Новые технологии литья металлов: Современные технологии литья

alexxlab | 08.09.1997 | 0 | Разное

Содержание

Современные технологии литья

24.04.2019


Литье – один из древнейших способов обработки металлов. Этим методом получают заготовки для производства товаров в разных отраслях промышленности. Современные технологии литья позволяют получать болванки любой конфигурации, прочности и плотности. Заготовки из металлических сплавов необходимы для работы горнодобывающей, перерабатывающей промышленности, в машиностроительных и дорожностроительных отраслях и т.д.

Специальные способы литья


Подробно о классических и современных видах литья можно узнать здесь: https://amurmetall-lityo.ru/tehnology. К ним относятся стальное, цветное, чугунное.

Современные способы литья:

  • центробежное;

  • под давлением;

  • в тонкостенные одноразовые формы;

  • по выплавляемым моделям;

  • корковое и другие;

  • литье в кокили.

Центробежным методом литья изготавливают полые отливки – втулки, кольца, трубы, гильзы. Металл заливается во вращающуюся форму – изложницу и за счет центробежной силы равномерным слоем распределяется по ее стенкам и застывает.

Способ литья под давлением считается самым производительным для фасонных болванок и цветных металлов. Расплавленный металл помещается в форму и кристаллизуется, подвергаясь высокому давлению, которое создают поршневым, газовым методом или вакуумным всасыванием.

Литье по выплавляемым моделям производится по следующей схеме:

  • подготавливают одноразовую тонкую керамическую форму;

  • в нее заливают металл;

  • отливка застывает;

  • форму разрушают и изымают готовое изделие.

Таким образом получают практически не требующие обработки болванки.

Корковое или оболочковое литье применяется для отливок массой до 100 кг. Формы готовят из смеси песка и смолы с добавлением растворителя. На внутреннюю поверхность заготовки наносят разделительный состав и скрепляют части струбцинами. Внутрь заготовки заливают металл, оставляют до полного застывания, после чего оболочку разрушают.

Литье в постоянные металлические формы – кокили использует компания ООО «Амурметалл-Литье». Стандартные формы применяются для изготовления большого количества одинаковых отливок при заказе массовых или серийных партий продукции. Перед работой металл подогревают до температуры от 100°С до 300°С, рабочие поверхности кокилей покрывают специальной обмазкой, обеспечивая хорошую отслаиваемость готового изделия. Таким способом изготавливаются запчасти для спецтехники, автомобилей, мотоциклов.

Преимущества современных методов литья


Эти методы позволяют получать отливки максимально четких форм и точных размеров, с хорошими поверхностными характеристиками. Это дает ряд преимуществ:
  • уменьшение расхода металла при дальнейшей обработке;

  • снижение трудоемкости процесса;

  • повышение механических свойств самих болванок;

  • минимизация потерь при выбраковке;

  • практически полное или частичное исключение формовочных материалов;

  • сокращение необходимых производственных мощностей и площадей;

  • улучшение санитарных условий в цехах;

  • повышение КПД каждого из работников и следование нормам ОТ на производстве.

Современные технологии литья основаны на старинных методах обработки металлов. Их используют для производства как традиционных болванок, так и продукции, требующей высокой точности изготовления.

Современные литейные технологии

Современное литейное производство — сложный технологический метод, при нем заготовки металлических деталей получают с помощью заливания расплавленного металлического сплава в специально подготовленную литейную форму; внутри нее находится полость необходимой конфигурации. После затвердения полученную заготовку извлекают и обрабатывают до нужного состояния. Современная литейная промышленность ставит перед специалистами задачу, при которой получаются максимально соответствующие форме заготовки, требующие минимальных затрат для их доработки.

Далее приведено описание самых известных видов литья в современной промышленности.

Литьё в песчаные формы

Это самый малозатратный, при этом весьма грубый метод литья. Благодаря своей дешевизне, способ является наиболее массовым.

Сначала изготавливается литейная модель. Ранее использовали для этих целей дерево, но сегодня гораздо проще выполнить модель с помощью современного 3D-принтера из недорогих полимерных материалов.


Изготовление песчаных форм

Подготовленная модель устанавливается на своеобразной подмодельной плите, сверху на модель надевается ящик без дна (опока). Промежуток между моделью и ближайшими стенками опоки забивается песком или заранее заготовленной смесью песка со специальным связующего. Для сложных вещей используют две полуформы (2 опоки), плоскость их соприкосновения — это место разъема. Модель извлекают, полученные полуформы соединяют и затем производят отливку. Для заливки металла непосредственно в песко-формовочной смеси делают литники – специальные отверстия. По окончании застывания заготовку извлекают, удаляют облой, литники и обрабатывают поверхность до стандартного качества.

