Kuinka valita oikea materiaali alumiiniseoksen painevalumuoteille?

Alumiiniseoksen painevalun vaatimusten ymmärtäminen

Oikean materiaalin valinta alumiiniseoksesta painevalumuotit alkaa syvällä ymmärryksellä työolosuhteista, joille muotit altistuvat korkeapainevalun aikana. Alumiinin painevalu on vaativa prosessi, joka toimii korkeissa lämpötiloissa ja mekaanisessa rasituksessa. Tyypillisesti sulaa alumiinia ruiskutetaan 660–750 °C:n lämpötiloissa teräsmuotteihin erittäin suurilla nopeuksilla ja paineilla. Muotin odotetaan toimivan tasaisesti tuhansia – tai jopa satoja tuhansia – syklejä ilman vikaa, mikä tarkoittaa, että muotin materiaalin on kestettävä useita kriittisiä tekijöitä samanaikaisesti.

Ensinnäkin lämpöväsymiskestävyys on välttämätöntä. Jokaisessa syklissä muotin pinta lämpenee nopeasti sulan alumiinin vaikutuksesta ja jäähtyy nopeasti, kun jäähdytysjärjestelmät aktivoituvat ja osa työnnetään ulos. Tämä toistuva lämpöshokki aiheuttaa pinnan laajenemista ja supistumista, mikä johtaa ajan myötä mikrohalkeamien muodostumiseen muotin pinnalle. Jos valittu materiaali ei tarjoa hyvää lämpöväsymiskestävyyttä, nämä mikrohalkeamat leviävät jokaisen jakson aikana, mikä johtaa varhaiseen muotin rikkoutumiseen. Siksi materiaalilla on oltava erinomainen mittapysyvyys lämpösyklin alaisena ja sillä on oltava riittävästi sisäistä lujuutta ja joustavuutta lämpöjännityksen absorboimiseksi ja haihduttamiseksi.

Toiseksi kulutuskestävyys on tärkeä suorituskykymittari. Koska sulaa alumiinia ruiskutetaan muottiin suurella nopeudella – usein yli 30 metriä sekunnissa – se aiheuttaa sekä mekaanista eroosiota että kemiallista syöpymistä, erityisesti porttien ja jakoputkien alueilla, joissa metalli koskettaa muottiin ensimmäisen kerran. Piin läsnäolo useimmissa alumiiniseoksissa lisää sulatteen hankausta, mikä nopeuttaa työkalun kulumista. Hyvän muottimateriaalin tulee kestää sekä hankaus- että liimakulumista. Liiman kulumista tai juottamista tapahtuu, kun sulaa alumiinia tarttuu muotin pintaan, erityisesti alueilla, joilla on riittämätön lämmöneristys tai huono pintakäsittely. Ajan myötä tämä johtaa vaurioihin valetussa osassa ja muotin ontelon asteittaiseen muodonmuutokseen. Tämän ongelman minimoimiseksi on tarpeen valita materiaaleja, jotka reagoivat vähemmän alumiinin kanssa ja ovat paremmin vastaanottavaisia ​​juotospinnoitteille.

Kolmanneksi, sitkeys ja sitkeys vaaditaan kestämään mekaanisen ja lämpörasituksen aiheuttamaa halkeilua irrotuksen ja kiinnityksen aikana. Materiaali ei saa olla niin hauras, että se murtuisi äkillisen voiman vaikutuksesta. Sitkeys antaa muotille mahdollisuuden käsitellä iskuja osien irtoamisen tai kohdistusvirheiden aikana ilman katastrofaalista vikaa. Samanaikaisesti sen tulisi säilyttää korkea kovuustaso nopean kulumisen välttämiseksi, mikä edellyttää huolellista tasapainoa materiaalin valinnan ja lämpökäsittelyn aikana.

Neljänneksi muotin materiaalin vaste lämpökäsittelyyn vaikuttaa merkittävästi sen soveltuvuuteen. Lämpökäsittelyllä saavutetaan haluttu kovuus, sitkeys ja raerakenne. Jos teräslaadulla on epäjohdonmukainen tai arvaamaton suorituskyky kovettumisen jälkeen, se voi johtaa vaihtelevaan muotin laatuun. Teräkset, kuten H13 ja SKD61, ovat suositeltavia, koska ne reagoivat luotettavasti tavanomaisiin karkaisu- ja karkaisumenetelmiin, mikä mahdollistaa tasaiset mekaaniset ominaisuudet koko muotissa.

Viidenneksi koneistettavuus on käytännöllinen mutta ratkaiseva näkökohta. Monimutkaiset muotinontelot, hienot pintarakenteet, jäähdytyskanavat ja istukat vaativat muottimateriaalin olevan erittäin koneistettavissa. Jos teräs on liian kovaa tai työkarkaistua, työkalujen kuluminen lisääntyy dramaattisesti, mikä pidentää tuotantoaikaa ja lisää kustannuksia. Toisaalta liian pehmeät materiaalit voivat vääntyä koneistuksen tai valun aikana. Hyvin tasapainotettu työkaluteräs mahdollistaa tarkan koneistuksen, kiillotuksen ja jälkikäsittelykäsittelyt lopullisen muotin eheyttä tinkimättä.

Kuudenneksi materiaalin lämmönjohtavuus vaikuttaa suoraan jäähdytysaikaan, syklin tehokkuuteen ja valulaatuun. Jos muottimateriaali ei haihduta lämpöä nopeasti, muotin sisään muodostuu kuumia kohtia, mikä johtaa epätäydelliseen täyttöön, huokoisuuteen ja mittaepätarkkuuteen valussa. Korkea lämmönjohtavuus mahdollistaa nopeamman ja tasaisemman sulan alumiinin jähmettymisen, mikä vähentää vikojen määrää ja parantaa suorituskykyä.

Seitsemänneksi, muotin mittastabiilius ajan myötä on toinen avaintekijä. Toistuvat lämpösyklit ja mekaaninen rasitus aiheuttavat asteittaista muodonmuutosta. Muottimateriaalien on kestettävä virumista, säilytettävä mittojen eheys ja estettävä vääristymät pitkäaikaisen käytön jälkeen. Vakaa materiaali varmistaa tasaisen osien laadun ja vähentää kalliiden säätöjen tai uudelleentyökalujen tarvetta.

