10.7.3 Alcan High-Q-Cast-processen

Denna process utvecklades och patenterades ursprungligen av Alcan 1996. Det är en pressgjutningsprocess i kallkammare som framställer högt påkända struturdetaljer i aluminium och magnesium som går att svetsa med laser och MIG-svetsning. Processen är särskilt anpassad för tillverkning av stora och tunna detaljer med höga och stabila mekaniska egenskaper.  

Denna process användes från början av Alcan i Europa för olika tillämpningar inom bilindustrin och licensierades senare till pressgjutare i Nordamerika såsom SPX Contech. Alcan Bayerische Druckguss Werke (BDW) i Markt Schwaben har använt metoden sedan år 2000 på åtta kallkammarmaskiner med låskrafter mellan 280 till 2 500 ton. High-Q-Cast-processen är en förbättring av den ursprungliga vakuumtekniken Minimum Fill Time (MFT) som utvecklades där. Den använder en piezoelektriskt styrd vakuumventil som kan stängas tolv gånger snabbare än en konventionell hydraulisk ventil. Ventilen öppnas när kolven börjar sin rörelse. Den är öppen under hela den långsamma första fasen och större delen av den snabba andra fasen. Detta innebär att vakuumet är inkopplat under nästan hela formfyllningsfasen. 
I den tidigare generationens Minimum Fill-teknik var det tvunget att ventilen stängdes redan vid slutet av den första fasen för att förhindra att smält metall kom in i vakuumventilen. I sin utvecklade form, med den snabba reaktionstiden hos piezoventilen som används i High-Q-Cast-processen, kan den numera vara öppen längre med ändå stängas i tid innan smält metall når ventilen. 

Kraftigare vakuumledningar och täta förseglingar i alla delningsplan tillsammans med större vakuumpumpar gör också att man kan åstadkomma ett kraftigare vakuum. En vakuumnivå ner mot 20–50 millibar, eller 1/50 atmosfärstrycket är möjligt. Med MFT var den praktiska vakuumnivån ca 10 gånger högre, ca 200-300 millibar eller cirka 1/5-del av atmosfärstrycket, alltså betydligt sämre.

Vattenbaserade smörjmedel med låg reaktivitet måste användas i High-Q-Cast-processen. De avger mindre gas än konventionella formsmörjmedel vilket minskar porbildningen i godset. Dessa åtgärder i kombination, kraftigt vakuum och formsläppmedel med låg gasavgivning, ger ett gods med mycket låg porhalt vilket innebär att detaljerna får höga och stabila mekaniska egenskaper och god svetsbarhet. 

Bild som visar den lilla mängden gas i smältan med High-Q-metoden.

Film som beskriver metoden:

 

Detaljer med väggtjocklek under 2 mm kan tillverkas med denna metod. Vid gjutning av High-Q-Cast-detaljer används vanligtvis 20–30 ingöt på detaljen, att jämföra med kanske 3–4 ingöt vid konventionell pressgjutning. Ett exempel är Audis B-stolpe, alltså den vertikala stolpe som sitter mellan A2´s fram- och bakdörrar. Den ger en styvhet till bilens övergripande struktur samt ökad hållfasthet vid sidokollisioner. Den gjutna detaljen ersätter upp till åtta enskilda pressgjuna delar och plåtdetaljer som tidigare monterades samman. Detaljen är 1,2 m lång och väger 2,18 kg. Den har 46 ingöt men förhållandet mellan skottvikten och den färdiga detaljen är ändå bara 2,5:1. Detaljen vann första pris på en internationell konstruktionstävling för pressgjutna detaljer år 2001. 

 

Bild på en Audi A2 och den komponent som tillverkats i aluminium med hjälp av High-Q-Cast-metoden.

4716