В настоящее время литьё в разовые песчаные формы позволило применять вакуумируемые формы, приготовленные из сухого специального песка без применения связующего.

Технология непрерывного литья

При изготовлении отливок непрерывным литьем расплавленное сырье из металлоприемника через графитовый пустотелый полустержень поступает в кристаллизатор с обязательным водным охлаждением, при затвердевании вытягивается специальным устройством. Такие заготовки позднее обрезают по необходимым размерам.

Используют непрерывное литье с целью получения полуфабрикатовиз чугуна, цветных, драг. металлов. Заготовки не могут иметь посторонних включений, пористости, раковин благодаря созданию узконаправленного потока затвердевания металла. Эта особенность делает данный способ непревзойдённым для изготовления качественной проволоки.

Литье по газифицируемым выжигаемым моделям

При методе литья по газифицируемым моделям стала существовать возможность не удалять одноразовую модель из отливочной созданной формы перед заливкой. Либо такие исходники удаляются при помощи выжигания, растворения и др. Благодаря дешевизне пенополистирола этот способ часто применяется для изготовления отливок разного художественного назначения. Его хорошо использовать для единичных экземпляров элементарных отливок, например накладок с несложным орнаментом, фирменных досок и др.

При изготовлении модели гранулы пенополистирола обязательно подвспенивают для активного роста. Далее укладывают сырье в пеноформы и вторично нагревают. При этом начинается реактивный процесс расширения и спекания помещенных гранул, в результате возникшего давления пенополистирол заполняет все пустоты внутри формы. Соединение различных элементов производят простейшим склеиванием, применяя составы, не влияющие агрессивно на химические особенности исходника и полностью выгорающие при нагревании.

Формование газифицируемых моделей необходимо производить в песчано-глинистые, самотвердеющие, жидкостекольные смеси. Большим преимуществом этого прогрессивного метода становится возможность простого формования в песок при отсутствии связующего. При этом песок в формовке не может смешаться с заменяющим модель металлом.

Способ литья в оболочковые формы

Оболочковый способ литья — это технология получения металлических отливок в формах, выполненных по модельной горячей оснастке из специально смешанных песчано-смоляных составов. Такие формы обладают прочностью, податливостью, газопроницаемостью, негигроскопичностью.

Оболочковые формы обладают следующими свойствами: достаточной прочностью, газопроницаемостью, податливостью, негигроскопичностью.

Процесс оболочкового литья начинается с покрытия термореактивной смолой заранее подогретой площадки, на которой установлена обезжиренная металлическая модель. При нагревании первоначальный состав плавится, образуется полутвердая оболочка. С целью удаления избыточной массы смолы форму с модельной плитой переворачивают, позже дополнительно нагревают. После отвердевания оболочку — полуформу удаляют с матрицы, соединяют методом склеивания или же скрепления с другой половиной. Затем помещают готовую оболочковую форму в ранее изготовленную опоку и далее заполняют её плотно формовочной смесью. После заливки такая форма разрушается.

Литье под давлением

При изготовлении полуфабриката литьем под давлением пользуются только металлическими формами, но при этом заливку горячего расплава в подготовленную пресс-форму производят под давлением.

Этот способ является довольно высокопроизводительным, обеспечивая при том высокое качество структуры поверхности. Данным методом обычно льют цветные металлы. Диапазон размеров отливок очень разный — от одного г. до нескольких, а порой и десятков кг. Применяют этот вид литья в основном для различного массового производства пустотелых изделий чаще всего простой конфигурации.

Центробежное литье

Центробежный способ предполагает формирование отливок под резким воздействием возникших сил внутри раскручивающейся формы, свободным методом залитой расплавом. Так производят полуфабрикат из черных и сплавов многих цветных металлов. Сейчас разработаны специализированные установки для бережного центробежного литья драгоценных металлов.

Главным и основным преимуществом представленного способа является непревзойденно высокая, при анализировании с другими видами, плотность получаемой кристаллической структуры используемого металла. Эта особенность придает прекрасные механические свойства требуемым заготовкам.

Данный вид литья возможно производить на машинах с различными осями вращения – вертикальной или же горизонтальной. Для него применяются песчаные, металлические, также оболочковые или формы (опоки) по восковым моделям.