Kahdeksanneksi korroosionkestävyys on otettava huomioon alumiinin ja teräksen välisen kemiallisen vuorovaikutuksen vuoksi. Vaikka sula alumiini ei yleensä syövytä terästä aggressiivisesti, piin, magnesiumin tai muiden seosaineiden lisääminen voi lisätä kemiallista reaktiivisuutta, mikä johtaa materiaalin asteittaiseen hajoamiseen. Materiaalit, joissa on korroosionkestäviä seoskoostumuksia tai ovat yhteensopivia suojapinnoitteiden kanssa, sopivat paremmin pitkälle muotin käyttöikään.

Lopuksi käyttöolosuhteet, kuten muotin huoltotiheys, puhdistusmenetelmät, voiteluaineiden yhteensopivuus ja vaaditut pintakäsittelyt, vaikuttavat kaikki siihen, mikä materiaali on sopiva. Materiaali, joka toimii hyvin teknisissä ominaisuuksissa, mutta epäonnistuu todellisissa kunnossapitorutiineissa tai reagoi negatiivisesti muotinirrotusaineiden kanssa, voi aiheuttaa ongelmia. Näin ollen valintaprosessiin tulisi sisällyttää sekä tekniset että toiminnalliset tekijät kestävyyden, tuottavuuden ja johdonmukaisuuden varmistamiseksi.

Muottimateriaalin rooli lämmönkestävyydessä ja lämmönjohtavuudessa

Alumiiniseoksen painevalussa muottimateriaalin kyky vastustaa lämpöä ja johtaa tehokkaasti lämpöenergiaa on muotin pitkäikäisyydessä ja valulaadussa ratkaiseva tekijä. Lämmönkestävyys varmistaa, että muotti ei menetä rakenteellista eheyttä, pehmene tai hajoa, kun se altistuu korkeille lämpötiloille. Lämmönjohtavuus mahdollistaa nopean lämmön poistumisen sulasta alumiinista jäähdytysjärjestelmään, mikä on ratkaisevan tärkeää tehokkaan jähmettymisen ja lämpövikojen ehkäisyn kannalta. Yhdessä nämä kaksi ominaisuutta määrittävät kuinka hyvin muotti toimii jatkuvassa lämpökierrossa.

Ensinnäkin lämmönkestävyys liittyy läheisesti materiaalin koostumukseen ja mikrorakenteeseen. Runsaasti kromia, molybdeeniä ja vanadiinia sisältävät työkaluteräkset, kuten H13 tai SKD61, osoittavat erinomaista kuumalujuutta ja hapettumisenkestävyyttä. Nämä seosaineet stabiloivat teräksen rakennetta korkeissa lämpötiloissa, jolloin se säilyttää kovuuden ja mekaanisen lujuuden jopa toistuvan lämpöaltistuksen jälkeen. Muottimateriaali, jolla on huono lämmönkestävyys, voi kokea pinnan pehmenemistä, hapettumista ja plastista muodonmuutosta korkean lämpötilan vyöhykkeillä, erityisesti alueilla lähellä portteja ja kiskoja. Tällainen vaurio ei ainoastaan ​​lyhennä muotin käyttöikää, vaan myös muuttaa osien tarkkuutta, mikä johtaa ei-hyväksyttäviin mittavaihteluihin valetuissa tuotteissa.

Toiseksi lämmönjohtavuus vaikuttaa siihen, kuinka nopeasti ja tasaisesti lämpö voidaan poistaa muotin ontelosta. Alumiinin ruiskutuksen jälkeen sen täytyy jähmettyä hyvin lyhyessä ajassa – tyypillisesti alle 1–2 sekunnissa nopeissa painevaluympäristöissä. Jos muottimateriaalilla on alhainen lämmönjohtavuus, se säilyttää lämpöä, mikä johtaa epätasaiseen jäähdytykseen ja aiheuttaa yleisiä valuvirheitä, kuten kutistumishuokoisuutta, kuumia kohtia, epätäydellistä täyttöä ja vääristymiä. Toisaalta materiaalit, joilla on korkea lämmönjohtavuus, edistävät tasaista lämpötilan jakautumista muotin sisällä, parantavat syklin tehokkuutta ja auttavat tuottamaan valukappaleita, joilla on parempi pintakäsittely ja mittatarkkuus. Kupariseokset, vaikka lämmönjohtavuus on erinomainen, eivät kestä mekaanisia ja lämpökuormia korkeapainevalussa, minkä vuoksi työkaluteräkset, joiden johtavuus on optimoitu, ovat edullisia.

Kolmanneksi lämmönkestävyyden ja lämmönjohtavuuden välillä on kompromissi useimmissa työkaluteräksissä. Yleensä materiaaleista, joilla on korkeampi lämmönjohtavuus – kuten joistakin kupariseoksista – puuttuu kuumalujuus ja kulutuskestävyys, jotka vaaditaan muotin suorituskykyyn äärimmäisissä paineissa ja hankaavalla alumiinivirtauksella. Sitä vastoin korkean suorituskyvyn työkaluteräkset uhraavat usein jonkin verran lämmönjohtavuutta saavuttaakseen paremman lujuuden ja kestävyyden. Siksi muottimateriaalin valinnan haaste on näiden kahden ominaisuuden tasapainottaminen. Metallurgisia parannuksia, kuten jalostettuja raerakenteita, kovametallidispersiota ja erityisiä lämpökäsittelyjä, käytetään optimoimaan molemmat ominaisuudet mahdollisimman pitkälle edistyneissä teräslajeissa.

Neljänneksi lämpöshokin kestävyys on toinen tärkeä lämmönkestävyyteen liittyvä parametri. Jokaisessa valujaksossa muotti kokee äkillisiä lämpötilan muutoksia. Jos materiaali ei kestä lämpögradientteja, sen pintaan muodostuu halkeamia, jotka vähitellen leviävät ja johtavat halkeamiseen, väsymiseen ja jopa katastrofaalisiin vaurioihin. Parhaat materiaalit tarjoavat alhaiset lämpölaajenemiskertoimet ja korkean sitkeyden korkeissa lämpötiloissa, mikä mahdollistaa muotin omaksumisen äkilliset lämpökuormitukset murtumatta. Teräkset, kuten H13, kun ne on karkaistu ja käsitelty oikein, kestävät hyvin lämpöväsymystä, varsinkin kun jäähdytysjärjestelmä on hyvin suunniteltu ylläpitämään kontrolloituja muotin lämpötiloja.

