作者：海望真空设备制造有限公司高级顾问
秦耘
来源：压铸实践
随着真空工艺在压铸生产上越来越受到重视和日益被广泛的使用，用户会提出更加全面和细致的问题。诸如前面探讨过一个完整的真空系统所应具备的基本元素：真空制造能力，系统排气能力，自动控制能力，真空度检测能力，系统自洁能力，故障诊断能力和广泛兼容能力。除此之外，一些用户还要关心的不仅仅是单台真空机采用，而是整个工厂的真空压铸规划。今天我就来探讨一下这类问题。
1. 真空系统的规划
根据压铸机的装备规模，我们可以把压铸真空用户大致分为三个群体：八台以下的为第一类；八台至十六台为第二类；十六台至二十四台及以上的为第三类。这里的压铸机台数是指用于或计划用于真空生产的数量，而不一定是实际拥有压铸机台数。
第一类群体，大多为生产气密性要求较高的大中型产品的用户，如汽车缸体，壳罩类，以及通讯类产品，真空压铸开机率较高，多数达90%以上。对于这样的用户，移动式真空机是最佳的选择方案，一次性投资少，机动灵活，维护负担并不大。
第二类群体，多为生产气密性和致密性要求高的中小型产品用户，如支架，阀体，端盖等等，真空压铸开机率80%以上。这时移动式真空，或集中真空站加真空单元都是可行的选择。建议选择的是两台移动式真空机和一个中小型集中真空站加真空单元。真空单元为机旁固定安装；为了确保较高的开机率，移动式真空机可作为真空单元的故障替补。
第三类群体，集中在生产气密性，致密性以及表面要求及二次加工等多重要求的，种类杂多，换代频繁，周期较短的产品，典型短周期的产品如小家电，手机等。此类群体的真空压铸开机率为70%左右，集中真空站和真空单元是不二的选择，由于可选择的真空压铸机台众多，替补移动式真空机并不一定真正有用武之地。
2. 真空机
真空机是指可移动的真空装置，可以从一台暂不需要真空排气的压铸机，移到另一台有需要的压铸机。根据压铸机的大小，可选择整体移动式或分体移动式。整体移动式是操作控制一体，移动最为方便，只需将电源和接口重新连接即可；而分体式是因为压铸机较大，真空机距离操作者较远，操作不便而采用的操作箱与控制箱分体安置。分体式虽然可以为移动式，但由于需要重新铺设操作箱与控制箱间的电缆而显得很不方便，往往作为不可移动的固定机台使用。
如何选择合适的真空机呢？每个供应商都应有自己的推荐道理。按照罐子与最大铸件容积比，一般为45～60倍。低于30倍的会影响排气能力；高于100倍的经济性会下降。真空泵抽气率(立方米/小时)与罐子容积(升)的比例为1：10～1：18，这个比例在大机时选小值；小机时选大值。过小的真空泵会造成周期内补真空不利，动态最小真空度得不到保障；过大的真空泵经济性会下降。这里还要考虑到具体用户的使用情况和特殊要求。
3. 真空站与真空单元
集中真空系统是为了提高多台压铸机使用真空系统时的真空效率，稳定整体系统真空度，降低投资使用成本，减少维护工作量，提升真空压铸的最佳经济性而设置的。一句话，采用集中系统就是因为它的经济性和高效性，以及安置的合理性。集中真空系统包括了真空站和机旁真空单元。真空站通过铺设的管路为系统提供真空源；真空单元是机旁布置的，为所需真空排气的压铸机模具提供操作和控制功能。合理的真空站控制机台数5～25台。
l 高效性是指在某个单元周期内真空站有足够的真空能力，这体现在罐子与铸件容积比于排气瞬间维持在很大的范围内，在整个动态排气过程中，系统仍处于稳定的较低压力，波动非常小。这样就更有可能极大降低模具型腔内的含气量。
l 经济性从投资，能耗和维护来考虑：
i.以对15台1000～2000压铸机服务的进口集中真空系统投资为例
