Kokilowe vs ciśnieniowe – porównanie technologii, kosztów i jakości

Odlewanie kokilowe i odlewanie ciśnieniowe to dwie metody odlewania aluminium w trwałych, metalowych formach. Różni je sposób wypełnienia formy: do kokili metal wpływa grawitacyjnie, a w odlewaniu ciśnieniowym jest wtłaczany z dużą prędkością i dociskany pod wysokim ciśnieniem. Od tego zależą koszt formy, opłacalna wielkość serii, grubość ścianek, dokładność i to, czy odlew można obrabiać cieplnie lub spawać. Porównujemy obie technologie i podpowiadamy, jak wybrać właściwą dla danego detalu.

W skrócie

• Kokila: niższy koszt formy, odlewy o dobrej szczelności i właściwościach mechanicznych, możliwa obróbka cieplna T6; opłacalna od krótkich po duże serie.
• Odlewanie ciśnieniowe: droższa forma, ale krótszy cykl, cieńsze ścianki i węższe tolerancje (typowo DCTG 5–7); opłaca się przy dużych seriach.
• Odlewy ciśnieniowe zawierają zwykle więcej porów gazowych, dlatego standardowo nie poddaje się ich przesycaniu i starzeniu ani spawaniu.
• Chropowatość surowego odlewu: kokila ok. Ra 4–6 µm, odlew ciśnieniowy ok. Ra 0,8–1,6 µm.
• W naszej odlewni stosujemy obie technologie: odlewy kokilowe od 0,1 do 50 kg i odlewy ciśnieniowe w seriach do 100 000 szt. rocznie.

Jakie są główne różnice między kokilowymi a ciśnieniowymi odlewami aluminium?

Obie metody wykorzystują formy metalowe wielokrotnego użytku, ale pracują w zupełnie innych warunkach. Najważniejsze różnice zebraliśmy w tabeli.

Cecha	Odlewanie kokilowe	Odlewanie ciśnieniowe
Wypełnienie formy	grawitacyjne – metal wlewa się do kokili	wtrysk tłokiem (metal we wlewie doprowadzającym osiąga kilkadziesiąt m/s) i docisk ciśnieniem rzędu kilkuset barów
Forma	kokila z żeliwa lub stali; rdzenie metalowe lub piaskowe	forma ze stali narzędziowej do pracy na gorąco z kanałami temperowania; rdzenie i suwaki metalowe
Koszt formy	średni	najwyższy
Opłacalna seria	od krótkich serii po serie średnie i duże	duże serie – tysiące i dziesiątki tysięcy sztuk rocznie
Czas cyklu	zwykle od ok. minuty do kilku minut	zwykle od kilkunastu sekund do 1–2 minut
Grubość ścianek (orientacyjnie)	od ok. 3–4 mm	od ok. 1–1,5 mm
Tolerancje wg ISO 8062-3	DCTG 6–8	DCTG 5–7
Chropowatość surowego odlewu	Ra ok. 4–6 µm	Ra ok. 0,8–1,6 µm
Porowatość gazowa	niewielka przy prawidłowej technologii	większa – powietrze z wnęki może zostać zamknięte w odlewie
Obróbka cieplna T6, spawanie	możliwe (np. EN AC-42000)	standardowo nie – grozi pęcherzami
Stopy w naszej odlewni	m.in. EN AC-42000 (AlSi7Mg), EN AC-51300 (AlMg5)	EN AC-46200, EN AC-46500, EN AC-47100

Wartości są orientacyjne i zależą od wielkości i kształtu odlewu. Tolerancje i chropowatość podajemy według ISO 8062-3 i podręcznika „Odlewnictwo” (M. Perzyk i in., WNT); więcej o klasach DCTG piszemy w artykule o tolerancjach odlewów według ISO 8062-3.