Viidenneksi, pinnan eheys lämpörasituksessa on olennaista. Vaikka ydinmateriaali toimii hyvin kuumuudessa, pinnan hajoaminen – kuten hapettuminen tai hiilenpoisto – voi vähentää kovuutta ja helpottaa kulumista ja juottamista. Siksi muotin pintaa käsitellään usein, kuten nitrisauksessa tai pinnoituksessa keraami- tai PVD-kerroksilla, jotka parantavat kovuutta ja suojaavat lämpöeroosiolta. Nämä käsittelyt onnistuvat kuitenkin vain, jos perusmateriaali on lämpöstabiilia. Jos alusta alkaa deformoitua tai halkeilla lämmön vaikutuksesta, myös pintakerros pettää, mikä vahvistaa tarvetta valita alusta alkaen lämpökimmoisia materiaaleja.

Kuudenneksi tasainen lämmönsiirto muotin sisällä parantaa osien laatua. Paikallinen ylikuumeneminen voi johtaa ennenaikaiseen vikaantumiseen korkean jännityksen alueilla ja epäsäännöllisillä osien mitoilla. Materiaali, jolla on tasaiset lämpöominaisuudet, varmistaa, että muotin onkalo, sisäosat ja hylsyt käyttäytyvät tasaisesti valun aikana. Tämä ennustettavuus yksinkertaistaa jäähdytyssuunnittelua, vähentää lämpögradientteja ja parantaa osien mittojen toistettavuutta, mikä on elintärkeää auto- ja ilmailukomponenteille, jotka vaativat suurta tarkkuutta ja alhaisia ​​romumääriä.

Lopuksi tasainen lämpökäyttäytyminen muotin elinkaaren aikana varmistaa vakaan suorituskyvyn. Jopa korkealaatuiset teräkset voivat hajota ajan myötä pitkäaikaisen lämpörasitusaltistuksen vuoksi, varsinkin jos niitä on lämpökäsitelty väärin tai käytetty yli suunnittelurajojen. Valitsemalla materiaalin, jolla on todistetusti lämpöluotettavuus, varmistetaan, että muotin huoltovälit ovat ennustettavissa ja työkalujen vaihto perustuu suunniteltuihin jaksoihin hätävikojen sijaan.

Työkaluterästen vertailu: painevalumuottien plussat ja miinukset

Kun valitset työkaluterästä alumiiniseoksesta painevalumuotit , eri terästyyppien vahvuuksien ja heikkouksien ymmärtäminen on välttämätöntä muotin kestävyyden, valulaadun ja taloudellisen tehokkuuden varmistamiseksi. Tässä sovelluksessa käytettyjen työkaluterästen on täytettävä useita kriittisiä vaatimuksia, kuten lämpöväsymisen kestävyys, kulutuskestävyys, kuumalujuus ja sitkeys syklisessä lämpö- ja mekaanisessa kuormituksessa. Yksikään laatu ei ole erinomaista jokaisessa kiinteistössä, ja siksi insinöörien on usein punnittava kompromisseja tiettyjen tuotantovaatimusten, kuten valumäärän, osan geometrian ja pinnan viimeistely-odotusten, mukaan. Alla on ammattimainen vertailu painevalumuottien yleisesti käytetyistä työkaluteräskategorioista keskittyen pelkästään niiden metallurgisiin ja suorituskykyominaisuuksiin.

Ensinnäkin kuumatyötyökaluteräkset ovat ensisijainen materiaaliluokka, jota käytetään alumiinin painevalumuoteissa, koska ne pystyvät säilyttämään mekaaniset ominaisuudet korkeissa lämpötiloissa. Nämä teräkset on seostettu alkuaineilla, kuten kromilla, molybdeenillä ja vanadiinilla, jotka edistävät korkeaa punaista kovuutta, rakenteellista vakautta sekä hapettumisenkestävyyttä ja lämpöväsymistä. Näiden terästen keskeinen etu on niiden tasainen mekaaninen lujuus jopa nopeille kuumennus- ja jäähdytysjaksoille altistuessa. Huomattava rajoitus on kuitenkin niiden suhteellisen alempi lämmönjohtavuus verrattuna joihinkin muihin materiaaleihin, mikä voi tehdä lämpötilan hallinnasta monimutkaisempaa valun aikana. Oikein lämpökäsiteltynä kuumatyöstötyökaluteräkset tarjoavat kuitenkin erinomaisen mittavakauden ja pitkän käyttöiän, mikä tekee niistä alan standardin.

Toiseksi kromi-molybdeenipohjaiset teräkset tarjoavat tasapainon kulutuskestävyyden ja sitkeyden välillä, mikä tekee niistä sopivia muotteihin, jotka ruiskutetaan korkealla paineella ja altistetaan sulalle piitä sisältävälle alumiinille. Nämä teräkset tarjoavat hienostuneen kovametallijakauman, joka kestää hankaavaa kulumista säilyttäen samalla riittävän sitkeyden, jotta vältytään halkeilulta lämpöshokin vaikutuksesta. Ne voidaan kovettaa korkeaan pintakovuuteen ilman, että ne muuttuvat liian hauraiksi. Tämän teräsluokan tärkein haittapuoli on sen herkkyys väärälle lämpökäsittelylle, mikä voi johtaa ytimen haurastumiseen tai epätasaiseen kovuuden jakautumiseen. Huolellinen valvonta kovetuksen ja karkaisun aikana on välttämätöntä ennenaikaisen muotin rikkoutumisen tai pinnan halkeilun välttämiseksi.

Kolmanneksi korkeavanadiinipitoiset työkaluteräkset ovat erityisen arvostettuja niiden erinomaisen kulutuskestävyyden vuoksi, koska niissä on suuria määriä kovia vanadiinikarbideja. Nämä karbidit edistävät äärimmäistä kestävyyttä eroosiota vastaan, jonka aiheuttaa korkeanopeuksinen alumiinivirtaus ja sulassa olevien piihiukkasten hankausta. Vanadiumia sisältävistä teräksistä valmistetuilla muotilla on yleensä huomattavasti pidempi käyttöikä erittäin kuluvilla alueilla, kuten porttijärjestelmissä, jakoputkissa ja ejektorin tapeissa. Niiden lisääntynyt kovuus ja kovametallipitoisuus vähentävät kuitenkin työstettävyyttä, mikä tekee niistä vaikeampaa ja kalliimpaa käsitellä muotin valmistuksen aikana. Ne voivat myös olla alttiimpia termiselle halkeilulle, ellei niitä ole huolellisesti suunniteltu asianmukaisella jäähdytyksellä ja syklin hallinnassa.

