El proceso de inyección de fundición a presión es una secuencia orquestada con precisión de ajustes de velocidad y presión que transforma el metal fundido en piezas de alta calidad.. Si bien puede parecer un solo paso de “inyección”, En realidad, se desarrolla en distintas etapas, cada una diseñada para resolver un desafío específico., desde expulsar aire hasta prevenir defectos como contracción o rebabas. Estas etapas varían ligeramente según el tipo de equipo. (P.EJ., caliente vs. máquinas de cámara fría) y aleación (aluminio vs. zinc), pero tres sistemas de clasificación dominantes dominan el uso en la industria: las 5 etapas (teorético), 3-escenario (simplificado), and 4-stage (modern machine) modelos. But what happens in each stage? How do they differ? And how to choose the right classification for your production? This article answers these questions with technical details, parameter benchmarks, y aplicaciones del mundo real.
1. Principios centrales: Why Staged Injection Matters
Before diving into specific stages, it’s critical to understand the “why” behind staged injection. Molten metal behaves differently under varying speed and pressure—rushing it too fast causes turbulence (trapping air and oxide films), while moving it too slow leads to premature solidification (causing undercasting). Staged injection solves this by:
- Expelling air: Low-speed stages push air out of the pressure chamber and runners, avoiding bubbles in the final part.
- Preventing splashing: Gentle initial movement stops molten metal from splashing against mold walls (which creates cold shuts).
- Ensuring full filling: High-speed stages quickly fill complex cavities before the metal cools.
- Compacting metal: Final pressure stages eliminate shrinkage and boost part density.
Every stage works together to balance flow efficiency (filling the mold quickly) y defect prevention (avoiding air, cierres frios, o flash)—the key to consistent die casting quality.
2. Three Mainstream Stage Classifications: Una comparación detallada
The industry uses three primary ways to divide the injection process, cada uno adaptado a diferentes equipos y objetivos de producción. La siguiente tabla desglosa cada clasificación., sus etapas, Parámetros clave, y casos de uso ideales:
| Clasificación | Etapas | Objetivos clave & Detalles técnicos | Parámetros típicos (Aleaciones de aluminio, Cámara fría) | Aplicación ideal |
| 1. 5-División de etapa (Teoría básica) | 1. Etapa de preparación | – Ajustar el estado inicial de la máquina: Restablecer el punzón a la posición inicial; Precaliente la cámara de presión a 150-200°C.- Cargue metal fundido en la cámara de presión. (volumen = peso parcial + 5–10% desechos). | – Posición de punzonado: 0milímetros (punto de partida)- Temperatura de la cámara de presión: Tolerancia de ±10°C | Todas las máquinas de fundición a presión; used for training and process validation. |
| 2. Slow Sealing Stage | – Punch moves at low speed (0.1–0.3m/s) to seal the feeding port.- Push molten metal to the front of the pressure chamber—expels 80–90% of air. | – Velocidad: 0.1–0.3m/s- Travel distance: 50–100 mm (covers feeding port) | Prevents air from being drawn back into the pressure chamber; critical for large parts. | |
| 3. Accumulation Stage | – Metal accumulates at the inner gate front, building “momentum” for high-speed filling.- Ensures a steady metal supply to avoid gaps during the next stage. | – Velocidad: 0.3–0.5m/s- Presión: 5–10MPa (maintains flow without splashing) | Ideal for parts with thin walls (≤3 mm); ensures uniform metal distribution. | |
| 4. Etapa de llenado | – Punch accelerates to high speed (2–5m/s) to fill the mold cavity quickly.- Llave: Fill before the metal solidifies (typical filling time: 0.05–0.2s for small parts). | – Velocidad: 2–5m/s (varía según el espesor de la pieza; faster for thinner walls)- Aceleración: ≤5m/s² (avoids turbulence) | All high-volume production; critical for complex parts with deep cavities. | |
