What Are the Main Feeding Methods of Die Casting and Their Applications?

The feeding method of die casting is the “starting line” of the entire production process—it directly determines production efficiency, product quality, and the scope of applicable materials. Choosing the wrong feeding method can lead to 30% higher defect rates (PER ESEMPIO., porosity from unstable metal supply) O 50% lower production efficiency (PER ESEMPIO., manual feeding delays). Ma con le molteplici opzioni tradizionali disponibili, dalla ricarica manuale ai sistemi automatizzati intelligenti, come distinguere i loro punti di forza? Che si adatta alla vostra scala di produzione e ai requisiti dei componenti? Questo articolo risponde a queste domande con classificazioni dettagliate, dati tecnici, e una pratica guida alla selezione.

1. Classificazione per grado di automazione: Da manuale a intelligente

Il livello di automazione è il modo più intuitivo per classificare i metodi di alimentazione della pressofusione, poiché incide direttamente sul costo del lavoro e sulla stabilità della produzione.

UN. Ricarica manuale

• Principio fondamentale: Workers use tools like shovels or crucibles to manually add molten metal into the injection chamber of the die casting machine. No automated equipment is involved.
• Caratteristiche chiave:
• Efficienza: Low—only 10–15 parts per hour can be produced, as feeding speed depends on human operation.
• Stabilità: Poor—temperature fluctuations of molten metal can reach ±15°C (PER ESEMPIO., aluminum liquid drops from 680°C to 665°C during manual transfer), and feeding quantity varies by ±10% (easy to cause undercasting or flash).
• Costo: Costo iniziale basso (no need for automated equipment), ma costi di manodopera elevati a lungo termine (1–2 lavoratori per macchina).
• Scenari applicativi tipici: Produzione di prova in piccoli lotti (PER ESEMPIO., sperimentazione in laboratorio di nuove leghe di magnesio), fusione di leghe speciali (PER ESEMPIO., leghe di rame di elevata purezza con piccola domanda), o piccoli laboratori a basso budget.

B. Sistema di riempimento automatizzato

• Principio fondamentale: Combina a braccio robotico con a fornace quantitativa—il braccio robotico preleva automaticamente una quantità fissa di metallo fuso dal forno e la versa nella camera di iniezione, ottenere un’alimentazione regolare e quantitativa.
• Aggiornamenti chiave rispetto alla ricarica manuale:
• Efficienza: 3–5 times higher than manual—can achieve 30–50 parts per hour, and the robotic arm’s cycle time is stable at ±0.5 seconds.
• Stabilità: Significantly improved—molten metal temperature loss is controlled within ±3°C (thanks to short transfer distance), and feeding quantity accuracy reaches ±2% (avoids material waste or defect risks).
• Intelligent Linkage: Can be integrated into the factory’s central control system—automatically adjusts feeding frequency according to the die casting machine’s cycle time (PER ESEMPIO., accelera l'alimentazione quando la macchina funziona ad alta efficienza).
• Scenari applicativi tipici: Linee di produzione di medio volume (PER ESEMPIO., produzione mensile di 50.000-200.000 ricambi auto in lega di alluminio come staffe per sensori), o linee di produzione con più macchine per pressofusione (un forno centrale alimenta 2-3 macchine).

2. Classificazione per struttura dell'apparecchiatura: Camera fredda contro. Camera calda

La posizione del forno del metallo fuso rispetto al sistema di iniezione è una differenza fondamentale nelle apparecchiature di pressofusione, che definisce due metodi di alimentazione unici.

UN. Alimentazione pressofusione a camera fredda

• Caratteristica della struttura dell'attrezzatura: La fornace è indipendente of the die casting machine—molten metal is stored in an insulated furnace and transferred to the machine’s injection chamber only when needed.
• Standard Workflow:

1. The independent furnace maintains molten metal temperature (PER ESEMPIO., 670°C for aluminum alloy) with insulation layers and auxiliary heating.
2. A manipulator (or automated ladle) scoops a fixed amount of molten metal from the furnace.
3. The manipulator pours the molten metal into the horizontal injection chamber of the die casting machine.
4. The punch pushes the molten metal into the mold cavity at high pressure (50–150MPa) per la formazione.