Neljänneksi työkaluteräkset, jotka on optimoitu lämpöiskun kestävyyteen, valitaan usein sovelluksiin, joissa on monimutkaisia ​​muottigeometrioita tai alueita, joissa lämmön jakautuminen on epätasaista. Näillä materiaaleilla on mikrorakenteet, jotka kestävät laajenemisen aiheuttamaa jännitystä äkillisten lämpötilamuutosten aikana, mikä minimoi halkeaman alkamisen riskin. Niiden pienemmät lämpölaajenemiskertoimet ja suurempi sitkeys edistävät pitkän aikavälin suorituskykyä nopeassa pyöräilyssä. Siitä huolimatta ne tarjoavat joskus vain kohtalaisen kulumiskestävyyden, joten niitä käytetään parhaiten muotin alueilla, joilla ei ole suurta kitkaa tai virtauseroosiota.

Viidenneksi niukkaseosteiset työkaluteräkset tarjoavat kustannustehokkaan vaihtoehdon muoteille, joita käytetään pienten ja keskisuurten volyymien tuotannossa. Nämä teräkset tarjoavat hyväksyttävän mekaanisen suorituskyvyn huomattavasti alhaisemmilla materiaalikustannuksilla ja niillä on kunnollinen sitkeys ja lämpökäsiteltävissä oleva. Vaikka ne eivät tarjoa samaa lämpöväsymiskestävyyden tai kulutuskestävyyden tasoa kuin korkealaatuiset teräkset, niitä käytetään usein yksinkertaisempiin komponentteihin, prototyyppityökaluihin tai teriin, jotka eivät ole alttiina vaikeille valuolosuhteille. Niiden pienempi kovuus voi vähentää juottamista ja parantaa työstettävyyttä, mutta muotin käyttöikä on huomattavasti lyhyempi, joten ne eivät sovellu suuritehoisiin painevalutoimintoihin.

Kuudenneksi teräkset, jotka on suunniteltu parantamaan lämmöntarkistuskestävyyttä, on suunniteltu kestämään pienten pintahalkeamien verkostoa, joka tyypillisesti ilmaantuu lämpökierron aikana. Nämä materiaalit hidastavat näkyvien halkeamien muodostumista jopa tuhansien laukausten jälkeen yhtenäisen raerakenteensa ja korkean sitkeyden vuoksi. Tämä ominaisuus on kriittinen pinnan viimeistelyn säilyttämisessä ja syvempien rakennevaurioiden estämisessä. Vaikka nämä teräkset eivät välttämättä tarjoa kovimpia pintoja, niiden ylivoimainen väsymiskäyttäytyminen takaa pidemmän työkalun käyttöiän kontrolloiduissa sykliparametreissa. Suurin haittapuoli on, että ne saattavat vaatia useammin pintakäsittelyjä tai pinnoitteita kompensoidakseen alhaisempaa luontaista kulutuskestävyyttä.

Seitsemänneksi työkaluteräkset, joilla on parannettu karkaisun kestävyys, säilyttävät kovuuden korkeissa käyttölämpötiloissa ja useiden lämpöjaksojen läpi. Tämä ominaisuus on tärkeä muotin geometrian ja mittojen stabiilisuuden ylläpitämisessä pitkien tuotantoajojen aikana. Nämä materiaalit ovat vähemmän alttiita pehmentymiselle tai ylivanhenemiselle pitkäaikaisessa valulämpötiloissa. Jotkut tämän luokan teräkset voivat kuitenkin hauraita, jos niitä ei karkaistu optimaalisella alueella tai jos ne altistetaan ylikarkaistulle. Sellaisenaan ne sopivat parhaiten muotteihin, joissa on vakaat lämpöolosuhteet ja johdonmukainen jäähdytysjärjestelmä.

Kahdeksanneksi erittäin kiillotettaviksi suunniteltuja työkaluteräksiä käytetään paikoissa, joissa valupinnan viimeistely on keskeinen vaatimus, kuten kosmeettisissa tai tarkkuusauton osissa. Näissä teräksissä on vähemmän epäpuhtauksia ja karbidierotuksia, mikä mahdollistaa niiden kiillotuksen peilimäisiksi pinnoiksi. Niiden yhtenäinen mikrorakenne mahdollistaa helpon viimeistelyn, ja ne reagoivat usein hyvin pintanitraukseen tai muihin käsittelyihin. Kompromissi on, että nämä teräkset tyypillisesti uhraavat jonkin verran kulutuskestävyyttä saadakseen paremman kiillottavuuden. Siten niiden käyttö on yleisempää vähäeroosioalueilla tai muoteissa, joissa on sisäkerakenne, jossa kiillotusvaatimukset on eristetty.

Yhdeksänneksi iskunkestävät teräkset valitaan muotteja varten, joihin saattaa kohdistua mekaanisia iskuja, kohdistusvirheitä tai irtoamisjännitystä. Näissä teräksissä yhdistyy kohtalainen kovuus ja korkea murtolujuus, mikä mahdollistaa energian imemisen ilman katastrofaalista halkeilua. Niitä käytetään yleisesti ytimiin, ejektorimekanismeihin tai muotin osiin, jotka ovat alttiita äkilliselle voimalle. Kuitenkin alhaisemman kovuutensa vuoksi nämä teräkset voivat kulua nopeammin korkean nopeuden alumiinin virtausalueilla, ja siksi ne yhdistetään usein kulutusta kestävien sisäosien kanssa hybridimuottirakenteissa.

Lopuksi teräkset, jotka ovat yhteensopivia pintatekniikan kanssa, tarjoavat suuremman joustavuuden suorituskyvyn virittämisessä. Jotkut työkaluteräkset hyväksyvät helposti nitraus-, PVD- tai CVD-pinnoitteet, jotka lisäävät merkittävästi pinnan kovuutta, vähentävät kitkaa ja parantavat juotoskestävyyttä. Mahdollisuus yhdistää kova alusta kovaan, kulutusta kestävään ulkokerrokseen pidentää muotin käyttöikää sitkeydestä tinkimättä. Perusteräksen on kuitenkin säilytettävä rakenteellinen eheys ja lämpöstabiilisuus ohuen pinnoitteen alla; muuten pintakerros voi irrota tai halkeilla jännityksen vaikutuksesta. Näin ollen teräksen valinnassa on otettava huomioon perussuorituskyvyn lisäksi myös pintatekniikan yhteensopivuus.