| 5. Boosting & Holding Stage | – Apply high pressure (50–100MPa) via the booster mechanism to compact molten metal.- Maintain pressure during solidification (tiempo de espera: 10–20s) to eliminate shrinkage. | – Boost pressure: 50–100MPa- tiempo de espera: 1.2× solidification time | Pressure-bearing parts (P.EJ., válvulas hidráulicas); prevents sink defects. | |
| 2. 3-División de etapa (Classic Simplified) | 1. Slow Injection Stage | – Combines “slow sealing” and “accumulation” stages: Baja velocidad (0.1–0.5m/s) pushes metal over the gate, expels air, and builds momentum.- Simplified for easy operation—reduces parameter setup time. | – Velocidad: 0.1–0.5m/s- Presión: 5–15MPa | Small to medium-sized parts (P.EJ., 3C electronic components); used on older machines with limited parameter controls. |
| 2. Fast Injection Stage | – Same as 5-stage “filling stage”: Alta velocidad (2–5m/s) Llena la cavidad rápidamente.- Centrarse en la eficiencia del ciclo, algo común en la producción de gran volumen (P.EJ., herrajes de aleación de zinc). | – Velocidad: 2–5m/s- tiempo de llenado: <0.2s (para piezas <500gramo) | Piezas de aleación de zinc. (máquinas de cámara caliente); productos de ciclo rápido (P.EJ., manijas del grifo del baño). | |
| 3. Etapa de impulso | – Fusiona las etapas de “impulso” y “mantenimiento”: Apply high pressure (50–80mpa) y mantener hasta que solidifique.- Simplificado para que los operadores lo supervisen: reduce el error humano. | – Presión: 50–80mpa- tiempo de espera: 8–15 chelines | Partes no críticas (P.EJ., carcasas de juguete); líneas de producción de baja calificación. | |
| 3. 4-División de etapa (Máquinas modernas) | 1. Etapa de inyección de presión lenta | – Idéntico a la “etapa de sellado lento” de 5 etapas: Baja velocidad (0.1–0.3m/s) Sella el puerto y expulsa el aire.- Adds real-time pressure monitoring to avoid metal leakage. | – Velocidad: 0.1–0.3m/s- Presión: 5–10MPa (monitored via sensors) | Modern cold chamber machines; parts requiring strict air control (P.EJ., Carcajadas de baterías de EV). |
| 2. Fast Injection Stage | – Same as 5-stage “filling stage”: Alta velocidad (2–6m/s) fills complex cavities.- Uses variable speed curves (P.EJ., J-shaped acceleration) to reduce turbulence. | – Velocidad: 2–6m/s- Aceleración: 3–5m/s² (smooth ramp-up) | Complex aluminum parts (P.EJ., automotive engine brackets); machines with AI parameter control. | |
| 3. Deceleration Stage | – Unique to modern machines: Slow the punch (from 2–6m/s to 0.5–1m/s) as filling nears completion.- Reduces impact on the mold (Extender la vida útil del moho) and minimizes flash (excess metal at parting lines). | – Deceleration rate: 2–4m/s²- End speed: 0.5–1m/s | Piezas de alta precisión (P.EJ., Componentes del dispositivo médico); molds with tight tolerances (± 0.05 mm). | |
| 4. Pressure Holding Stage | – Focus on uniform pressure application: Maintain 50–100MPa until the part’s surface solidifies.- Adds cooling channel synchronization (adjusts water flow to match solidification). | – Presión: 50–100MPa- tiempo de espera: 10–25s (varies by wall thickness) | Safety-critical parts (P.EJ., automotive steering knuckles); parts requiring high density (≥99.5%). |
3. Key Parameter Tuning: Optimize Each Stage for Defect Prevention
Even with the right stage division, poor parameter settings lead to defects. Below is a guide to tuning critical parameters for common alloys and defect risks:
A. Parameter Benchmarks by Alloy
| Alloy Type | Slow Stage Speed | Fast Stage Speed | Boost Pressure | Tiempo de espera (10mm Thick Part) |
| Aluminio (Cámara fría) | 0.1–0.3m/s | 2–5m/s | 50–100MPa | 12–18s |
| Zinc (Cámara caliente) | 0.2–0.4m/s | 1–3m/s | 30–50MPa | 8–12s |
| Magnesio (Cámara fría) | 0.1–0.2m/s | 3–6m/s | 60–90MPa | 10–15 chelines |
B. Defect-Specific Parameter Adjustments
If you’re facing common issues (P.EJ., burbujas, cierres frios), tweak stages as follows:
| Defecto | Causa principal (Stage Issue) | Parameter Fix |
| Bubbles/ Porosity | Fast stage too fast (turbulencia); slow stage didn’t expel air. | – Reduce fast stage speed by 0.5–1m/s.- Extend slow stage travel by 20–30mm (expels more air). |