Кокильное литье

Литьем в кокиль принято считать получение заготовки путем заливки расплава в многоразовый металлический кокиль. При этом происходит довольно скорый отвод тепла через высокотеплопроводный материал формы, поэтому поверхность отливки, ее механические особенности получаются значительно более высокого уровня, чем у абсолютного большинства других способов.

Интереснейшей особенностью представленного метода является уникальная возможность множественного использования изготовленной однократно металлической формы. Ее значительная прочность может позволить очень точно копировать конфигурацию поверхности, получая одновременно высочайшее качество металла. Благодаря большой теплопроводности кокиля изделие быстро затвердевает, соответственно увеличивается скорость изготовления полуфабриката.

Метод литья по выплавляемым моделям

Сегодня в художественной промышленности популярнейшим методом становится литьё по выплавляемым моделям. Современная технология представляет собой предварительное изготовление высокоточного образца из любого легкоплавкого материала, зачастую воска. Такую модель заливают специальной смесью – формомассой. После затвердевания из неё вытапливают восковые заготовки, получая литейную форму. В полученные полости необходимо залить расплав. Застывая, он образует заготовки будущих изделий.

Подробное описание литья по выплавляемым моделям наши читатели могут найти в разделе «Технологические процессы на ВЮЗ «Русское серебро». Мы применяем именно этот вид. Сейчас техника литья смогла не только не потерять главенствующей роли в ювелирной промышленности, а напротив, открылись её новые удивительные возможности. Эта тенденция стала необходимейшим связующим звеном между уникальным искусством художника-ювелира и современным ювелирным производством.

Новые технологии в литейном производстве: литье металлов, Харьков

 

Инновации в литейном производстве призваны сделать производство отливок более эффективным по затратам сырья, времени, ресурсов, снизить уровень связанных с литейным производством запыленности, задымленности, шума, вибраций, теплового излучения, повысить качество готовой продукции.

 

Одной из инновационных технологий в литье является криотехнология получения отливок из металла в песчаных формах по ледяным моделям. При таянии ледяной модели вода пропитывает песок, создавая тонкостенную оболочковую форму. Преимуществом метода является исключение из процесса экологически небезопасных органических модельно-формовочных материалов. Ледяные модели как одноразовые дают более точное литье, а цикличность и многократность использования воды (замораживание, таяние модели, испарение при сушке формы) и песка до 90% снижают затраты на приобретение сырья.

 

Разновидностью литья в разовые песчаные формы по ледяным моделям является литье с вакуумно-пленочной формовкой. Ледяные модели упаковываются в пленку, а сухой песок формы упрочняется вакуумом с помощью вакуум-насоса. Вакуумно-пленочная формовка (ВПФ) – бесшумный и экологически чистый метод производства металлических отливок, так как выделяемые в процессе газы отсасываются вакуумом и утилизируются.

Инновационным является и внедрение нанотехнологий в литье. Путем ввода наноматериалов в расплав достигается изменение качественных характеристик сплавов и готовых отливок, повышаются эксплуатационные свойства отливок из легких сплавов.

 

Инновации в литейном производстве коснулись и процессов очистки сырья для литья. Так, разработан новый способ рафинирования (очистки от неметаллических включений) металлов и сплавов путем заливки расплавленного металла в расплавленную соль, подверженную вибрации. Поскольку удельный вес соли меньше удельного веса металла, она, проходя сквозь расплавленный металл, очищает его от неметаллических включений и собирается на поверхности металла. Ее потом удаляют, растворяют в воде, неметаллические включения извлекают, воду выпаривают, а соль снова используют для очистки металла.

 

При таком способе длительность рафинирования металла снижается в 3,5-5 раз, сплавы металлов содержат в 2-3 раза меньше неметаллических включений (при многократной очистке солью достигается полная очистка), расход электроэнергии уменьшается в 1,5-2 раза по сравнению с известными методами рафинирования металлов.

Внедряемые инновации в литейном производстве позволяют купить литье более высокого качества, улучшают условия труда и сберегают окружающую среду от загрязнений.

современные и «дедовские» методы в российской промышленности » Главная тема

Два века назад, когда ещё образовывались первые заводы Петербурга, нынешний «Пролетарский завод» – начинал свою историю, и что интересно – именно с литейного производства. В IXX веке, предприятие называлось – «Александровским литейным заводом», и было знаменито своими изделиями. Помимо прочих государственных заказов, на этом предприятии, были отлиты многие Петербургские памятники культуры и искусству, включая знаменитую решётку Летнего сада, не менее знаменитую колесницу славы (на арке генерального штаба) и чугунных львов на проспекте Обуховской Обороны.

