„Shell Forma“ ir „Expendable Ford Casting“.: Kuris yra geresnis?

1. Įvadas

Liejimas išlieka vienu universaliausių gamybos metodų pramoninėje gamyboje, nes juo galima sukurti sudėtingas metalines dalis iš įvairių lydinių., dydžiai, ir veikimo reikalavimai.

Kastingų šeimoje, Tačiau, pelėsių pasirinkimas yra lemiamas. Jis formuoja ne tik detalės geometriją, bet ir paviršiaus kokybė, matmenų tikslumas, gamybos ekonomika, elgesio defektas, ir tolesnio apdailos kaina.

Santykis tarp kevalų liejimas ir išnaudojamų formų liejimas ypač svarbu teisingai suprasti.

Išnaudojamų formų liejimas yra platesnė kategorija: tai reiškia bet kokį liejimo procesą, kai forma naudojama vieną kartą, o po to pašalinama arba sunaikinama po sukietėjimo.

Liejimas iš apvalkalo formos yra vienas specifinis procesas toje šeimoje, išsiskiria plonu, sukietintas apvalkalas, pagamintas iš derva padengto smėlio. Kitaip tariant, Liejimas iš korpuso formos nėra atskirtas nuo liejimo iš naudojamų formų; tai rafinuota jo šaka.

Todėl prasmingam palyginimui reikia dviejų analizės lygių.

Pirma, turime suprasti išnaudojamų formų liejimo kaip klasės logiką. Antra, turime išnagrinėti, koks yra apvalkalo liejimas kaip labiau specializuotas procesas, turintis savo stipriąsias puses ir apribojimus.

Tik tada galime nuspręsti, kada apvalkalo formavimas yra geresnis pasirinkimas, o kada racionalesnis kitas išnaudojamų formų būdas.

2. Ką reiškia išnaudojamų formų liejimas

Liejimas iš liejimo formos yra liejimo procesas, kurio metu forma yra naudotas vieną kartą, o po to sunaikintas arba pašalintas metalui sukietėjus.

Skirtingai nuo nuolatinio liejimo formos, forma nėra skirta pakartotiniam pakartotiniam naudojimui. Vietoj, jis yra sukurtas vienam liejimo ciklui ir paaukojamas, kai paimamas liejinys.

Pagrindinė logika yra paprasta, bet galinga: leidžiant formą išnaudoti, procesas įgauna išskirtinį formos lankstumą, dydis, ir medžiagų suderinamumas.

Dėl to naudojamas liejimas iš formų yra vienas iš plačiausiai naudojamų ir universaliausių metalo gamybos būdų.

Jis gali tilpti nuo mažų tikslių dalių iki labai didelių konstrukcinių liejinių.

Pagrindinės naudojamų formų šeimos

Kiekviena šeima turi savo veiklos profilį. Smėlio liejimas yra tradiciškiausias ir lankstiausias. Korpuso liejimas užtikrina geresnį tikslumą ir paviršiaus apdailą.

Investicinis liejimas tinka sudėtingam, detalių detalių. Pamesto putplasčio liejimas yra vertingas beveik tinklinės formos gamybai ir sudėtingoms geometrijoms.

Gipso formų liejimas yra naudingas palyginti žemos lydymosi temperatūros lydiniams ir smulkaus paviršiaus atkūrimui.

3. Ką reiškia „Shell“ liejimo formos liejimas

Korpuso pelėsio liejimas, dažnai vadinamas Kronavimo procesas po jo išradėjo Johannesas Kroningas, yra tiksliai orientuotas liejimo formos liejimo būdas, kuriame naudojamas a plonas, kietas smėlio apvalkalas, suklijuotas termoreaktyvia derva kaip pelėsių ertmė.

Palyginti su įprastu smėlio liejimu, kuri paprastai priklauso nuo daug didesnės puraus arba sutankinto smėlio masės, liejimas iš apvalkalo formų sudaro gana ploną formos sienelę – dažniausiai apie 5 į 10 milimetrų– kuri tiksliai atkartoja rašto paviršiaus detales.