Työkaluteräksen valinta alumiinipainevalumuotteihin sisältää kovuuden, sitkeyden, lämpöväsymisenkestävyyden, kulumiskestävyyden, työstettävyyden ja yhteensopivuuden käsittelyjen kanssa. Jokaisella terästyypillä on omat vahvuutensa ja rajoituksensa, ja optimaalinen valinta riippuu tietystä muotin toiminnasta, osan suunnittelusta, valutilavuudesta ja huoltostrategiasta. Insinöörien on arvioitava sekä materiaalin ominaisuudet että käyttöympäristö saavuttaakseen luotettavan, pitkäkestoisen työkalun suorituskyvyn ilman liiallisia kustannuksia tai monimutkaisuutta.

Pintakäsittelyn yhteensopivuus ja sen vaikutus materiaalin valintaan

Valittaessa sopivaa työkaluterästä alumiiniseospuristusmuotteihin, yksi ratkaiseva, mutta usein aliarvioitu tekijä on teräksen yhteensopivuus eri pintakäsittelyjen kanssa. Nämä käsittelyt, kuten nitraus, fyysinen höyrypinnoitus (PVD), kemiallinen höyrypinnoitus (CVD) tai lämpödiffuusioprosessit, vaikuttavat merkittävästi muotin suorituskykyyn, kestävyyteen ja käyttöikään. Muotin pinta altistuu voimakkaalle mekaaniselle ja termiselle rasitukselle sulan alumiinin toistuvista ruiskutuksista, ja siksi pintakerroksen parantaminen samalla kun teräksen ydinominaisuudet säilyvät, on tärkeä tekninen näkökohta. Pintakäsittelyn on sitouduttava luotettavasti alustamateriaaliin, säilytettävä eheys syklisessä kuumennuksessa ja jäähdytyksessä ja tarjottava haluttu parannus kovuuteen, kulumiskestävyyteen tai juotoskestävyyteen aiheuttamatta uusia vikatiloja.

Ensinnäkin nitraus on yksi laajimmin käytetyistä käsittelyistä, koska se pystyy lisäämään pinnan kovuutta säilyttäen samalla sitkeän ytimen. Tämä diffuusioprosessi muodostaa teräspinnalle kovetetun nitridikerroksen muuttamatta ydinrakennetta, mikä on ihanteellinen työkaluille, jotka ovat alttiina suurelle lämpöväsymykselle. Jotta nitrausprosessi olisi tehokas, perusteräksen tulee sisältää riittävästi nitridiä muodostavia alkuaineita, kuten kromia, molybdeeniä, vanadiinia ja alumiinia. Teräkset, joista näitä elementtejä puuttuvat, muodostavat matalia tai heikkoja nitridoituja kerroksia, jotka voivat halkeilla tai halkeilla jännityksen vaikutuksesta. Siksi vain typpisopivia teräksiä tulisi valita, kun pinnan kovuus ja juotoskestävyys ovat etusijalla. Lisäksi nitrauslämpötilan on oltava alempi kuin teräksen karkaisulämpötila, jotta estetään sydämen lujuuden menetys, mikä tekee karkaisun kestävyydestä toisen tärkeän huomion materiaalin valinnassa.

Toiseksi, PVD-pinnoitteet tarjoavat korkean suorituskyvyn ratkaisun painevalumuotteihin, erityisesti kitkan vähentämiseksi, alumiinin juottamisen minimoimiseksi ja kulutuskestävyyden parantamiseksi. PVD-prosessit kerrostavat kovia keraamisia yhdisteitä, kuten titaaninitridi (TiN), krominitridi (CrN) tai alumiinititaaninitridi (AlTiN) muotin pinnalle. Nämä pinnoitteet ovat tyypillisesti vain muutaman mikronin paksuisia, mutta parantavat merkittävästi suorituskykyä erityisesti porttien ja jakoputkien alueilla, joissa sula alumiini koskettaa ensin muottia. PVD-pinnoitteet tarttuvat kuitenkin hyvin vain puhtaisiin, homogeenisiin ja lämpöstabiileihin alustoihin. Työkaluteräkset, joilla on hienostunut mikrorakenne, minimaalinen kovametallierottelu ja korkeiden lämpötilojen mittastabiilisuus, ovat tarpeen pinnoitteen pitkäikäisyyden tukemiseksi. Teräkset, joiden pintakovuus tai huokoisuus on epätasainen, eivät välttämättä pidä pinnoitteita tasaisesti, mikä johtaa paikalliseen pinnoitteen vaurioitumiseen lämpöshokin tai mekaanisen kuormituksen vaikutuksesta.

Kolmanneksi CVD-pinnoitteet tarjoavat vieläkin paremman kulutuskestävyyden ja peittävyyden monimutkaisissa geometrioissa, mutta vaativat paljon korkeampia käsittelylämpötiloja, tyypillisesti yli 900 °C. Tämä rajoittaa merkittävästi työkaluterästen määrää, jotka voidaan pinnoittaa CVD:llä, koska tällaiset korkeat lämpötilat voivat muuttaa muottimateriaalin ytimen mikrorakennetta, mikä johtaa haurauteen tai heikentyneeseen sitkeyteen. Siksi, jos korkean lämpötilan pintakäsittelyä suunnitellaan, tulee harkita vain teräksiä, joilla on erinomainen lämmönkestävyys ja rakenteellinen stabiilisuus korkeissa lämpötiloissa. Lisäksi CVD-pinnoitusprosessit vaativat usein tyhjiö- tai inerttejä ilmakehyksiä, jotka vaativat tarkan pinnan esikäsittelyn ja mittojen hallinnan, mikä korostaa entisestään terästen tarvetta, joilla on erinomainen työstökäsittely ja mikrorakenteen tasaisuus.

Neljänneksi lämpödiffuusiopinnoitteet, kuten boorisointi ja kromaus, parantavat pinnan kulutuskestävyyttä diffuusioimalla boori- tai kromiatomeja teräksen pintaan muodostaen kovia seoskerroksia. Nämä käsittelyt tuottavat erittäin kovia pintoja, jotka kestävät nopean sulan alumiinin aiheuttamaa eroosiota ja piihiukkasten aiheuttamaa hankausta. Diffuusioprosessi voi kuitenkin aiheuttaa haurautta pintakerrokseen, jos alla olevalla teräksellä ei ole riittävää sitkeyttä tai iskunkestävyyttä. Lisäksi hauraiden metallien muodostuminen voi johtaa halkeiluihin tai halkeilemiseen syklisessä jännityksessä. Siksi yhteensopivuus teräksen seosaineiden ja aiottujen diffuusiolajien välillä on arvioitava huolellisesti. Vain tietyillä metalliseoskoostumuksilla voidaan saavuttaa optimaalinen diffuusiosyvyys ja sidos aiheuttamatta termisiä epäsopivuusjännityksiä.

