镁合金制程工艺与产品设计.ppt

鎂合金製程與產品設計簡介,課程內容,1.鎂合金材質簡介 2.鎂合金成形方式及比較 3.鎂合金產品製程介紹 鎂合金產品設計與製程相關建議事項 5.鎂合金產業展望 6.Q & A,鎂合金材質介紹,镁于海水及地壳中含量丰富,是自然界中含量排所有元素之第八名,镁合金的比重1.8,为常用金属结构材中最轻者,重量约只有铝的2/3,钛的2/5,钢的1/4。,氧硅鋁鉄鈣 納鉀鎂氫鈦,镁合金具有:重量轻、强度高，且具良好的散热性、导电性、吸震性、电磁遮避性、切削加工性及易于回收再利用等优点，符合全球近年来产品轻量化，资源再利用等優點。,(養閨女貼鈣 哪傢沒青菜),使用鎂合金的優點: VS. 塑膠:高強度、高剛性、耐熱性、熱傳導性、電磁 波的屏蔽性、回收性 VS. 鋁合金:輕量、高比強度、高減振能、精密成形性,鎂合金特性比較,A Z 9 1 D A M 6 0 B 主 次 主 次 登 要 要 要 要 記 合 合 合 合 序 金 金 金 金 號 元 元 元 元 素 素 素 素 百 百 分 分 比 比,A:第1種標準成分 B: 第2種標準成分 C:第3種標準成分 D:高純度合金 E:高抗蝕性合金 X:未在ASTM登記的合金,合金元素代號 A: Aluminum M: Manganese Q: Silver S: Silicon Z: Zinc,鎂合金原料編號,AZ91D 具有很好的可铸性和很好的强度，是最常用的压铸材料，它的典型用途是用于制造可携式电子零件外壳及其内构件，各种工具外壳及支架，汽车零件等。,鎂合金材質-AZ91D-介紹,AZ91D成份表,镁合金（AZ91D）的熔点为595度,成型方面目前镁合金仍以半熔融射出 法(Thixo-molding)及压铸法(Die casting)为主. 压铸法又分为热室压铸(Hot chamber die casting)及冷室压铸(Cold chamber die casting ) 半熔融射出法 其射出原理及机器结构均与塑胶射出成型类似，先将颗粒状的镁合金原料（称为Chip，大小3-5mm）由进料筒定量进入螺杆，螺杆输送至射出筒，于其输送过程并加热、加压使镁合金成为半熔融状态（亦即是合金颗粒部份为液态，部份仍为固态），再将此半熔融态镁合金射入模穴成型。 压铸法 其镁合金压铸在原理上与铝、锌压铸法并无不同。所谓压铸法是指将熔融金属以一活塞将之压入模穴中。镁合金的压铸法有热室及冷室压铸法之分，其间的区别为，在热室法中整个活塞装置系浸泡在熔融金属的盛桶中，而冷室法的活塞则独立装设，每次壓鑄所需的熔融金属另以其他方式注入活塞筒中，再进行压铸的动作。,鎂合金成型方式,壓鑄Die casting - Hot chamber,Frame,Ram/HDD Door,Mech. bracket,壓鑄Die casting - Cold chamber,Notebook enclosure,Projector enclosure,觸變射出成型-Thixo-molding,NB Cover,Handle,Mg Alloy Production Process Flow,Tooling Design,Mold Making,Ingot,Die Casting,Inspecting,Machining,Inspecting,Deburring & Polishing,Inspecting,Chemical Treatment,Inspecting,Masking,Painting,Inspecting,Assembly,OQC,Shipping,Mg Alloy schedule,Tooling Schedule,LCD Cover / Base / Top frame 35day Topcase Bkt / Hdd&Ram Door 30days,Capability Schedule,From