, is de vultijd van het gehele gietproces dienovereenkomstig kort, meestal duurt dit een fractie van een seconde, bijvoorbeeld minder dan 100 ms. Zodra de matrijsholte gevuld is, wordt de druk nog steeds uitgeoefend door de injectieplunjer, zodat er tegelijkertijd een intensiveringsfase bestaat in het stollingsproces. In deze fase kunnen de gassen die tijdens het extreem snelle en turbulente vulproces van de holte in het metaal zijn opgesloten, eruit worden geperst. Ondertussen kan de krimp van de metaalstolling gedeeltelijk worden gecompenseerd, omdat er meer metalen in de matrijsholte worden geduwd. Momenteel zijn er varianten van HPDC, zoals vacuümspuitgieten, knijpgieten en halfvast gieten, enz.
HPDC wordt veel gebruikt voor het maken van verschillende structurele componenten, zoals het motorblok, door gebruik te maken van lichte legeringen, waaronder aluminium- en magnesiumlegeringen. De belangrijkste voordelen zijn onder meer een kortere gietcyclus, geschikt voor dunwandige componenten en de goede oppervlaktekwaliteit van gietstukken. Er zijn echter ook enkele nadelen, zoals hoge investerings- en bedrijfskosten, ingewikkelde en dure matrijzen en de lage sterkte van gietstukken. De belangrijkste materialen die voor dit spuitgietproces worden gebruikt, zijn aluminium-, zink-, magnesium- en koperlegeringen.