Viidenneksi, teräksen alkuperäinen pinnan viimeistely ja puhtaus vaikuttavat suoraan pintakäsittelyn tehokkuuteen. Teräksessä olevat epäpuhtaudet, sulkeumat tai epätasaiset karbidit voivat häiritä käsittelyn syvyyttä, pinnoitteen tarttuvuutta ja kerroksen sakeutta. Esimerkiksi suuret inkluusiot voivat toimia jännityksen keskittäjinä nitridoinnin tai PVD-pinnoituksen aikana, mikä johtaa ennenaikaiseen halkeilemiseen tai delaminaatioon. Siksi erittäin puhtaat työkaluteräkset, joissa on kontrolloidut mikrorakenteet, tulisi asettaa etusijalle, kun suunnitellaan tarkkuuspintasuunnittelua. Tämä on erityisen tärkeää sovelluksissa, joissa lopullinen valuosa vaatii sileän viimeistelyn tai tiukkoja mittatoleransseja.

Kuudenneksi, kun tarkastellaan pintakäsittelyn yhteensopivuutta, lämpölaajenemiskäyttäytyminen on otettava huomioon. Jos pintakäsittelyllä ja terässubstraatilla on merkittävästi erilaiset lämpölaajenemiskertoimet, näiden kahden välinen rajapinta voi muodostua halkeamien alkamispaikaksi lämpökierron aikana. Tämä pätee erityisesti korkeapainevalussa, jossa muotteja voidaan lämmittää ja jäähdyttää satoja kertoja päivässä. Pinnoitemateriaalin ja alustan lämpökäyttäytymisen välinen hyvä yhteensopivuus varmistaa pidemmän käyttöiän ja vähemmän rajapintojen jännityksen kertymisen aiheuttamia vikoja.

Seitsemänneksi on huomioitava jälkikäsittelyn työstettävyys ja korjattavuus. Jotkut pintakäsittelyt, erityisesti kovat pinnoitteet ja diffuusiokerrokset, lisäävät merkittävästi pinnan kovuutta, mikä vaikeuttaa jälkikäsittelyn koneistusta, kiillotusta tai EDM:ää. Kun nämä käsittelyt on käytetty, ne eivät usein ole palautuvia vahingoittamatta alla olevaa terästä. Siksi tulee valita teräslajit, jotka mahdollistavat tarkan esikäsittelyn koneistuksen ja mittojen hallinnan, jotta jälkikäsittelyn säätöjä ei tarvita. Teräksissä tai muottiosissa, jotka saattavat vaatia satunnaista uudelleenkäsittelyä, maltillisempi pintakäsittely tai vaihdettavat terät voivat olla käytännöllisempiä, mikä korostaa terästen valintaa, jotka tarjoavat tasapainon käsittelyn yhteensopivuuden ja huollon joustavuuden välillä.

Kahdeksanneksi pintakäsittelyjen ja painevalussa käytettyjen voitelu- tai irrotusaineiden vuorovaikutus on myös otettava huomioon. Tietyt pinnoitteet voivat muuttaa pintaenergiaa, mikä vaikuttaa voiteluaineen jakautumiseen, osien irtoamiseen tai muotin täyttökäyttäytymiseen. Esimerkiksi erittäin kiillotettu tai kovapinnoitettu pinta voi vastustaa tavanomaisten voiteluaineiden kostuttamista, mikä edellyttää prosessiparametrien tai materiaalin valinnan säätöä valuvirheiden välttämiseksi. Sellaisenaan koko järjestelmä - sisältäen muottimateriaalin, pintakäsittelyn ja käyttökemian - on suunniteltava integroituna ratkaisuna.

Kestää lämpöväsymystä ja halkeilua toistuvan stressin alaisena

Lämpöväsymiskestävyys on yksi kriittisimmistä tekijöistä alumiiniseoksen painevalumuottien suorituskyvyssä ja käyttöiässä. Jokaisen käyttöjakson aikana muotti joutuu koviin lämpöiskuihin, koska se altistuu nopeasti sulalle alumiinille korkeissa lämpötiloissa, minkä jälkeen se jäähtyy välittömästi. Tämä syklinen lämpötilan vaihtelu indusoi pinnan laajenemista ja supistumista, mikä johtaa lämpöjännityksen kehittymiseen muottimateriaalin sisällä. Ajan mittaan, jos työkaluterästä ei ole optimoitu lämpöväsymiskestävyyttä varten, nämä jännitykset kerääntyvät ja aiheuttavat hienojen pintahalkeamien muodostumista, joita yleisesti kutsutaan lämpötarkistuksiksi, jotka voivat lopulta levitä syvemmiksi rakenteellisiksi vaurioiksi ja johtaa ennenaikaiseen muotin poistumiseen.

Ensinnäkin lämpöväsymisen ensisijainen syy on epäsuhta lämpölaajenemisessa ja materiaalin kyvyttömyys sietää elastisesti jännitystä ilman vaurioita. Työkaluteräkset, joilla on korkea lämmönjohtavuus, voivat hajottaa lämpöä tehokkaammin, mikä vähentää pintalämpötilagradienttia ja minimoi siten laajenemiserot. Pelkkä lämmönjohtavuus ei kuitenkaan riitä. Teräksellä on myös oltava alhainen lämpölaajenemiskerroin, mikä mahdollistaa sen, että se säilyttää mittojen vakauden pienemmällä muodonmuutoksella lämmityksen ja jäähdytyksen aikana. Korkea kerroin voi johtaa suurempaan lämpöjännitykseen sykliä kohden, mikä voimistaa jännityksen kertymistä ja mikrohalkeamien muodostumista. Siksi lämpöväsymiselle optimoiduilla teräksillä on sekä kohtalainen että korkea lämmönjohtavuus ja alhainen lämpölaajeneminen, jotta ne vastustavat väsymishalkeilua tehokkaasti.