| Cold Shuts | Fast stage too slow (metal solidifies mid-fill); slow stage too long. | – Aumente la velocidad de la etapa rápida entre 0,3 y 0,8 m/s.- Acorte el tiempo de la etapa lenta entre 0,5 y 1 s. |
| Fregaderos de contracción | Presión de sobrealimentación demasiado baja; tiempo de espera demasiado corto. | – Aumente la presión de sobrealimentación entre 10 y 20 MPa.- Ampliar el tiempo de espera de 2 a 5 s (1.2× solidification time). |
| Destello | Falta etapa de desaceleración; etapa rápida demasiado rápida (exceso de metal comprimido en los huecos). | – Agregar una etapa de desaceleración (0.5–Velocidad final de 1m/s).- Reduzca la velocidad de la etapa rápida entre 0,5 y 1 m/s. |
4. How to Choose the Right Stage Classification
Seleccionar la mejor división de escenario depende de tres factores: capacidad del equipo, Parte complejidad, y volumen de producción. Siga este árbol de decisiones:
- Edad/tipo del equipo:
- Máquinas más antiguas (antes de 2010) with limited parameter controls: Use 3-stage division (simplificado, fácil de operar).
- Modern machines (post-2010) with AI and sensor integration: Use 4-stage division (leverages deceleration and real-time monitoring).
- Training or lab environments: Use 5-stage division (teaches core principles).
- Parte complejidad:
- Piezas simples (P.EJ., soportes): 3-stage division (no need for deceleration).
- Partes complejas (P.EJ., EV battery housings with thin walls): 4-stage division (deceleration prevents flash).
- Partes críticas (P.EJ., componentes aeroespaciales): 5-stage division (granular control reduces defects).
- Volumen de producción:
- Volumen alto (>100k parts/year): 3 or 4-stage (configuración rápida, low operator input).
- Volumen bajo (<10k parts/year): 5-escenario (flexible tuning for small batches).
5. Yigu Technology’s Perspective on Staged Injection
En la tecnología yigu, we see staged injection as the “brain” of die casting—poorly tuned stages undo even the best mold designs. For automotive clients using cold chamber machines, our 4-stage AI-driven system (with real-time speed/pressure adjustment) reduced defect rates from 7% a <1.8%, cutting scrap costs by $40,000/year for a 100k-part batch. For zinc alloy hardware clients, our simplified 3-stage setup (pre-set parameters for common parts) reduced operator training time by 50%.
Estamos avanzando en dos innovaciones clave: 1) Self-learning stage tuning (AI analyzes defect data to optimize speeds/pressures automatically); 2) Cross-alloy parameter libraries (pre-loaded settings for aluminum, zinc, and magnesium, reduciendo el tiempo de configuración por 70%). Our goal is to make staged injection accessible—turning complex parameters into intuitive, reliable controls that boost quality and efficiency for every client.
Preguntas frecuentes
- Can I skip stages (P.EJ., deceleration) to speed up cycle time?
Skipping stages risks costly defects. Por ejemplo, skipping deceleration increases flash by 30–50% (requiring extra trimming time) and shortens mold life by 20% (due to excess impact). En cambio, optimize existing stages: P.EJ., reduce slow stage speed by 0.1m/s (cuts 0.3s/cycle) without sacrificing air expulsion.
- Do hot chamber machines use the same stage classifications as cold chamber?
Hot chamber machines (for zinc/magnesium) often use simplified 3-stage division—they have shorter pressure chambers (less air to expel), so the 5-stage “accumulation” stage is unnecessary. Sin embargo, modern hot chamber machines (post-2015) can use 4-stage division for high-precision parts (P.EJ., Componentes del dispositivo médico).
- How do I know if my stage parameters are optimized?
Use three tests: 1) Air detection: Check for bubbles via X-ray (porosity grade ≤2 per ASTM E446). 2) Fill test: Use a high-speed camera (1000fps) to confirm no splashing or turbulence. 3) Density test: Measure part density (≥99.2% for aluminum alloys). If all pass, your parameters are optimized.