Perbezaan teras terletak pada bagaimana aluminium cair dipaksa ke dalam acuan: tuangan mati tekanan tinggi (HPDC) menggunakan 10–175 MPa tekanan suntikan untuk mengisi rongga dalam milisaat , manakala tekanan rendah die casting (LPDC) bergantung pada 0.02–0.1 MPa tekanan gas terkawal, dan tuangan die graviti (GDC) tidak menggunakan tekanan luar sama sekali — hanya berat logam. Perbezaan dalam asas proses ini mengalir kepada hasil yang berbeza untuk kelajuan, kerumitan bahagian, sifat mekanikal dan kos.
Memahami mekanik fizikal menerangkan mengapa setiap kaedah sesuai dengan aplikasi yang berbeza.
Aluminium cair disuntik ke dalam acuan keluli yang dikeraskan di kelajuan 30–100 m/s oleh omboh hidraulik. Logam mengisi rongga dalam 10–100 milisaat dan memejal di bawah tekanan yang berterusan. Dua varian wujud: ruang panas (untuk aloi takat lebur rendah) dan ruang sejuk (standard untuk aluminium). Masa kitaran berjalan sepantas 15–60 saat setiap bahagian .
Relau tertutup terletak di bawah acuan. Gas bertekanan (biasanya 0.02–0.1 MPa) menolak logam ke atas melalui tiub riser ke dalam rongga acuan. Isian perlahan dan terkawal meminimumkan pergolakan, mengakibatkan keliangan gas yang rendah dan kekukuhan dalaman yang sangat baik . Masa kitaran lebih lama - biasanya 3-8 minit setiap bahagian.
Juga dipanggil tuangan acuan kekal, GDC menuang aluminium cair secara graviti terus ke dalam acuan logam boleh guna semula tanpa tekanan yang dikenakan. Isi adalah perlahan dan lembut, menjadikan proses itu sesuai untuk bahagian berdinding tebal dan kritikal dari segi struktur. Ia adalah persediaan yang paling mudah, dengan kos perkakas 30–50% lebih rendah daripada HPDC untuk saiz bahagian yang setanding.
Jadual di bawah menangkap metrik yang paling berkaitan dengan keputusan merentas ketiga-tiga kaedah.
| Parameter | Tekanan Tinggi (HPDC) | Tekanan Rendah (LPDC) | Graviti (GDC) |
|---|---|---|---|
| Tekanan Suntikan | 10–175 MPa | 0.02–0.1 MPa | Tiada (graviti sahaja) |
| Masa Kitaran | 15–60 saat | 3–8 min | 3–10 min |
| Ketebalan Dinding Minimum | 0.5–1.0 mm | 2–3 mm | 3–5 mm |
| Kemasan Permukaan (Ra) | 0.8–1.6 μm | 1.6–3.2 μm | 3.2–6.3 μm |
| Tahap Keliangan | Lebih tinggi (perangkapan gas) | rendah | Rendah–Sederhana |
| Kebolehkimpalan / Rawatan Haba | Terhad (keliangan) | ya | ya |
| Kos Perkakas (relatif) | Tinggi ($50K–$250K ) | Sederhana | rendahest |
| Jumlah Pengeluaran Optimum | 50,000–1M bahagian | 5,000–100,000 bahagian | 500–50,000 bahagian |
| Toleransi Dimensi (gred IT) | IT8–IT10 | IT10–IT12 | IT12–IT14 |
Halaju suntikan HPDC yang tinggi membolehkannya mengisi rongga yang rumit dengan ketebalan dinding yang nipis seperti 0.5 mm — keupayaan yang tidak dapat ditandingi oleh dua kaedah lain. Perumah transmisi automotif, dulang bateri EV dan bingkai telefon pintar semuanya bergantung pada keupayaan ini untuk menghasilkan geometri nipis dan kompleks pada skala.
LPDC lebih disukai di mana kerumitan adalah sederhana tetapi integriti dalaman adalah kritikal. Roda aluminium automotif — salah satu aplikasi LPDC volum tertinggi — memerlukan keliangan rendah dan struktur mikro yang konsisten yang disediakan oleh kadar isian terkawal, digabungkan dengan dinding yang biasanya 3 mm atau lebih tebal.
GDC mengendalikan keratan rentas paling tebal dengan baik. Kepala silinder enjin dan manifold masuk adalah bahagian GDC biasa, di mana ketebalan dinding 5–10 mm adalah normal dan pemejalan yang lebih perlahan sebenarnya membantu struktur butiran dan kebolehmesinan.
Bahagian HPDC mempunyai struktur butiran halus berhampiran permukaan kerana pemejalan pantas, menghasilkan kekuatan tegangan yang baik - biasanya 240–310 MPa UTS untuk aloi biasa seperti A380. Walau bagaimanapun, keliangan gas dalaman daripada isi bergelora mengehadkan kemuluran dan menjadikan rawatan haba berisiko (lepuh boleh terbentuk).
LPDC dan GDC kedua-duanya membenarkan rawatan haba T6 (penyelesaian haba merawat penuaan buatan), menolak kekuatan tegangan ke 280–330 MPa dengan pemanjangan 5–12% dalam aloi seperti A356-T6. Ini menjadikan mereka laluan pilihan untuk bahagian yang dimuatkan secara struktur dalam sistem penggantungan, buku jari stereng dan kurungan aeroangkasa.
| Proses | Aloi Biasa | UTS (MPa) | Kekuatan Hasil (MPa) | Pemanjangan (%) |
|---|---|---|---|---|
| HPDC | A380 | 240–310 | 160–170 | 1–3.5 |
| LPDC (T6) | A356-T6 | 280–310 | 200–240 | 6–12 |
| GDC (T6) | A356-T6 | 275–310 | 195–235 | 5–10 |
Perkakas HPDC mahal — acuan pengeluaran untuk bahagian automotif pertengahan kerumitan lazimnya berharga $80,000–$200,000 dan dinilai untuk 100,000–500,000 tangkapan. Kos pendahuluan itu hanya masuk akal ekonomi apabila dilunaskan merentas volum yang tinggi. Pada 500,000 bahagian, kos perkakas setiap bahagian turun kepada serendah $0.16–$0.40.
Acuan GDC, selalunya diperbuat daripada besi tuang atau keluli lembut, kos 30–50% kurang daripada HPDC yang setara dan sangat sesuai untuk prototaip atau pengeluaran volum rendah sebanyak 500–10,000 bahagian. Perkakas LPDC berada di antara, biasanya $30,000–$100,000 , dibenarkan oleh industri roda dan komponen struktur yang menjalankan kumpulan 20,000–80,000 setahun.
Setiap kaedah telah mengukir niche aplikasi yang berbeza berdasarkan pertukaran ini.
Rangka kerja keputusan adalah mudah setelah keperluan permohonan ditakrifkan:
HPDC bantuan vakum semakin merapatkan jurang — dengan mengosongkan rongga cetakan sebelum suntikan, keliangan gas berkurangan dengan ketara, membolehkan rawatan T5 atau T6 pada bahagian tuangan tekanan tinggi. Varian ini kini digunakan secara meluas dalam komponen automotif struktur seperti menara hentakan dan nod badan-dalam-putih, di mana kedua-dua dinding nipis dan kebolehrawatan haba diperlukan serentak.