Toiseksi teräksen mikrorakenteella on ratkaiseva rooli. Hienorakeiset teräkset, joissa on tasainen kovametallijakauma, kestävät paremmin halkeamia ja etenemistä. Teräkset, joissa on karkeita rakeita tai erotettuja kovametalliverkkoja, ovat alttiita paikallisille jännityspitoisuuksille, jotka toimivat mikrohalkeamien alkupisteinä. Lämpökäsittelyprosessia on valvottava huolellisesti mikrorakenteen jalostamiseksi, jäännösjännityksen eliminoimiseksi ja optimaalisen tasapainon saavuttamiseksi kovuuden ja sitkeyden välillä. Ylikarkaistut teräkset, vaikka ne kestävätkin kulutusta, voivat olla hauraampia ja alttiimpia halkeilemaan, kun taas alikarkaistut teräkset voivat deformoitua helposti kuormituksen alaisena. Oikean karkaisulämpötilan saavuttaminen on elintärkeää muovattavuuden parantamiseksi lämpövastusta tinkimättä.

Kolmanneksi vanadiini ja molybdeeni ovat kaksi seosalkuainetta, jotka ovat erityisen hyödyllisiä lämpöväsymiskestävyyden parantamiseksi. Vanadiini edistää hienojakoisia raekokoja ja vakaata karbidin muodostumista, kun taas molybdeeni parantaa kovettuvuutta ja lujuutta korkeissa lämpötiloissa. Näiden elementtien sisällyttäminen stabiloi matriisia lämpösyklin aikana ja parantaa pehmenemiskestävyyttä korotetuissa lämpötiloissa. Ylimääräinen vanadiini voi kuitenkin lisätä kovuutta työstettävyyden kustannuksella ja lisätä teräksen haurautta, jos sitä ei karkaistu kunnolla. Siksi koostumuksen on oltava tarkasti tasapainotettu, jotta saavutetaan väsymyksenkestävyyshyöty ilman uusia riskejä.

Neljänneksi, sitkeys on otettava huomioon lämpöominaisuuksien rinnalla. Lämpöväsymys ei tarkoita vain lämmön hallintaa, vaan myös materiaalin kykyä absorboida energiaa murtumatta. Liian hauraisiin työkaluteräksiin voi syntyä jännityksen vaikutuksesta nopeasti halkeamia, vaikka niillä olisikin suotuisat lämpöominaisuudet. Teräkset, joilla on suuri iskunkestävyys, voivat vastustaa halkeamien syntymistä lämpörasituksen seurauksena ja viivästyttää pienten halkeamien etenemistä suurempiin vaurioihin. Tämä on erityisen tärkeää muoteissa, joissa on monimutkaiset geometriat, ohuet seinät tai terävät siirtymät, joissa jännityskeskittymiä esiintyy luonnollisesti.

Viidenneksi muottikomponenttien paksuus ja geometria vaikuttavat lämpöväsymiskykyyn. Ohuet osat lämpenevät ja jäähtyvät nopeammin, kokeen korkeampia lämpötilagradientteja ja voimakkaampaa rasitusta. Siksi ohuempien sisäosien tai muotin yksityiskohtaisten alueiden materiaalin valinnassa tulisi asettaa etusijalle lämpöväsymisen kesto. Suuren volyymin tuotannossa lämpöoptimoiduista teräksistä valmistettuja teriä voidaan käyttää korkean jännityksen alueilla, kun taas vähemmän vaativilla alueilla voidaan käyttää taloudellisempia materiaaleja. Tämä hybridimenetelmä lisää muotin yleistä tehokkuutta ja käyttöikää.

Kuudenneksi pintakäsittelyt voivat tukea lämpöväsymiskestävyyttä, kun ne sopivat oikein perusteräkseen. Prosessit, kuten nitraus, lisäävät pinnan kovuutta ja luovat puristusjännityskerroksen, joka vastustaa halkeilun alkamista. Kuitenkin, jos perusteräksestä puuttuu lämpöyhteensopivuus, käsittelystä voi tulla vikapiste eikä suoja. Esimerkiksi kovat pinnoitteet, joiden lämpöelastisuus on huono, voivat halkeilla tai halkeilla toistuvan syklin aikana, jos alusta laajenee eri tavalla. Siksi sekä substraatti että käsittely on valittava yhtenäiseksi järjestelmäksi väsymiskyvyn parantamiseksi.

Seitsemänneksi jatkuva muotin käyttö ilman valvottua jäähdytystä voi pahentaa lämpöväsymystä. Siksi muottimateriaaleja valittaessa on otettava huomioon niiden kyky integroida jäähdytysjärjestelmiin – olipa kyseessä sitten konforminen, kanavapohjainen tai välijäähdytteinen. Teräs, jonka lämmönjohtavuus on huono, rajoittaa jäähdytyksen tehokkuutta, mikä johtaa korkeampiin käyttölämpötiloihin ja suurempaan lämpökiertorasitukseen. Työkaluteräkset, jotka tukevat vakaata lämpötilan säätöä, kestävät luonnollisesti väsymystä paremmin ja toimivat tasaisemmin ajan myötä.

Materiaalin valinta suuren volyymin tai vähäisen volyymin tuotantoon

Kun valitset oikeaa materiaalia alumiiniseoksesta painevalumuotit , yksi vaikuttavimmista tekijöistä on odotettu tuotantomäärä. Muotin suorituskykyvaatimukset vaihtelevat merkittävästi riippuen siitä, käytetäänkö suulaketta suuriin jatkuviin ajoihin vai rajoitettuihin tuotantoeriin. Suuren volyymin tuotantomuotit voivat suorittaa satoja tuhansia laukauksia ennen eläkkeelle siirtymistä, kun taas pienivolyymiisiä muotteja voidaan käyttää vain muutaman tuhannen syklin ajan. Tämä ero vaikuttaa suoraan päätöksiin, jotka koskevat materiaalin lujuutta, kulutuskestävyyttä, lämpöväsymisen kestävyyttä, kustannusten perusteluja ja jopa jälkikäsittelyn toteutettavuutta.

Ensinnäkin suuren volyymin painevalutuotannossa tarvitaan muottimateriaaleja, jotka kestävät erinomaisesti lämpöväsymistä, eroosiota, juottamista ja kulumista. Sulan alumiinin jatkuva ruiskutus suurella nopeudella johtaa vakavaan lämpökiertoon, joka johtaa muotin pinnan mikrorakenteen hajoamiseen. Jotta tämä toistuva altistuminen kestäisi virheettömästi, on käytettävä korkealaatuisia työkaluteräksiä, joissa on tasapainoinen yhdistelmä lämmönjohtavuutta, alhaista lämpölaajenemista ja korkeaa karkaistumiskestävyyttä. Nämä teräkset on seostettu molybdeenin, kromin ja vanadiinin kaltaisilla elementeillä, jotka paitsi lisäävät kuumakovuutta, myös lisäävät teräksen kykyä ylläpitää mekaanista vakautta pitkiä aikoja. Suuren volyymin toiminnoissa investoiminen tällaisiin korkean suorituskyvyn teräksiin on perusteltua muotin seisokkien, ylläpitokustannusten ja romumäärän vähenemisen vuoksi. Vaikka näillä materiaaleilla on korkeammat alkukustannukset ja pidemmät työstöjaksot, niiden kestävyys varmistaa, että osakohtaiset kustannukset minimoidaan ajan myötä.

