压铸壳体注意事项

一、核心概念与价值定位

压铸壳体是以压力铸造工艺生产的设备外部结构体，承担保护内部组件、提供支撑固定、散热管理及环境防护等功能。相较于传统冲压焊接或机加工壳体，压铸壳体具有一体化程度高、尺寸精度高、材料利用率优等特点，尤其适合复杂形状和薄壁结构的批量生产。其在电子设备、汽车部件、工业仪器等领域广泛应用，成为现代制造业的核心工艺之一。

二、材料选型逻辑

选择依据需综合考量性能需求、生产成本与工艺适配性：

铝合金（如ADC12）：兼顾轻量化与导热性，适用于消费电子、新能源三电系统等对散热敏感的场景；

锌合金（如Zamak 3）：流动性极佳且尺寸稳定，适合微型精密器件（如耳机仓体）；

镁合金（如AM60B）：密度最低，适用于便携式设备或需减重的航空部件；

铜合金：用于高导电率或特殊功能场景（如医疗仪器）。
需注意不同材料的收缩率差异（如铝合金约0.5%-0.7%）直接影响模具设计公差。

三、关键设计规范

1. 基础几何参数

最小壁厚：铝合金≥0.8mm，锌合金≥0.6mm，低于此值易产生冷隔或充填不足；

拔模斜度：单边0.5°~2°（深腔结构取上限），确保顺利脱模；

圆角过渡：所有转角需设置R≥0.5mm的圆角，消除应力集中点；

加强筋布局：厚度为壁厚的60%-80%，间距不超过3倍壁厚，避免局部变形。

2. 功能集成设计

散热优化：通过鳍片结构增强散热，鳍片高度不超过壁厚的3倍，配合铝合金的高导热系数；

防水防尘：采用IP67级密封设计，硅胶圈压缩量控制在15%-20%；

电磁屏蔽：内壁镀铜+导电氧化层，接缝处使用导电泡棉提升屏蔽效能。

3. 模具适配性

分型面规划：优先选择水平分型，避开外观面以减少飞边；

浇口位置：设置在厚壁处或非功能面，避免直冲型芯导致湍流；

顶出系统：顶针直径≥φ2mm，布置在非外观面以防痕迹。

四、典型缺陷与解决方案

1. 缩凹

成因：局部冷却过快导致收缩受阻；

对策：在缩凹区域增设冷却水管，延长保压时间至凝固后期，补偿收缩。

2. 气孔/气泡群

成因：金属液含气量过高或排气不畅；

对策：改用真空压铸技术抽取型腔气体，增加排气槽深度至0.1-0.2mm。

3. 变形翘曲

成因：冷却不均导致内应力释放；

对策：进行回火处理（如铝合金180℃×2小时），对称设置加强筋平衡收缩。

4. 披锋毛刺

成因：分型面间隙过大或锁模力不足；

对策：定期打磨分型面，校准压铸机平行度，喷涂陶瓷涂层减小膨胀差。

5. 螺纹烂牙

成因：模具型芯磨损或金属液冲击；

对策：采用镶嵌式硬质合金螺套，降低注射速度至临界值。

五、后处理工艺链

基础处理：震动研磨去除毛刺→超声波清洗→干燥；

表面强化：阳极氧化（膜厚10-20μm）或微弧氧化（陶瓷层硬度HV800）；

装饰工艺：喷砂哑光/高光抛光→镭雕LOGO→PU/UV漆喷涂；

功能涂层：导电镍铜镍三元镀层（适用于RF屏蔽）或特氟龙防腐涂层。

六、行业应用实例

1. 5G基站滤波器壳体

材料：ADC12铝合金；

难点：深腔结构（长宽比1:5）易产生涡流卷气；

解决方案：三级阶梯式浇道+背抽真空系统，气孔率降至0.3%；

性能：工作频段损耗<0.2dB，满足电信级振动测试标准。

2. 电动工具齿轮箱壳体

材料：AM60镁合金；

创新点：一体化压铸替代传统冲压焊接结构；

效益：减重37%，噪音降低5dB(A)，通过IP54防护认证。

3. 医疗监护仪外壳

材料：Zamak 5锌合金；

特殊要求：抗VHP灭菌（134℃饱和蒸汽）；

工艺：双重电镀（Ni-Cr层厚8μm）+钝化处理，通过ISO 11737生物相容性测试。

七、成本控制策略

模具阶段：采用模块化设计（标准件占比≥40%）降低改模费用，预埋K型热电偶实时监控温度分布；

量产阶段：优化压射参数使循环周期缩短至45秒以内，回收利用浇口料（二次熔炼损耗<1.5%）；

质量管控：X光探伤抽检率≥5%，CMM三坐标测量关键配合尺寸（公差控制在±0.05mm）。

八、未来发展方向

智能化升级：嵌入传感器接口的预制线缆通道；

可持续制造：开发可拆卸紧固结构的全回收设计；

梯度材料应用：局部激光熔覆高耐磨合金层；

纳米涂层革命：超疏水表面处理实现自清洁功能。

总结

压铸壳体的设计需平衡结构强度、散热性能、电磁兼容及生产成本。通过材料创新、工艺优化和智能化设计，可显著提升产品可靠性并降低成本。实际开发中建议采用DFMA（面向制造与装配的设计）理念，早期介入模具流动模拟分析，规避量产风险。