Čo je Lost Foam Casting, a aké sú jeho základné princípy a kľúčové kroky?

Stratené Penové Odlievanie (LFC), tiež známy ako odparovanie vzor liatie, je proces presného odlievania používaný na vytvorenie zložitých kovových dielov s vysokou rozmerovou presnosťou a vynikajúcou povrchovou úpravou. Táto pokročilá zlievarenská technika je široko používaná v rôznych priemyselných odvetviach, vrátane automobilového priemyslu, letectva a ťažkých strojov, na výrobu komponentov takmer čistého tvaru s minimálnymi požiadavkami na následné spracovanie.

Základný princíp odlievania stratenej peny

Základný princíp Lost Foam Casting točí sa okolo použitia spotrebného vzoru vyrobeného z peny, ktorý je počas procesu odlievania nahradený roztaveným kovom. Vzor, typicky vyrobený z expandovaného polystyrénu (EPS) alebo podobného polyméru, je vytvorený v presnom tvare požadovanej konečnej časti. Tento vzor sa potiahne žiaruvzdorným keramickým povlakom a potom sa umiestni do banky, ktorá sa následne naplní nespojeným suchým pieskom. Piesok je zhutnený okolo vzoru a poskytuje pevnú podporu.

Roztavený kov sa potom naleje priamo do penového vzoru. Teplo z kovu spôsobuje, že sa pena okamžite odparí a rozloží, čo umožní kovu vyplniť celú dutinu, ktorá po ňom zostala, čím sa presne replikuje tvar a detaily pôvodného vzoru. Plynné vedľajšie produkty z peny sa evakuujú cez priepustný keramický povlak a piesok.

Kľúčové kroky procesu pri odlievaní stratenej peny

1. Výroba vzorov: Proces začína vytvorením penového vzoru a jeho hradlového systému. Najčastejšie sa to robí vstrekovaním expandovateľných polystyrénových guľôčok do hliníkovej formy a použitím pary na ich spojenie do konečného tvaru vzoru. Pre zložité diely je možné vyrobiť viacero vzorových sekcií a zostaviť ich do kompletného zhluku pomocou špecializovaných lepidiel.

2. Zostava vzoru: Jednotlivé penové vzory sú pripevnené k centrálnemu penovému hradlovému systému (vtoky, bežce a stúpačky), aby vytvorili zhluk alebo strom. Táto zostava umožňuje výrobu viacerých dielov v jednom odlievacom cykle, čím sa zlepšuje účinnosť.

3. Aplikácia žiaruvzdorného povlaku: Zostavený penový zhluk sa ponorí do kaše žiaruvzdorného keramického materiálu. Tento povlak je kritický:

   • Poskytuje hladkú povrchovú úpravu pre konečné odlievanie.

   • Zabraňuje erózii piesku a prenikaniu kovov počas nalievania.

   • Umožňuje plynným produktom z rozkladajúcej sa peny uniknúť cez jej priepustnosť.
     Potiahnutý klaster sa potom úplne vysuší v kontrolovanom prostredí, aby sa dosiahla správna pevnosť a priepustnosť.

4. Lisovanie (zhutňovanie piesku): Vysušený, potiahnutý zhluk sa umiestni hore nohami do oceľovej banky. Neviazaný suchý kremičitý piesok sa potom naleje do banky okolo vzoru. Banka vibruje na vibračnom stole, aby sa zabezpečilo, že piesok prúdi do všetkých dutín a husto sa zbalí okolo vzoru, čo poskytuje rozhodujúcu štrukturálnu podporu počas liatia kovu.

5. Nalievanie: Po zhutnení piesku sa roztavený kov naleje z panvy priamo do vtokovej misky penového hradlového systému. Kov pokračuje vo vyplnení celej dutiny, súčasne sa odparuje a nahrádza penový vzor. Rýchlosť liatia a teplota musia byť starostlivo kontrolované, aby sa zabezpečilo, že sa pena rozkladá optimálnou rýchlosťou bez toho, aby spôsobovala chyby.

6. Chladenie a pretrepávanie: Po dokončení liatia sa roztavený kov nechá stuhnúť a vychladnúť v pieskovej forme. Banka sa potom prevráti a piesok sa rozvibruje preč od teraz pevného kovového odlievacieho klastra. Vzhľadom na nespojenú povahu piesku ľahko odteká z odliatku a môže byť ochladený a znovu použitý pre následné formy.

7. Dokončenie: Posledný krok zahŕňa odstránenie odlievaných častí z hradlového systému pomocou rezných nástrojov, ako sú pásové píly alebo brúsne kotúče. Na dosiahnutie konečných špecifikovaných rozmerov a kvality povrchu sa môžu vykonávať menšie dokončovacie operácie, ako je ľahké brúsenie alebo otryskanie.

Stratené penové odlievanie ponúka významné výhody pri výrobe zložitých komponentov s vnútornými priechodmi, zložitými geometriami a zníženými potrebami obrábania. Jeho úspech závisí od starostlivej kontroly v každom kroku, od kvality vzoru až po parametre zhutňovania piesku a liatia. Výsledkom je, že odlievanie stratenej peny zostáva životne dôležitým a efektívnym procesom v modernom kovoobrábaní.