• Vantaggi chiave:
• Versatilità materiale: Suitable for high-melting-point alloys (alluminio, magnesio, rame) that would damage hot chamber components. Per esempio, aluminum alloy’s melting point (660° C.) is far higher than the heat resistance limit of hot chamber punches.
• Large Part Compatibility: Can handle large casting weights (up to 50kg or more), as the independent furnace and horizontal injection chamber can accommodate more molten metal.
• Critical Design Detail: IL gooseneck conveying system (used in some cold chamber machines) è progettato per resistere agli schizzi di metallo: la sua struttura curva guida il metallo fuso senza problemi nella camera di iniezione, riducendo l'ingresso di aria.
• Scenari applicativi tipici: Produzione di parti strutturali di grandi dimensioni (PER ESEMPIO., blocchi motore di automobili, Cali di trasmissione, telai delle batterie dei veicoli a nuova energia) che richiedono leghe ad alto punto di fusione e di grandi dimensioni.

B. Alimentazione della pressofusione a camera calda

• Caratteristica della struttura dell'attrezzatura: Il cilindro di iniezione (compreso il pugno) È direttamente immerso nel forno per il metallo fuso: non è necessaria alcuna fase di trasferimento separata.
• Principio di lavoro principale:
• Il forno è integrato con la macchina per pressofusione: metallo fuso (PER ESEMPIO., lega di zinco a 380–420°C) surrounds the injection cylinder.
• When the punch retracts, molten metal is automatically sucked into the injection cylinder through the inlet.
• When the punch advances, it directly pushes the molten metal in the cylinder into the mold cavity at high speed.
• Vantaggi chiave:
• Velocità: The theoretical cycle time is 30% faster than cold chamber die casting—can achieve 60–100 parts per hour, as it eliminates the time-consuming metal transfer step.
• Semplicità: Fewer components (no independent furnace or transfer manipulator) ridurre i tassi di guasto delle apparecchiature e i costi di manutenzione.
• Limitazione dei materiali: Applicabile solo a leghe a basso punto di fusione (zinco, stagno, Guida) con punti di fusione inferiori a 450°C. Le leghe ad alto punto di fusione fonderebbero il punzone e il cilindro di iniezione dell'acciaio, con conseguenti danni alle apparecchiature.
• Scenari applicativi tipici: Produzione di massa di piccole dimensioni, pezzi di precisione a pareti sottili (PER ESEMPIO., telai metallici per telefoni cellulari in lega di zinco, microingranaggi per prodotti 3C, custodie per sensori a pareti sottili con peso inferiore a 10 kg).

3. Metodi di alimentazione speciali avanzati: Per requisiti di alta qualità

Per parti con severi requisiti di qualità (PER ESEMPIO., bassa porosità, alta resistenza), sono stati sviluppati due metodi di alimentazione avanzati basati su tecnologie tradizionali.

UN. Alimentazione della pressofusione sotto vuoto

• Innovazione fondamentale: Combina l'"alimentazione quantitativa" con l'"ambiente sottovuoto", prima dell'alimentazione, la cavità dello stampo viene evacuata in uno stato di pressione negativa (<10KPA), e il metallo fuso viene iniettato contemporaneamente nella cavità del vuoto.
• Scoperte di qualità:
• Riduzione della porosità: L'ambiente sottovuoto elimina 90% di aria nella cavità: la porosità delle parti finite è ridotta a <0.5%, rispetto all'1–3% per la pressofusione ordinaria.
• Miglioramento delle prestazioni: Reduced porosity makes the material structure denser—elongation of aluminum alloy parts increases to 8–12% (ordinary die casting only reaches 1–3%), and tensile strength is improved by 15–20%.
• Feeding Control Requirement: The feeding speed must be precisely matched with the vacuum pumping speed—if feeding is too fast, air may be drawn into the cavity; if too slow, molten metal may solidify prematurely.
• Scenari applicativi tipici: Production of critical parts that withstand dynamic loads (PER ESEMPIO., new energy vehicle shock absorber tower brackets, aircraft landing gear small components) —these parts must pass strict fatigue tests (PER ESEMPIO., ASTM B39 standard for aluminum alloys).