tooling design to T1 try-out,From Die-casting /Thixomolding to shipping,LCD Cover / Base 外觀件 14days Topcase Bkt / Hdd&Ram Door內購件 7days,Machining,Including Trimming + CNC or CNC,Mg Alloy 進澆口的選擇,中央進澆:需要至少60x80mm的open (廠商建議 80x100 mm) 側邊進澆，要注意Gate的修整及充填性如何 注意充填性,理論上而言,可充填範圍為200t， 但外觀件最好以150180t來設計. 流長比：L/t 其中L流動方向的流動長度；t成品肉厚 進澆口附近注意Erosion沖蝕現象,Mg Alloy EC,鎂鋁合金模具硬度較高,且鎂湯溫度較高,經焊補修模後,大大降低模具壽命，設計變更應儘量減少焊補部份,設變要慎重. 大原則 簡單化、降低產品複雜度，流動性好,與成型相關注意事項,半固態射出可能成形的最小肉厚，視充填的流動路徑及成品的幾何形狀。而通常流長比(L/t)在160200.但對於厚度0.8以下之工件則流長比將較低。 母模面有凹陷等設計,在公模要增加肉厚,使肉厚保持均一；肉厚變化處並加大斜度，使肉厚緩慢變化。 影響成品縮水之肉厚比例：一般而言D3t 的比例不會發生縮水，但仍須視離gate 遠近而定，非必要仍以平均肉厚為原則。,拔模斜度：因目前3C 產品強調薄肉，成品抵抗頂出力的強 度相對減少，因此拔模角度應增加，一般以2以上生產性較佳。 文字圖案：成品文字圖案凹陷較不可行（除非線條寬度很大），以凸起為可行，線條寬度b，線條高度h。 b0.5 mm h0.3 mm 但對表面烤漆件，為避免外觀不良無法處理，以印刷為宜。 考量模具壽命，不要設計公模斜梢之undercut，若無法避免，必須以機械加工處理。 外滑塊可行，但拆模須延伸至Parting Line。,與成型相關注意事項,與成型相關注意事項,減少靠破的機構 易產生毛邊，加工成本增加，且增 加充填的困難性 Rib 根部以角與基材連接，可幫助充填及避免應力集中現象，一般以R0.5R2 為佳。Rib 寬度最小值小件如手機和PDA 應在0.6 mm以上，大件如投影機和Notebook 應在0.8 mm以上，防止充填成形不良。 定位圓柱一般以1.5 以上，高度低於3 mm為佳 考量模具壽命及後加工因素，模具咬花不可行，可噴咬花漆。,與CNC相關注意事項,銑削料厚之剩餘料厚不可太薄，0.5 mm之剩餘料厚即不易穩定，0.7 mm以下之剩餘肉厚，因切削量達0.5mm以上（以平均厚1.2 mm計）即必須分兩次以上銑削，增加加工工時。一般以0.8 mm以上之剩餘料厚為佳，加工區域及切削深度較大時，易因加工應力而導致工件變形。 儘可能避免在母模及側面加工，以免增加工程數，尤其如果原來某一面未加工，設計變更追加在原未加工面加工，還必須增加一組治具。 加工部位必須考慮是否易於挾持，尤其以角落及邊緣區域之加工，常因加工區周圍無法完全壓著，造成加工不穩定。 公差一般以0.1 為宜，0.08 還可以接受，若加工公差較此嚴格，則加工成本將大為提高。因薄壁工件在挾持及工件本身承受切削阻力的剛性上均較差，精度較難控制。,與毛邊精修相關注意事項,側面滑塊的接合線在塑膠模為客戶所能接受，因此如果能 不必磨除此一接合線，將減少許多人工打磨的時間與成本，同時過度的表面打磨也容易造成外觀尺寸的差異。 內部零件之微量毛邊，如能適度接受，亦可減少手工精修之時間與成本（因一般鈑金沖壓件也不可避免有銳邊）。 小且薄之RIB 不但充填易不良，且易於精修過程中碰傷。 隙縫寬度至少2 mm以上，否則毛邊清除困難。,與皮膜化成相關注意事項,與painting相關注意事項,漆的選擇，以咬花漆較能遮蔽表面之瑕疵，而不必耗費大量補土工時。高光澤