Stratené penové odlievanie: prielom v tradičnom procese odlievania

1. Analýza konceptu
Stratené penové odlievanie (LFC), tiež známa ako odlievanie plná plesnia alebo odlievanie plesní, je revolučný proces odlievania presnosti. Jeho jadrom je použitie penového plastu (zvyčajne polystyrénového EPS alebo kopolymérového STMMA) na vytvorenie presnej formy (t. J. „penového vzoru“), ktorá je presne rovnaká ako konečné odlievanie. Počas procesu liatia sa vysokoteplotný roztavený kov kontaktuje s penovou formou a spôsobuje, že sa rýchlo odparuje a zmizne. Roztavený kov potom zaberá svoj priestor a požadované odlievanie sa priamo získava po ochladení a tuhnutí. „Zmiznutie“ penovej formy počas celého procesu je jej najdôležitejšou črtou a pôvodom jej názvu.

2. Podrobné vysvetlenie celého procesu

Dizajn a výroba foriem:
Trojrozmerný dizajn založený na výkrese odlievania, presný výpočet príspevku na zmršťovanie.
Požadovaná penová pleseň (alebo kombinácia foriem) sa vyrába pomocou CNC obrábania alebo formovania formovania formy.
Príprava penového vzoru:
Materiál: Hlavne používajte vopred famed EPS (expandovateľné polystyrénové) guľôčky alebo guľôčky STMMA (styrén-metylmetakrylát) guľôčky. STMMA môže znížiť defekty čierneho uhlíka a má širšiu aplikáciu.
Formovanie: Naplňte korálky do hliníkovej formy zliatiny dutou, prejdite parou do ohrievania, korálky sa rozširujú, položte, vyplňte dutinu a po ochladení vytvorte hustý penový vzor. Komplexné odliatky vyžadujú spojenie a zostavenie viacerých vzorcových komponentov (pomocou špeciálneho lepidla na topenie).
Zostava klastru vzoru:
Presne spájajte viacnásobné penové vzory (vrátane liatovacieho systému a stúpacieho systému) do celého „klastru vzoru“. Návrh systému liatia je rozhodujúci a priamo ovplyvňuje výplň a splyňovanie.
Náter na farbu:
Účel: Zvýšte pevnosť a povrchovú úpravu vzoru; Vytvorte izolačnú vrstvu, aby ste zabránili preniknutiu kovovej kvapaliny do suchého piesku; Poskytnite priedušný kanál pre vypustenie penového splyňovania.
Farba: Väčšinou žiaruvzdorné povlaky na báze vody (napríklad kremeňový prášok, bauxitový prášok, prášok sľudy atď. S väzbami a suspendujúcimi činidlami).
Metóda: Nahnevá povlaky, povlak sprchy alebo povlak rozprašovania, hrúbka povlaku (zvyčajne 0,5-2 mm) a uniformita sa musia striktne kontrolovať a potom sa musia vysušiť.
Vibračné tvarovanie suchého piesku:
Vložte klaster potiahnutého vzoru do špeciálnej pieskovej skrinky, ktorú je možné vysávať.
Naplňte suchý kremenný piesok alebo iný žiaruvzdorný piesok (napríklad Gemstone Sand) bez spojiva, pridajte vlhkosť a rovnomernú veľkosť častíc.
Spustite vibračnú tabuľku tak, aby bol suchý piesok pevne naplnený do všetkých medzier okolo zhluku vzoru pod vibráciami, aby ste dosiahli potrebnú kompaktnosť.
Nalievanie:
Zakryte hornú časť pieskovej skrinky plastovým filmom a vysávajte (zvyčajne udržiavajte záporný tlak 0,025-0,05 MPa).
Za vákuových podmienok nalejte roztavený kov (bežne používané liatinové železo, liatinová oceľ, zliatina hliníka, zliatina meďnatého atď.) Neustále a nepretržite.
Vysokoteplotný roztavený kov rýchlo zahrieva a odparuje penový vzor a generovaný plyn prechádza cez póry medzi povlakom a suchým pieskom a extrahuje sa vákuovým systémom. Roztavený kov úplne vyplní dutinu vytvorenú po zmiznutí penového vzoru.
Čistenie chladenia a odstraňovania piesku:
Odlievanie je úplne ochladené a stuhnuté v pieskovej skrinke.
Vyberte vákuum a vyberte suchý piesok na hornej časti pieskovej škatule.
Nalejte alebo zdvihnite odlievanie spolu so zabaleným suchým pieskom.
Prostredníctvom preklopenia, vibrácií a iných metód sa suchý piesok automaticky oddeľuje od odliatku, aby sa dosiahol účinný padanie piesku. Po ochladení a odstránení prachu sa suchý piesok môže recyklovať takmer 100%.
Čistenie: Odstráňte systém nalievania a stúpačky, zvyškovú farbu, flash otrepy atď. Na získanie hotového liatia.
3. Základné vlastnosti a výhody