B. Alimentazione pressofusione semisolida

• Material Innovation: Feeds a semi-solid metal slurry (a mixture of solid primary crystals and liquid eutectic, with a solid phase ratio of 50–60%) instead of fully molten metal.
• Feeding Process Characteristics:
• The semi-solid slurry is prepared in a special mixing furnace (via mechanical stirring or electromagnetic stirring) to form spherical solid particles suspended in the liquid phase.
• The slurry is fed into the mold cavity at a lower injection speed (1–3m/s) than fully molten metal—its “toothpaste-like” viscosity avoids turbulence and air entrainment.
• Key Performance Advantage: Solves the problem of traditional die casting parts being prone to cracking during heat treatment—semi-solid parts have uniform microstructures, and their tensile strength is close to that of forged parts (PER ESEMPIO., aluminum alloy parts reach 350–400MPa, comparable to forged 6061 alluminio).
• Scenari applicativi tipici: Production of safety-critical components (PER ESEMPIO., motorcycle hubs, high-speed rail brake discs, hydraulic valve bodies) that require both high strength and heat treatment stability.

4. Guida completa alla selezione: Come scegliere il giusto metodo di alimentazione

To avoid wrong choices, use the following decision framework based on 5 key indicators. The table below also compares the core parameters of each feeding method for quick reference:

Suggerimenti pratici per la selezione:

1. Produzione di massa + complex large parts: Priorità cold chamber die casting with automated ladling—balances material versatility and production efficiency (PER ESEMPIO., auto engine blocks).
2. Micro precision parts + rapido inversione di tendenza: Scegliere hot chamber die casting feeding—its fast cycle time meets high-volume demands for small parts (PER ESEMPIO., 3C product components).
3. Critical parts with dynamic load requirements: Optare per vacuum die casting or semi-solid die casting feeding—their low porosity and high strength ensure part reliability (PER ESEMPIO., EV shock absorber brackets).
4. Multi-variety small-batch production: Utilizzo cold chamber die casting with modular quick mold change system (applying SMED concept)—the independent furnace allows flexible switching of alloys, suitable for producing multiple part types.

5. La prospettiva di Yigu Technology sui metodi di alimentazione della pressofusione

Alla tecnologia Yigu, we believe the right feeding method is the “foundation of stable die casting production.” For our automotive clients, we adopt cold chamber die casting with automated ladling—the central control system links 3 die casting machines to one furnace, reducing feeding errors by 90% and improving production capacity by 40%. For 3C product clients needing zinc alloy parts, Nostro hot chamber feeding lines achieve a cycle time of 20 secondi per parte, meeting monthly output of 300,000 mobile phone frame orders.

For high-end clients (PER ESEMPIO., new energy vehicle manufacturers), we deploy vacuum die casting feeding units—parts’ porosity is controlled below 0.3%, passing 1 million-cycle fatigue tests. We’re also developing intelligent feeding systems that use AI to predict molten metal demand—adjusting feeding quantity in real time based on part weight and machine efficiency. Our goal is to help clients match feeding methods to their actual needs, avoiding over-investment in advanced technologies or efficiency losses from outdated methods.

Domande frequenti

1. Can hot chamber die casting feeding be used for aluminum alloy parts?

No—aluminum alloy’s melting point (660° C.) exceeds the heat resistance limit of hot chamber injection punches (usually ≤450°C). Using aluminum alloy would melt the punch and cylinder, causing equipment damage. Aluminum alloy parts must use cold chamber die casting feeding methods.

2. What is the main cost difference between automated ladling and manual charging?

Automated ladling has higher upfront investment (Di \(50,000- )100,000 for a robotic arm + fornace quantitativa), but saves \(20,000- )30,000 in annual labor costs per machine (replacing 1–2 workers). For production lines with a lifespan of 5 anni, automated ladling is more cost-effective than manual charging.

3. Is vacuum die casting feeding suitable for small-batch production?

Generally not recommended—vacuum die casting equipment has high initial investment (about 2–3 times that of ordinary cold chamber machines), e produzione di piccoli batch (PER ESEMPIO., <10,000 parti/anno) cannot spread the equipment cost. For small-batch high-quality parts, we suggest using ordinary die casting with post-processing (PER ESEMPIO., impregnazione) per ridurre la porosità, which is more economical.