Литье по выплавляемым моделям

Литье по выплавляемым моделям ( LFC ) — это тип процесса литья по испарительным моделям , который аналогичен литью по выплавляемым моделям, за исключением того, что пена используется для рисунка вместо воска . В этом процессе используется низкая температура кипения пенопласта, что упрощает процесс литья по выплавляемым моделям за счет устранения необходимости выплавлять воск из формы.

Процесс

изготавливается выкройка Сначала из пенополистирола , которую можно сделать разными способами. Для небольших объемов рисунок можно вырезать вручную или выточить на станке из твердого блока пенопласта или листа пенопласта, если геометрия достаточно проста, его можно даже разрезать с помощью резака для пенопласта с горячей проволокой . Если объем большой, то рисунок можно изготовить серийно с помощью процесса, аналогичного литью под давлением . Предварительно вспененные шарики полистирола впрыскиваются в предварительно нагретую алюминиевую форму при низком давлении. пар Затем на полистирол подается , который заставляет его еще больше расширяться и заполнять матрицу. Окончательный рисунок состоит примерно из 97,5% воздуха и 2,5% полистирола. Готовые чаши, направляющие и стояки можно горячим клеем, чтобы завершить ее. приклеить к выкройке ^[1]

Рисунок из пенопласта не нужно покрывать паковочной массой, если не требуется высокая детализация, достаточно просто положить образец из пенопласта в коробку, заполнить песком и вибрировать. Однако, когда необходима деталь, пенопласт покрывают керамической массой, также известной как огнеупорное покрытие, путем погружения, нанесения кистью, распыления или нанесения обливного покрытия. После высыхания покрытия кластер помещают в опоку и засыпают несвязанным песком , который уплотняют на вибростоле. Огнеупорное покрытие захватывает все детали модели из пенопласта и создает барьер между гладкой поверхностью пенопласта и грубой поверхностью песка. Во-вторых, он контролирует проницаемость , что позволяет газу, образующемуся в результате испарения пены, выходить через покрытие в песок. Контроль проницаемости является важным шагом во избежание песчаной эрозии. Наконец, он образует барьер, предотвращающий проникновение расплавленного металла и возникновение эрозии песка во время заливки. ^[1]^[2] Как только песок уплотнится, форма готова к заливке. Автоматическая заливка обычно используется в LFC, поскольку процесс заливки значительно более важен, чем в традиционной литейной практике. ^{[ нужна ссылка ]}

В отличие от воска по выплавляемым моделям, фазы запекания нет. Расплав заливают непосредственно в заполненную пеной форму, выжигая пену по мере ее выливания. Поскольку пена имеет низкую плотность, образующиеся при этом отходящие газы относительно невелики и могут выходить через проницаемость формы, как и при обычном контроле выделения газа.

Подробности

Обычно литые металлы включают чугун , алюминиевые сплавы , стали и никелевые сплавы; реже нержавеющие стали и медные отливают также сплавы. Диапазон размеров составляет от 0,5 кг (1,1 фунта) до нескольких тонн (тонн). Минимальная толщина стенки составляет 2,5 мм (0,098 дюйма). ^{[ нужна ссылка ]} и нет верхнего предела. Типичная чистота поверхности составляет от 2,5 до 25 мкм (от 100 до 1000 микродюймов) RMS . ^[3] Типичные линейные допуски составляют ±0,005 мм/мм (0,005 дюйма/дюйм). ^[4]

Преимущества и недостатки

Этот процесс литья удобен для очень сложных отливок, для которых регулярно требуются стержни . Он также имеет точные размеры, сохраняет превосходное качество поверхности, не требует уклона и не имеет линий разъема, поэтому не заусенец образуется . Несвязанный песок при литье по выплавляемым моделям может быть намного проще в обслуживании, чем системы с зеленым песком и песком на связке смолы. Пена по выплавляемым моделям, как правило, более экономична, чем литье по выплавляемым моделям, поскольку требует меньшего количества этапов. Стояки обычно не требуются из-за характера процесса; Поскольку расплавленный металл испаряет пену, первый металл, попавший в форму, охлаждается быстрее, чем остальные, что приводит к естественному направленному затвердеванию . ^[3]^[5] Пенопластом легко манипулировать, вырезать и склеивать благодаря его уникальным свойствам. Гибкость LFC часто позволяет объединить детали в один цельный компонент; другие процессы формования потребуют изготовления одной или нескольких деталей для сборки. ^[6]

Двумя основными недостатками являются то, что стоимость моделей может быть высокой при небольших объемах работ, а модели легко повреждаются или деформируются из-за их низкой прочности. ^[3] Если для создания узоров используется штамп, это требует больших первоначальных затрат. ^[5]

История

Литье по выплавляемым моделям было изобретено в начале пятидесятых годов канадским скульптором Арманом Вайланкуром . Общественное признание преимуществ LFC было сделано компанией General Motors в середине 1980-х годов, когда она объявила, что ее новая линия автомобилей Saturn будет использовать LFC для производства всех блоков двигателей , головок цилиндров , коленчатых валов , корпусов дифференциалов и коробок передач . ^[7]

См. также

Литье в полную форму – процесс литья методом испарения.

Ссылки

^ ^а ^б Дегармо, Блэк и Кохсер, 2003 , стр. 320–321.
^ ASM (2002), «Литье по выплавляемым моделям», Справочник ASM, том 15, Литье .
^ ^а ^б ^с Дегармо, Блэк и Кохсер, 2003 , стр. 321–322.
^ Десять лучших вопросов по литью из пенопласта , получены 29 марта 2009 г.
^ ^а ^б Калпакджян и Шмид 2006 , стр. 297–299.
^ Дегармо, Блэк и Кохсер 2003 , стр. 319.
^ Спада, Альфред Т. (декабрь 2001 г.), «GM объявляет о последнем успехе в области производства пенопласта: устанавливая планку для машин для литья по выплавляемым моделям, новейшее предприятие GM в Saginaw Metal Casting Operations в рекордные сроки увеличило объемы производства головок цилиндров и блоков для награды фирмы». -Внедорожники-победители» , Современный кастинг : 1 .

Библиография

Дегармо, Э. Пол; Блэк, Джей Т.; Кохсер, Рональд А. (2003), Материалы и процессы в производстве (9-е изд.), Wiley, ISBN 0-471-65653-4 .
Калпакджян, Серопа; Шмид, Стивен (2006), Промышленная инженерия и технологии (5-е изд.), Пирсон, ISBN 0-13-148965-8 .

[degarmo320-1] а ^б Дегармо, Блэк и Кохсер, 2003 , стр. 320–321.

[ASM-2] ASM (2002), «Литье по выплавляемым моделям», Справочник ASM, том 15, Литье .

[degarmo321-3] а ^б ^с Дегармо, Блэк и Кохсер, 2003 , стр. 321–322.

[4] Десять лучших вопросов по литью из пенопласта , получены 29 марта 2009 г.

[met-5] а ^б Калпакджян и Шмид 2006 , стр. 297–299.

[6] Дегармо, Блэк и Кохсер 2003 , стр. 319.

[7] Спада, Альфред Т. (декабрь 2001 г.), «GM объявляет о последнем успехе в области производства пенопласта: устанавливая планку для машин для литья по выплавляемым моделям, новейшее предприятие GM в Saginaw Metal Casting Operations в рекордные сроки увеличило объемы производства головок цилиндров и блоков для награды фирмы». -Внедорожники-победители» , Современный кастинг : 1 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]