Šis procesas liejimo praktikoje užima svarbią vidurinę vietą.

Jis siūlo geresnį matmenų tikslumą ir paviršiaus apdailą nei įprastas smėlio liejimas, išliks ekonomiškesnis ir labiau keičiamas nei kai kurie didesnio tikslumo vienkartiniai liejimo būdai.

Dėl tos priežasties, jis dažnai pasirenkamas vidutinio dydžio detalėms, kurioms reikalinga stabili kokybė, pagrįstą gamybos efektyvumą, ir sumažintas apdirbimas po liejimo.

Dėl šios pusiausvyros Croning procesas išlieka aktualus šiuolaikinėje liejyklų gamyboje.

Tai ne tik smėlio liejimo variantas; tai labiau kontroliuojama, didesnio tikslumo išnaudojamų formų technologijos išraiška.

Proceso principas

Korpuso liejimo procesas priklauso nuo kontroliuojamos sąveikos tarp a šildomo metalo raštas ir a derva padengtas smėlio mišinys.

Raštas paprastai yra pagamintas iš geležies arba aliuminio ir kaitinamas iki temperatūros, kuri paprastai būna aplink 200°C iki 300 °C.

Kai derva padengtas smėlis liečiasi su šiuo karštu paviršiumi, derva suminkštėja, teka aplink smėlio grūdelius, ir tada pradeda gydytis.

Kietėjimui progresuojant, derva sujungia smėlio grūdelius į kietą, plonas apvalkalas, tiksliai fiksuojantis rašto paviršiaus detales.

Nes smėlio sluoksnis plonas, o raštas įkaitęs, apvalkalas susidaro greitai ir gana tiksliai.

Rezultatas – forma, kuri smulkias detales atkuria geriau nei daugelis įprastų smėlio sistemų.

4. Pagrindinių procesų palyginimas: Nuo pelėsių paruošimo iki liejimo išėmimo

Naudingiausias būdas palyginti liejimą iš apvalkalo formos ir naudojamo liejimo formos yra išnagrinėti proceso etapus.

Kadangi liejimas iš apvalkalo formos yra pats savaime naudojamas liejimo būdas, šiame skyriuje korpuso formavimas lyginamas su platesne išnaudojamų formų logika, ypač labiau paplitęs bendras smėlio pagrindo maršrutas.

Shell formų liejimo proceso žingsniai

1. Įkaitinkite metalinį raštą iki reikiamos temperatūros.
2. Padenkite raštą derva surištu smėliu.
3. Leiskite ant karšto paviršiaus susidaryti plonam apvalkalui.
4. Ištvirtinkite apvalkalą kaitindami.
5. Nuimkite apvalkalą nuo modelio.
6. Sudėkite lukšto puses į formą.
7. Jei reikia, pridėkite pagrindo medžiagą.
8. Išlydytam metalui.
9. Leiskite sukietėti ir atvėsti.
10. Atplėškite apvalkalą ir paimkite liejinį.
11. Išvalyti, apdaila, ir užbaigti dalį.

Išnaudojamų formų liejimo proceso žingsniai

Kadangi naudojamų formų liejimas yra platesnė šeima, tikslūs veiksmai skiriasi priklausomai nuo potipio. Įprastas smėlio liejimo maršrutas atrodo taip:

1. Paruoškite modelį arba modelių rinkinį.
2. Sutankinkite arba suformuokite liejimo medžiagą aplink raštą.
3. Sukurkite ertmę ir užtvarų sistemą.
4. Pašalinkite arba atskirkite modelį.
5. Supilkite išlydytą metalą į formą.
6. Leiskite liejiniui sustingti.
7. Sulaužykite arba iškratykite formą.
8. Išvalyti, nupjauti vartus ir stovus, ir baigti liejimą.

5. Našumo metrika: Matmenų tikslumas, Paviršiaus kokybė, ir mechaninės savybės

Kad palyginimas būtų griežtas, išnaudojamų formų etalonas čia yra prarasto vaško liejimas, Taip pat žinomas kaip Investicijų liejimas.