Podstawowe różnice technologiczne w produkcji odlewów aluminium

W odlewaniu kokilowym ciekły stop wlewa się do nagrzanej kokili – metalowej formy z żeliwa lub stali, pokrytej od wewnątrz powłoką ochronną. Metal wypełnia wnękę pod własnym ciężarem, spokojnie i stosunkowo wolno, a krzepnięcie można ukierunkować układem wlewowym i nadlewami. Wnęki i otwory odtwarza się rdzeniami metalowymi albo piaskowymi, co pozwala uzyskać złożone kształty wewnętrzne.

W odlewaniu ciśnieniowym aluminium stosuje się maszyny z zimną komorą prasowania: porcja metalu trafia do komory, a tłok wtłacza ją do stalowej formy w ułamku sekundy i utrzymuje docisk do zakrzepnięcia. Takie warunki pozwalają odlać cienkie ścianki i drobne detale, ale wymagają masywnej formy z kanałami temperowania, suwakami i wypychaczami – i to ona decyduje o koszcie uruchomienia produkcji.

Koszty produkcji w kokilowych i ciśnieniowych odlewniach aluminium

Cena odlewu składa się z dwóch części: jednorazowego kosztu oprzyrządowania (kokili lub formy ciśnieniowej) i kosztu każdej sztuki – metalu, energii, czasu maszyny, wykańczania i kontroli. Kokila jest wyraźnie tańsza od formy ciśnieniowej, dlatego przy krótkich i średnich seriach daje zwykle niższy koszt całkowity. Forma ciśnieniowa kosztuje więcej, ale krótki cykl i mniejszy zakres obróbki obniżają koszt sztuki – przy dużych seriach to ona wygrywa.

Punkt, w którym odlewanie ciśnieniowe zaczyna się opłacać, zależy od wielkości detalu, liczby gniazd w formie, wymagań co do obróbki i rocznego zapotrzebowania. Dlatego warto porównać wyceny obu wariantów. Z czego składa się cena i jak porównywać oferty, wyjaśniamy w artykule ile kosztuje odlew aluminiowy.

Jakość i zastosowanie różnych typów odlewów aluminium

Odlewy kokilowe mają zwartą, drobnoziarnistą strukturę i niewielką porowatość, dlatego dobrze sprawdzają się w częściach obciążonych mechanicznie, szczelnych i przeznaczonych do obróbki cieplnej – w korpusach, obudowach, wspornikach i elementach armatury. Norma PN-EN 1706 podaje dla odlewów kokilowych wyższe minimalne właściwości mechaniczne niż dla odlewów piaskowych z tego samego stopu.

Odlewy ciśnieniowe wybiera się do cienkościennych obudów, pokryw, radiatorów i detali o złożonej geometrii, które mają być lekkie, dokładne i powtarzalne – często bez obróbki albo z obróbką tylko powierzchni funkcyjnych. Ograniczeniem jest porowatość gazowa: przy głębokiej obróbce mogą odsłonić się pory, a przesycanie lub spawanie grożą pęcherzami na powierzchni.

Dlaczego warto wybrać odlewnię aluminium w Wielkopolsce?

Bliskość odlewni ma znaczenie przede wszystkim przy nowych projektach. Łatwiej wtedy omówić rysunek na miejscu i szybko uzgodnić ewentualne poprawki w kokili lub formie. Krótszy transport to też mniejsze ryzyko uszkodzeń i prostsza logistyka partii odbieranych w kilku dostawach.

Nasza odlewnia działa w Janikowie k. Poznania, ok. 9 km od centrum Poznania. Wizyty i odbiór odlewów są możliwe po wcześniejszym umówieniu, a odlewy dostarczamy w całej Polsce i za granicę – warunki dostawy (regułę Incoterms) podajemy w ofercie.