Vysoká presnosť a komplexné geometrické tvary:
Penové formy sa ľahko spracúvajú do extrémne zložitých tvarov (vrátane zložitých dutín a zakrivených povrchov).
Nevyžaduje sa žiadny rozlúčkový povrch, žiadne zúženia plesní (alebo veľmi malý zúženie), vysoká dimenzionálna presnosť (až do úrovne CT7-9), dobrá drsnosť povrchu (RA až 6,3-25 μm).
Zjednodušte proces a znížte celkové náklady:
Vynechajte komplexné procesy, ako je výroba drevených foriem/kovových plesní, výroba jadra a zostava krabíc potrebných na tradičné odlievanie piesku.
Nevyžadujú sa žiadne spojiva a zariadenia na miešanie piesku a náklady na spracovanie piesku sú extrémne nízke (suchý piesok sa môže opakovane používať).
Znížte príspevok na spracovanie a uložte kovové materiály. Skráťte výrobný cyklus, zvlášť vhodný na výrobu malých a stredných dávok komplexných častí.
Flexibilita a integrácia dizajnu:
Viacdielne integrované odlievanie je možné dosiahnuť lepením, čím sa zníži následné procesy montáže.
Sloboda dizajnu je mimoriadne vysoká a ľahko sa mení.
Vynikajúca kvalita povrchu:
Povrch je hladký, obrys je čistý a kvalita vzhľadu odlievania je dobrá.
Čisté a ekologické:
Používajte suchý piesok bez spojiva, žiadne znečistenie organickým odpadovým plynom spôsobené živicou, vodným sklom atď. (Ale s penovými výrobkami splyňovania je potrebné správne riešiť).
Miera recyklácie starého piesku je vysoká a je tu menší tuhý odpad.
Pracovné prostredie je relatívne zaprášené (vďaka vákuovej extrakcii).
4. Výzvy a obmedzenia

Náklady na výrobu penových plesní: V prípade jednodielnych malých šarží môžu byť náklady na penové formy vysoké (ale plesne 3D tlače peny tento problém zlepšujú).
Obmedzenia veľkosti: Pri nalievaní veľkých odliatkov (najmä hrubých a veľkých častí) pena násilne splyne, aby vytvorila veľké množstvo plynu, čo môže spôsobiť chyby, ako je nedostatočné liatie, póry a inklúzie uhlíka, a kontrola procesu je ťažšia. Typický rozsah je medzi 0,5 kg a 50 ton, ale bežne sa používa v desiatkach kilogramov do niekoľkých ton.
Kombinácia klastra a kontrola kvality potiahnutia: Presnosť a kvalita montáže a kvalita povlaku majú veľký vplyv na kvalitu konečného odlievania, ktorý si vyžaduje jemnú prevádzku a prísnu kontrolu.
Úprava produktu splyňovania: Penovodná pyrolýza a splyňovanie bude produkovať veľké množstvo plynných a malé množstvo kvapalných (dechtových) produktov, ktoré je potrebné vypúšťať v čase vákuovým systémom a správne ošetrené (napríklad spaľovanie), inak je ľahké spôsobiť defekty, ako sú póry, zvýšenie uhlíka, a vrásky pri odlievaní.
Uplatniteľný rozsah zliatiny: Aplikácia zliatin, ktoré sú ľahko oxidované alebo citlivé na uhlík (napríklad niektoré zliatiny titánu a vysoká mangánska oceľ), je relatívne obmedzená.
5. Široké oblasti aplikácií

Stratené penové odlievanie svieti v mnohých odvetviach so svojimi jedinečnými výhodami:

Automobilový priemysel: blok valca motora, hlava valca, sacie a výfukové potrubia, kľukový hriadeľ, kryt prevodovky, držiak, brzdový disk/bubon a ďalšie komponenty kľúčov.
Ventily a potrubia: komplexné ventily, potrubné armatúry a telá čerpadla rôznych materiálov (liatina, liatina oceľ, nehrdzavejúca oceľ).
Inžinierske stroje: Časti odolné voči opotrebovaniu, hydraulické diely a časti krytu.
Poľnohospodárske stroje: bývanie, prevodovka, držiak.
Ťažobné stroje: Odklady odolné voči opotrebovaniu, dopravníky.
Umelecké odliatky a architektonický hardvér: sochy, dekoratívne časti, zábradlia a ďalšie komplexné remeslá v tvare.
Aerospace: Niektoré štrukturálne časti hliníkových zliatin a zliatiny horčíka, ktoré nesú zaťaženie.
6. Trendy budúceho vývoja

Vysoko výkonné penové materiály: Vyvíjajte penové materiály s nízkym zvyškom splyňovania, vyššou pevnosťou a rozmerovou stabilitou.
Formy 3D tlače: Technológia rýchleho prototypovania (ako je prúdenie spojiva, FDM) sa používa na výrobu zložitých prototypov a malých šarží modelov, prelomenie obmedzení tradičných foriem a zrýchľujúci vývoj výrobkov.
Inovácia v potiahnutí technológií: Vyvíjajte vyššiu silu, lepšiu priepustnosť vzduchu a povlaky šetrné k životnému prostrediu.
Inteligentné riadenie procesu: Na optimalizáciu návrhu odlievacieho systému a parametrov procesu a procesných parametrov použite senzory a numerická simulácia (simulácia naplneného stíhania plynu).
Veľké a tenké steny: Prekonajte úzke miesto výrobnej technológie väčších a tenších stenovaných odliatkov.
Zelená: Vylepšite technológiu zberu odpadových plynov a čistenia, aby ste ďalej znížili vplyv na životné prostredie.