Šis procesas yra plačiai dokumentuotas siekiant užtikrinti aukštą matmenų valdymą ir puikią paviršiaus kokybę, o liejimas iš apvalkalo formos yra plačiai dokumentuotas kaip tvirčiausias ir tobuliausias smėlio formų šeimoje.

Matmenų tikslumas

Liejimas iš apvalkalo formos gali užtikrinti didelį matmenų tikslumą smėlio pagrindu atliekamam procesui.

Techninės nuorodos praneša, kad tolerancijos apie 0.010 į (0.25 mm) galimi formuojant apvalkalą, ir pramonės gairėse apvalkalo formavimas nurodomas kaip griežčiausios tolerancijos smėlio formavimo technika.

Praktinėje liejykloje taip pat nurodomos tipinės linijinės tolerancijos CT9–CT10 diapazone, priklausomai nuo sekcijos dydžio ir taikymo..

Pamesto vaško liejimas paprastai suteikia dar stipresnį tikslumo profilį.

Liejyklos projektavimo instrukcijose nurodomi sienos storio nuokrypiai ±0,005–±0,015 col (0.13 į 0.38 mm), o bendrieji linijiniai nuokrypiai yra valdomi pagal pasirinktą dalies dydį ir tolerancijos klasę.

Platesnėje proceso apžvalgoje, investicinis liejimas apibūdinamas kaip galintis apytiksliai ±1 % vardinio dydžio, su minimumu ±0,10 mm labai mažiems matmenims.

Dėl to prarasto vaško liejimas yra vienas tiksliausių naudojamų formų būdų.

Paviršiaus apdaila

Liejant iš apvalkalo formos gaunamas lygumas, standžios formos ertmė ir todėl daug geresnė apdaila nei įprastas smėlio liejimas.

Neseniai paskelbtoje pramoninėje nuorodoje nurodyta, kad liejimo paviršiaus šiurkštumas yra maždaug Ra 25–50 µm geležies atveju ir Ra 50–100 µm plienui, ir pažymi, kad procesas vertinamas dėl lygaus paviršiaus kokybės ir mažo apdailos reikalavimų.

Tikslus rezultatas priklauso nuo lydinio, sekcijos storis, ir apdailos būklė.

Prarasto vaško liejimu paprastai pasiekiama smulkesnė paviršiaus apdaila. Plačiai naudojama investicinio liejimo projektavimo nuoroda praneša apie liejimo apdailą 90–150 µin Ra, kuri yra apie 2.2–3.8 µm Ra.

Tai yra daug sklandžiau nei anksčiau pateikti korpuso formos paveikslai ir yra viena iš pagrindinių priežasčių, dėl kurių pasirenkamas investicinis liejimas dalims su kosmetine., sandarinimas, arba prigludę funkciniai paviršiai.

Metalurginė konstrukcija ir mechaninės savybės

Korpuso liejimo formos šilumą ištraukia per ploną, standus apvalkalas, todėl jis paprastai skatina labiau kontroliuojamą kietėjimą nei įprastas smėlio liejimas.

Tai automatiškai negarantuoja puikių mechaninių savybių, nes galutinėje struktūroje vis dar dominuoja lydinio ir proceso parametrai, tačiau tai padeda sukurti nuoseklesnę mikrostruktūrą ir sumažinti pelėsių iškraipymą.

Pramonės nuorodose taip pat pabrėžiama, kad korpuso formavimas užtikrina aukštą matmenų tikslumą ir gerą paviršiaus apdailą, abu jie paprastai sumažina reikalingos korekcijos po liejimo kiekį.

Pamesto vaško liejimas, priešingai, Pirmenybė teikiama tada, kai smulkios detalės ir griežta sudėtingos geometrijos valdymas yra svarbesni už neapdorotą gamybos greitį.

Kadangi keraminis apvalkalas gali labai tiksliai atkurti smulkias savybes, tai ypač naudinga dalims su plonomis dalimis, sudėtingi kontūrai, ir griežtus paviršiaus reikalavimus.