Toiseksi pienissä määrissä käytettävien muottien taloudelliset painopisteet muuttuvat. Vaikka kestävyys ja lämmönkestävyys ovat edelleen tärkeitä, yleinen painopiste siirtyy kohti alhaisempia alkukustannuksia ja nopeampaa valmistusprosessia. Usein valitaan työkaluteräksiä, joilla on kohtalainen lämpöväsymiskestävyys ja hyvä työstettävyys, varsinkin kun odotettu muotin käyttöikä on selvästi alle 50 000 sykliä. Näillä materiaaleilla ei ehkä ole yhtä pitkäkestoista kestävyyttä halkeilua tai juottamista vastaan ​​kuin korkealaatuisilla vaihtoehdoilla, mutta ne riittävät rajoitettuihin ajoihin, joissa muotin vaihto tai korjaus suunnitellaan etukäteen. Lisäksi näitä teräksiä on helpompi työstää ja kiillottaa, mikä vähentää läpimenoaikaa ja työkalujen kulumista muotin valmistuksen aikana. He ovat myös usein anteeksiantavaisempia lämpökäsittelyn vaihteluiden suhteen, mikä voi olla hyödyllistä pienissä tuotantolaitoksissa tai prototyyppiympäristöissä.

Kolmanneksi korjattavuus ja uudelleenkäsittelyn helppous ovat tärkeitä molemmissa tuotantoyhteyksissä, mutta niitä lähestytään eri tavalla. Suuren volyymin muoteissa keskitytään estämään vioittuminen erinomaisten materiaaliominaisuuksien ja suojaavien käsittelyjen, kuten nitrauksen tai pinnoituksen, avulla. Tavoitteena on pidentää käyttöikää ja minimoida seisokit, koska tehokkaan muotin vaihtaminen on kallista ja aikaa vievää. Sitä vastoin pienet muotit voidaan suunnitella vaihdettavilla sisäosilla tai komponenteilla, jotka on helpompi työstää tai rakentaa uudelleen. Valitun materiaalin tulee mahdollistaa helppo hitsaus tai pinnan regenerointi vaarantamatta yleistä mekaanista eheyttä, jolloin sitkeys ja hitsattavuus ovat tärkeitä ominaisuuksia lyhytkestoisissa sovelluksissa.

Neljänneksi lämmönjohtavuudella ja jäähdytysteholla on suuri merkitys suurten volyymien tuotannossa, jossa sykliaika on optimoitava taloudellisen tehokkuuden saavuttamiseksi. Materiaalit, joilla on korkeampi lämmönjohtavuus, auttavat poistamaan lämpöä nopeammin, mikä lyhentää jähmettymisaikaa ja lisää näin tuottavuutta. Pienen volyymin tuotannossa sykliaika ei kuitenkaan välttämättä ole kriittisin huolenaihe, joten materiaalit, joiden lämmönjohtavuus on hieman alhaisempi, voivat silti olla hyväksyttäviä, varsinkin jos ne tarjoavat paremman työstettävyyden ja alhaisemmat materiaalikustannukset. Kuitenkin erittäin monimutkaisille osille tai komponenteille, joilla on tiukat toleranssit jopa pienissä määrissä, korkea lämmönjohtavuus voidaan silti asettaa etusijalle osien laadun ja mittojen toistettavuuden varmistamiseksi.

Viidenneksi pintakäsittelyn yhteensopivuus vaikuttaa materiaalin valintaan eri tavalla molemmissa tapauksissa. Suuren volyymin muottien materiaalin on oltava yhteensopiva edistyneiden pintatekniikan tekniikoiden, kuten plasmanitridauksen, PVD-pinnoituksen tai diffuusioseostuksen kanssa. Nämä käsittelyt pidentävät merkittävästi käyttöikää ja niiden on tartuttava hyvin teräsalustaan. Usein valitaan teräksiä, jotka hyväksyvät syviä, kovia nitrauskerroksia tai jotka kestävät pehmenemistä PVD-käsittelyn aikana. Pienen volyymin töissä pintakäsittelyt voivat rajoittua peruskiillotukseen tai paikalliseen karkaisuun, joten materiaalien on toimittava luotettavasti myös ilman tällaisia ​​parannuksia.

Kuudenneksi tuotannon yhtenäisyys ja osien laatuodotukset vaikuttavat myös materiaalien valintaan. Aloilla, kuten autoteollisuudessa tai ilmailuteollisuudessa, joissa pienikokoistenkin osien on täytettävä tiukat vaatimukset, muottimateriaalin on tuettava erinomaista pintakäsittelyä, mittatarkkuutta ja vääristymisenkestävyyttä. Tämä voi tarkoittaa samojen korkealaatuisten terästen käyttöä tuotantomäärästä riippumatta. Sitä vastoin kulutustavaroiden tai laitteiden koteloiden kaltaisilla aloilla vähemmän tiukat mitta- tai pinnanlaatuvaatimukset saattavat sallia halvempien muottimateriaalien käytön lyhytaikaisiin työkaluihin.

Seitsemänneksi läpimenoaika ja työkalujen monimutkaisuus ovat usein kriittisempiä pienissä sovelluksissa. Muottien nopea toimitus on usein tarpeen suunnittelun validoimiseksi, T&K:n tukemiseksi tai räätälöityjen tilausten täyttämiseksi. Siksi materiaalit, jotka koneistetaan nopeammin, reagoivat hyvin langanleikkaukseen ja EDM:ään ja vaativat vähemmän jälkikäsittelyä, ovat suositeltavia. Suuren volyymin toimenpiteissä työkalut suunnitellaan pidemmälle aikavälille, mikä mahdollistaa monimutkaisen muottien rakentamisen, useiden terien integroinnin ja aikaa vievät kovettamis- tai pinnoitusvaiheet. Täällä aika vaihdetaan kestävyyteen ja pitkän aikavälin tuotannon vakauteen.