Kokila, forma piaskowa i ciśnienie w jednym zakładzie

Odlewamy wyłącznie stopy aluminium – w kokilach, w formach piaskowych i ciśnieniowo. Dzięki temu ten sam detal można wycenić w kilku technologiach i wybrać tę, która najlepiej pasuje do serii i wymagań. Modele, rdzennice i kokile powstają we własnej modelarni (przy części projektów współpracujemy z zaufanymi partnerami), a formy ciśnieniowe projektujemy w CAD/CAM z symulacją przepływu stopu i wykonujemy ze stali narzędziowej we własnym dziale narzędziowym. Pełny zakres usług znajdziesz w ofercie produkcyjnej.

Obróbka i wykończenie bez kolejnych dostawców

Odlewy obrabiamy na miejscu – na centrach CNC 3- i 5-osiowych oraz automatach tokarskich – a na życzenie szlifujemy, polerujemy i malujemy proszkowo w kolorach RAL. Pracujemy w systemach ISO 9001:2015 i ISO 14001:2015, potwierdzonych certyfikatami TÜV Rheinland Polska.

Jak wybrać odpowiednią odlewnię aluminium dla swojego projektu?

Zanim porównasz ceny, sprawdź, czy odlewnia pasuje do Twojego detalu. Pomocne są pytania:

• Technologia – czy odlewnia ma metodę odpowiednią do wielkości serii i wymagań (kokila, forma piaskowa, odlewanie ciśnieniowe), czy tylko jedną?
• Zakres mas i wymiarów – czy Twój odlew mieści się w jej możliwościach? U nas: kokila od 0,1 do 50 kg, forma piaskowa od 1 do 100 kg w skrzynkach do 1000 mm.
• Stopy – czy odlewa gatunek z rysunku według PN-EN 1706?
• Tolerancje i odbiór – czy deklaruje realne klasy według ISO 8062-3 i jasno określa warunki odbioru?
• Obróbka i wykończenie – czy dostarczy gotową część, czy tylko surowy odlew?
• Systemy jakości – certyfikat ISO 9001, a jeśli to dla Ciebie ważne – także ISO 14001.

Kompletne zapytanie skraca wycenę i ułatwia porównanie ofert – listę danych znajdziesz w poradniku jak przygotować zapytanie ofertowe do odlewni.

Najważniejsze aspekty współpracy z odlewnią ciśnieniową aluminium

Odlewanie ciśnieniowe to zwykle projekt na lata: forma pracuje przez dziesiątki tysięcy cykli, a seria jest odbierana partiami. Na starcie warto uzgodnić:

• konstrukcję detalu pod formę – pochylenia, promienie, grubości ścianek, miejsca wypychaczy i położenie płaszczyzny podziału ustala się przed projektem formy; późniejsze zmiany są kosztowne,
• prognozę ilości – roczne zapotrzebowanie i wielkość partii decydują o liczbie gniazd w formie i o cenie sztuki,
• wymagania jakościowe – klasę tolerancji, powierzchnie surowe i obrabiane, dopuszczalną porowatość i szczelność; zapisz je na rysunku i w warunkach odbioru,
• obróbkę i wykończenie – kto obrabia odlewy, jakie obowiązują naddatki i bazy, czy potrzebne jest malowanie,
• utrzymanie formy – regularna konserwacja i regeneracja wydłużają jej żywotność i chronią wymiary odlewów,
• dostawy – wielkość partii, opakowanie, harmonogram i regułę Incoterms.

Formy ciśnieniowe projektujemy w CAD/CAM z symulacją przepływu stopu i wykonujemy we własnym dziale narzędziowym, a odlewamy na zautomatyzowanej linii z kontrolą temperatury, ciśnienia i czasu cyklu. Stopy, zakres serii i przebieg współpracy opisujemy na stronie naszej odlewni ciśnieniowej aluminium.

Najczęściej zadawane pytania

Porównamy obie technologie dla Twojego detalu

Prześlij model 3D i rysunek z planowaną roczną ilością – przygotujemy wycenę. Zobacz też ofertę odlewania kokilowego aluminium i odlewania ciśnieniowego. Poproś o wycenę.