Jo mechaninis rezultatas vis dar priklauso nuo lydinio, liejimo praktika, ir apvalkalo dizainas, tačiau šis procesas yra gerai žinomas dėl tikslių komponentų, kai matmenų tikslumas yra svarbus tiek pat, kiek stiprumas.

Defektų jautrumas

Korpuso liejimo formos turi gana stabilią ertmę, bet jis vis tiek jautrus apvalkalo trūkinėjimui, su dujomis susiję defektai, ir susitraukimo problemų, jei sklendės ir ventiliacija nėra tinkamai suprojektuoti.

Procesą taip pat labiau riboja apvalkalo pralaidumas nei atviros smėlio sistemos, todėl svarbu ventiliacija ir šilumos kontrolė.

Pamesto vaško liejinys turi skirtingą defektų profilį.

Kadangi vaško ar polimero raštas turi būti švariai pašalintas, o keraminis apvalkalas turi atlaikyti degimą ir liejimą, procesui gali turėti įtakos lukšto įtrūkimai, nepilnas vaško pašalinimas, ir su keramika susijusių defektų, jei ciklas blogai valdomas.

Tačiau, kai vykdoma tinkamai, tai vienas švariausių kelių į itin detalius liejinius.

6. Išlaidų analizė: Shell vs Expendable Ford Casting

Pradinė investicija

Liejant iš apvalkalo formos reikia kaitintų metalinių raštų, derva dengtos smėlio sistemos, ir daugiau proceso kontrolės nei paprastas smėlio liejimas.

Tai reiškia, kad investicijos į išankstinius įrankius ir įrangą paprastai yra didesnės nei paprasto smėlio formavimo.

Liejimo formomis kategorija yra platesnė. Kai kurie nepakeliami metodai, pavyzdžiui, paprastas smėlio liejimas, gali turėti palyginti mažas paleidimo išlaidas.

Kiti, pavyzdžiui, investicinis liejimas arba keramikos liejimas, reikalauja sudėtingesnių įrankių ir procesų infrastruktūros.

Vieneto gamybos kaina

Vidutinės apimties gamybai, Liejimas iš apvalkalo formų gali būti ekonomiškai patrauklus, nes derina pagrįstą ciklo laiką ir sumažintą apdirbimo poreikį.

Vienos dalies kaina dažnai pateisinama, kai kokybės reikalavimai yra per aukšti įprastam smėlio liejimui, bet nėra tokie aukšti, kad būtų reikalingas investicinis liejimas..

Išleidžiamų formų liejimo išlaidos labai skiriasi:

• Smėlio liejimas: Mažos įrankių kainos, potencialiai didesnės apdailos išlaidos
• Investicijų liejimas: didesnė proceso kaina, dažnai mažesnės apdirbimo išlaidos
• Keramikos arba gipso sistemos: specializuotos kaštų struktūros
• Dingo putos: gali sumažinti kai kuriuos surinkimo veiksmus, bet turi savo išlaidų veiksnius

Gyvenimo ciklo kaina

Gyvavimo ciklo sąnaudos yra ta vieta, kur korpuso liejimas gali būti ypač įtikinamas.

Detalę, kurios tikslumas ir paviršiaus kokybė geresnė, gali prireikti mažiau papildomo apdorojimo, mažiau laužo, ir mažiau surinkimo problemų.

Tai gali sumažinti bendras nuosavybės išlaidas, net jei pats liejimo procesas yra šiek tiek brangesnis nei paprastas smėlio liejimas.

Liejimas iš liejimo formos taip pat turi didelį gyvavimo ciklo potencialą, ypač kai tai leidžia dalį išlieti arti tinklo formos arba tokiu būdu, kurio būtų neįmanoma apdirbant ar kaliant.

Faktinė gyvavimo ciklo vertė priklauso nuo liejimo potipio ir detalės funkcijos.

7. „Shell“ liejimo formos techninės stiprybės

Liejimas iš apvalkalo formos yra ypač stiprus, kai detalei reikia daugiau kontrolės, nei gali patogiai užtikrinti paprastas liejimas iš smėlio.