进口真空站为100万；每个控制单元为28万，共420万；管线和安装费2万元，共计522万元
进口单台移动式真空机为50万元，共计750万元
可节省228万，约为30%
平衡点约为5台
ii.以对15台1000～2000压铸机服务的集中真空系统耗能为例：
接上例，单泵工作，功率为7.5kw；
接上例，15台移动式真空机能耗为15*1.1=16.5kw
可节能9kw, 约为54.5%%
iii.以对15台1000～2000压铸机服务的集中真空系统维护为例
仍按单泵运行，集中真空泵体积较大，维护工作比单台的小真空泵复杂，相当于约2倍的维护工作量。减少了13台泵的维护工作；即使按同时维护两个大泵，仍减少了11台真空泵的维护工作
l 安置的合理性，是指真空站独立于机间排列，真空单元由于去除了罐子和泵的因素，体积小，更容易置于定模附近，从而减少了管路的长度，提高了排气效率
真空站和真空单元的组合除了要具备单体真空机应具有的基本特点以外，最为重要的是可靠性。双泵交替工作的体制保证了真空站运行可靠性。在有几个真空站同时存在于一个大型车间的情况下，真空站间彼此的呼叫支援功能更加巩固了其运行的安全可靠性。
4. 真空排气元件
机械式真空阀由于其排气效率高，在任何适合都可作为首选。但在以下情况下要慎重考虑:
l 用户生产的产品附加值不高
l 用户初次使用真空压铸工艺
l 用户在生产操作和维护管理上有欠缺
l 用户生产每模低于500克超小型铝铸件（镁锌按同体积换算）
l 用户采用超高速热式压铸
l 用户生产每模高于35千克超大型件（真空阀投资和维护成本剧增）
机械式真空阀是按铸件的容积转化，分段选配的，这样就不可避免的带来在低限时，排气能力略有浪费；在高限时略显不足。真空阀投资昂贵，一般都必须具有通用性，不能做到每个模具都配备，要在压铸生产时模具才装备真空阀。
相对来讲，冷却块由于其投资和维护量小，特别是由于可以根据具体铸件的排气容积设置不同排气能力的排气块。正是因为投资小，其设计寿命可以与模具一样，不用考虑其通用性，每个模具上都可配置，而且往往由用户或模具商自行加工制造。冷却块的排气效率较机械式真空阀低，但其低成本，少维护，设置灵活，不拘于一种设计模式的特点，目前仍是用户最为广泛使用的真空排气选择。
5. 选配举例
这里仅以海望真空系统作为参考。
5.1 移动式真空机选择
某压铸厂，生产一款通讯部件，件重8.5千克，材料为CD12铝合金，压铸机为2000吨，一模一件。由于气密性要求不允许在特殊部位出现气孔，欲采用真空压铸工艺。
解决方案：选移动式HV220BE真空机，适用于12千克以下铝铸件，选用两个中型HVM真空阀，双通路排气。
5.2集中真空系统选择
某压铸厂，生产600克～4千克汽车铸件，材料为铝合金，铸件要求低气孔率的高气密性和致密性；压铸机为350吨～800吨，共一跨内22台压铸机，L型排列，真空压铸生产开机率高于70%。 采用集中真空系统，真空站设置在车间两跨柱列间。
解决方案：选择一个HVS3008真空站和二十二个HV350HC真空单元，适用于200～1650吨约25台压铸机。排气单元依据不同压铸机、模具和产品大小相应采用一个真空阀或一个至两个冷却块。
6. 小结
压铸商做细致合理的发展规划，包括真空压铸规划，将避免企业盲目投资，和去除不必要的做秀情节，在现今竞争激烈的压铸市场占一席之地的有力保障。集中真空系统的应运而生，是与当今对压铸产品质量要求的日益提升和真空压铸工艺广泛采用分不开的；是取代一次性多台移动式真空机采购、提高投资的合理性、提升压铸真空系统的高效性、降低能耗、减少系统维护工作的最佳选择。相信在不久的将来，会有更多的压铸商采用集中真空系统。
