Varmkammarmaskiner har jämfört med kallkammarmaskiner fördelar som kort cykeltid och minskad risk för gasporositeter i komponenten. Detta beror på att fyllkammaren och skottkolven ligger permanent nedsänka i smältan.  Därmed behövs varken någon påfyllare eller kolvsmörjning vilket minskar risken för inblandning av luft eller gas under formfyllningen. En nackdel med metoden är att fyllkammaren och skottkolven inte kan utsättas för smält metall som är aggressiv mot järn, exempelvis aluminium. Därför används metoden i första hand till pressgjutning av zink och magnesium.

 Detaljbild på en varmkammarmaskin (källa: Idra)

En varmkammarmaskin är i huvudsak uppbyggd av följande komponenter

  • Järndegel: En järndegel används för att hålla metallen smält i smältugnen.
  • Värmeelement: Smältugnar till varmkammarmaskiner värms vanligtvis via gasbrännare eller elektriska motståndselement. Värmen överförs till järndegeln och till den smälta metallen.
  • Eldfast inneslutning och smältugnskropp: Ugnskroppen är vanligtvis isolerad invändigt med eldfast material eller isolerande material för att minimera värmeförluster.
  • Skottcylinder: Skottcylindern med sitt påfyllarhåll är vertikalt monterad nere i den smälta metallen och i botten ansluten till svanhalsen.
  • Kolvstång och kolv: Kolvstången påverkar kolven som i sin tur pressar den smälta metallen vidare genom svanhalsen.
  • Ringar: 2 eller 3 ringar monteras på kolven för att undvika att metall rinner förbi kolven.  
  • Svanhals: Är en delvis nedsänkt kanal som för över metall från varmkammaren till munstycket.
  • Munstycke: Är en uppvärmd tub som förbinder svanhalsen med formen genom den stationära tryckplattan.
  • Gjutkanalsbussning: Anslutningsdel mellan munstycke och gjuthåligheten. Gjutkanalsbussningen är vanligtvis vattenkyld invändigt för att kunna åstadkomma snabbare stelning av den insprutade metallen.

 

 

Komponenterna i en varmkammarmaskin

 

Animerad video som visar gjutning med varmkammarmetoden.

Hos varmkammarmaskiner är smältenheten sammanbyggd med gjutmaskinen. Den i smältan nedsänkta fyllkammaren är vertikalt monterad. Den smälta metallen rinner in i fyllkammaren. Sedan, när maskinens låssystem har stängt verktyget, börjar den hydrauliskt drivna skottkolven röra sig nedåt i fyllkammaren och pressar smältan in i den så kallade svanhalsen där den först kommer till änden på svanhalsen, sedan till insprutningsöppningen och sedan in i formhåligheten. Strax innan formen öppnas går kolven tillbaka till utgångsläget och den flytande överskottssmältan rinner tillbaka genom det uppvärmda röret (svanhalsen) till ugnen. För att undvika luftinblandning i metallen i svanhalsen brukar man vinkla antingen hela maskinen eller verktygets delningsplan ett antal grader relativt horisontalplanet.

Metallpåfyllningen måste ske med kontrollerad hastighet och tryck. Det innebär att de ingående delarna i skottenheten, det vill säga skottkolven och styrsystemet, har som uppgift att se till att skottkolven rör sig med den hastighet som är beräknad för den aktuella komponenten. Varmkammarmaskinerna har inte samma multiplikatorsystem som kallkammarmaskiner. Då den metall som pressats fram av kolven alltid är flytande, finns det inget behov av att mekaniskt sönderdela exempelvis stelnade skal från tabletten i fyllkammaren som är fallet i kallkammarmaskiner.  Därmed finns det heller inget behov av en multiplikator som kan förstärka injektionstrycket.  Det tryck som appliceras av maskinens skottkolv ökar trycket i hela metallmängden (ingötet och detaljen). Därmed kan hela detaljen eftermatas och stelningskrympningen kompenseras så länge det finns öppna flytvägar i hela ingjutsystemet och detaljen.  Skottkolvens rörelse under eftermatningsfasen är ingen bra indikator på hur effektivt eftermatningen fungerar på en varmkammarmaskin.  Det är vanligtvis ett visst läckage mellan skottkolven och fyllkammaren och detta läckage ökar i takt med maskinens driftstid allteftersom kolvringarna på skottkolven slits. Detta innebär att skottkolvens rörelse under eftermatningsfasen istället är en relativt bra indikator på att kolvringarna är slitna och behöver bytas.

Arbetsgången i en varmkammarmaskin

 

Fördelar med varmkammargjutning

  • Då smältugnen är sammanbyggd med maskinen minskar temperaturförlusterna i smältan vilket minskar energianvändningen och oxideringen hos metallen.
  • Mycket hög produktivitet, med cykeltider under 1 sekund i vissa fall.
  • Relativt enkelt att nå en hög automatiseringsnivå.

Nackdelar

  • Inte fullt utvecklat för att under industriella förhållanden kunna gjuta metaller som är reaktiva med järn eller har en hög smältpunkt, exempelvis aluminium och mässing.
  • Prestanda, i form av skottvikt eller metalltryck, är normalt lägre för varmkammarmaskiner jämfört med kallkammarmaskiner.  

 

Ytterligare film som visar processen för varmkammargjutning:

4661