Jo pagrindinės stiprybės yra:

• Geresnis matmenų tikslumas nei puraus smėlio metodai
• Geresnė paviršiaus apdaila
• Geras pakartojamumas vidutinės apimties gamyboje
• Mažesni apdirbimo reikalavimai nei grubesni išnaudojamų formų metodai
• Puikiai tinka vidutinio dydžio sudėtingoms dalims
• Suderinamumas su procesų automatizavimu
• Naudingas kainos ir kokybės balansas

Šios stipriosios pusės paaiškina, kodėl apvalkalo formavimas tapo svarbiu pramoniniu procesu. Tai nėra pats lankstiausias išnaudojamų formų metodas, bet tai vienas iš labiausiai subalansuotų.

8. Liejimo iš naudojamų formų techninės stipriosios pusės

Kaip šeima, Naudojamų formų liejimas turi daug platesnę galią nei vien korpuso liejimas.

Jo pagrindinės stiprybės yra:

• Labai didelis dizaino lankstumas
• Puikus dalių dydžių asortimentas
• Suderinamumas su daugeliu metalų ir lydinių
• Gebėjimas kurti labai sudėtingas geometrijas
• Puikiai tinka prototipams, individualizuotos dalys, ir vienkartiniai liejiniai
• Platus išlaidų ir našumo parinkčių pasirinkimas įvairiuose potipiuose
• Galimybė gaminti nuo mažos iki didelės apimties, priklausomai nuo proceso

Šis lankstumas yra priežastis, dėl kurios naudojamas liejimas iš formų išlieka pramoninio liejimo darbo pagrindas.

9. Apribojimai ir rizika: „Shell Forma“ ir „Expendable Ford Casting“.

„Shell“ liejimo formos apribojimai

Korpuso liejimas nėra idealus kiekvienai geometrijai ar tūrio lygiui. Jo apribojimai apima:

• sudėtingesnis procesas nei paprastas smėlio liejimas,
• aukštesni įrankių ir modelio paruošimo reikalavimai,
• mažiau tinka labai dideliems liejiniams,
• priklausomybė nuo tikslios šiluminės kontrolės formuojant apvalkalą,
• derva ir kietėjimas,
• mažesnis ypatingas tikslumas nei investicinis liejimas.

Išnaudojamų formų liejimo apribojimai

Platesnė kategorija turi savo apribojimų:

• formos nėra daugkartinio naudojimo,
• dažnai reikia išvalyti ir iškratyti,
• paviršiaus kokybė ir tikslumas labai priklauso nuo potipio,
• proceso valdymas gali labai skirtis,
• derlingumo ir apdailos reikalavimai gali būti dideli.

Rizikos perspektyva

Liejimas iš apvalkalo formos sumažina tam tikrą riziką, susijusią su įprastu smėlio liejimu, bet jis įveda savo proceso jautrumą.

Liejimas iš liejimo formos suteikia neprilygstamą lankstumą, tačiau kokybiškas rezultatas daug labiau priklauso nuo pasirinkto potipio ir liejyklos proceso disciplinos.

10. Pramoniniai pritaikymai: „Shell Forma“ ir „Expendable Ford Casting“.

„Shell“ liejimo formos

Dažnai naudojamas apvalkalo liejimas:

• variklis ir automobilių dalys,
• vožtuvo kūnai,
• korpusai,
• mašinų dalys,
• vidutinio dydžio preciziniai liejiniai,
• dalys, kurioms reikalingas lygesnis paviršius ir griežtesnė matmenų kontrolė nei liejant smėliu.

Tai ypač naudinga, kai svarbus pakartojamumas ir kai dalis yra per didelė arba per ekonomiška, kad būtų pateisinama investicija.

Išnaudojamos liejimo formos

Platesnė naudojamų formų šeima atlieka daug platesnį pramonės funkcijų rinkinį:

• dideli konstrukciniai liejiniai,
• maži tikslūs komponentai,
• prototipai,
• remonto liejiniai,
• aviacijos ir kosmoso investiciniai liejiniai,
• pramoninės susidėvinčios dalys,
• santechnikos detalės,
• sudėtingų lydinių komponentai.

Šis plotis yra vienas stipriausių argumentų dėl naudojamų formų apskritai. Jie apima beveik visą liejimo poreikių spektrą.

11. Išsamus palyginimas: Liejimas iš korpuso ir išnaudojamų formų liejimas

Nes išnaudojamų formų liejimas yra plati kategorija, o ne vienas procesas, prasmingiausias palyginimas yra tarp kevalų liejimas ir reprezentatyvus didelio tikslumo išnaudojamų formų būdas, būtent prarasto vaško liejimas (Investicijų liejimas).

12. Išvada

Liejimas iš kevalų ir nenaudojamų formų neturėtų būti traktuojami kaip konkuruojančios kategorijos vienodomis sąlygomis.

Liejimas iš apvalkalo formos yra specializuotas procesas platesnėje naudojamų formų šeimoje.

Jo vertė slypi tame, kaip jis padidina tikslumą, pagerina paviršiaus apdailą, ir sustiprina pakartojamumą, kartu išsaugant daug lankstumo, dėl kurio naudojamos formos yra tokios svarbios.

Išleidžiamasis liejimas į formą, kaip platesnė klasė, išlieka neprilygstamas savo diapazone. Jis gali tarnauti dideliems liejiniams, Mažos tikslios dalys, prototipai, ir didelės apimties gamyba.

Liejimas iš apvalkalo formos užima siauresnę, bet labai naudingą vietą tame kraštovaizdyje: labiau kontroliuojamas nei paprastas smėlio liejimas, mažiau specializuotas nei investicinis liejimas, ir dažnai labai efektyvus vidutinio dydžio tikslioms dalims.

Žvelgiant iš kelių perspektyvų inžinerijos požiūriu, sprendimas yra tinkamas. Korpuso liejimas geriau tinka, kai svarbu konsistencija ir apdaila.

Kitas naudojamas formavimo procesas yra geriau tinkamas masteliu, Sudėtingumas, arba proceso ekonomika rodo kitą kryptį.

Sėkmingiausia liejyklos strategija yra neklausti, kuris metodas yra geresnis abstrakčiai, bet kuris metodas yra geresnis konkrečiai aptariamai daliai.

 

DUK

Ar „Shell Mold Casting“ yra brangesnis nei liejimas iš smėlio?

Taip, pradinių įrankių ir medžiagų sąnaudų atžvilgiu (Dervos dengtas smėlis). Tačiau, dėl sumažėjusio apdirbimo ir mažesnių atliekų kiekio ilgainiui jis dažnai yra pigesnis.

Ar Shell Mold Casting gali būti naudojamas visiems metalams?

Jis dažniausiai naudojamas juodiesiems metalams (ketaus, Anglies plienas) ir spalvotųjų metalų lydiniai, pavyzdžiui, aliuminio ir vario lydiniai.

Kodėl tai vadinama „Expendable Mold Casting“.?

Kadangi pelėsiai sunaikinami kiekviename cikle, norint pašalinti dalį, skirtingai nuo nuolatinio liejimo formos (mirti liejimas) kur forma naudojama pakartotinai.

Koks yra pagrindinis Lost Foam pranašumas prieš Shell Molding?

Lost Foam leidžia išlieti itin sudėtingos vidinės geometrijos dalis be smėlio šerdies, nes erdvę užima pats putplasčio raštas.

Kuo „Shell Mold Casting“ paviršiaus apdaila skiriasi nuo liejimo su liejimu?

Liejimas slegiant paprastai užtikrina geresnę paviršiaus apdailą ir mažesnius leistinus nuokrypius, tačiau taikomas tik spalvotiesiems metalams, kurių lydymosi temperatūra žemesnė..

„Shell Mold Casting“ yra tinkamiausias pasirinkimas didelio tikslumo juodųjų metalų dalims.