В то время, литьё как декоративных изделий – так и деталей машиностроения, осуществлялось способами «в землю» или «в кокиль». Под кокильным литьём понималась заливка в неподвижную металлическую форму – под действием силы тяжести. А под литьем в землю, подразумевается заливка в форму, из специального песчано-глиняного состава. Стоит отметить, что старые технологии литья – устарели, так как требовали проведения трудозатратных работ, на обработку полученных заготовок (удаление литника, обдирка и шлифовка изделия).

Какими технологиями пользуются передовики нашей промышленности ?

Современные промышленники, имея масштабные сталеплавильные производства, конечно, не льют изделия в землю или в кокиль. Крупнейшие литейно-механические и машиностроительные заводы, пользуются технологиями – в зависимости от имеющегося «на борту» оборудования. Давайте рассмотрим несколько предприятий:

– «Череповецкий литейно-механический завод» (ЧЛМЗ) – практикует центробежное литьё.

– Концерн «КамАЗ» многие изделия получает литьём под давлением, эксплуатируя новый комплекс литья под низким давлением (LPM).

– «Балашихинский литейно-механический завод» (БЛМЗ) – как один из флагманов российского литейного производства, пользуется широкой гаммой существующих новых технологий литья. Основными можно назвать: литье по выплавляемым моделям, в уплотняемые и корковые формы, статическое и центробежное, горячее изостатическое прессование.

– Еще несколько предприятий, таких как АО «Кубаньжелдормаш», Петербургский «Ижора – Машиностроительный комплекс», Тольяттинский «АвтоЛитМаш», используют литьё в формы – из холодно-твердеющих смесей (ХТС).

Технология литья в формы ХТС – перед литьём в землю и в кокиль

Многие предприятия в настоящее время пользуются следующими технологиями литья:

  • – В формы ХТС: многоразовые формы из специальных полимерных смол, затвердителей, песка и глины, которые быстро затвердевают без нагрева в печах. Так изготавливают «стержни» для получения полостей в отливках сложной формы.
  • – По газифицированным моделям (технология ЛГМ): материал литейных форм при заливке металла газифицируется. Так получают точные отливки из дорогостоящих и труднообрабатываемых материалов (легированные износостойкие, жаропрочные и марганцовистые стали).
  • – Под давлением: в пресс-формы, быстро заполняемые жидким металлом, при давлениях 7-700 МПа. Этот способ применяется для цветных металлов с низкой температурой плавления (цинк, олово, медь, магний, свинец) и некоторых сталей. Изделия получаются относительно некрупные – массой от граммов до десятков килограммов.

По мнению некоторых специалистов, «традиционный» способ литья в сырые песчано-глинистые формы, считается пережившим века. И приводят плюсы литья в формы ХТС перед литьём в землю и кокиль:

  • – Нет отклонений от размеров получаемой детали, наплывов, литников.
  • – Часть чистовых поверхностей можно получить сразу, то есть трудозатраты и время на финишную обработку в разы снижаются. На те поверхности, которые надо будет обрабатывать, даются маленькие припуски – 2-3 мм, и за счёт этого уменьшается масса самой отливки.
  • – Почти нет литейных раковин и пор.
  • – Короткие сроки изготовления прочной многоразовой оснастки.

Старые методы для мелкосерийных и уникальных деталей

Тем не менее, до сих пор сохранились и заводы с литейными цехами, практикующие старые технологии и гордящиеся своим опытом. Такой опыт передаётся от пожилых специалистов к молодым. Как говорят на производстве ПАО «Пролетарский завод», в литейном деле проблема «что заливать» менее существенна, перед вопросом «куда заливать». На этом заводе, уделяют большое внимание проектированию форм для заливки, и созданию деревянной модельной оснастки. Специалистов, умеющих качественно выполнять эту работу – не много. Если нужно отлить широкую номенклатуру мелкосерийных деталей, для ответственных изделий машиностроения (в том числе, и в рамках гособоронзаказа), иногда требуется изготавливать сложную трудоёмкую литейную форму, ради всего нескольких отливок.

Для чего сохраняются эти, казалось бы, несовременные методы ? Неспециалист в этой области может сделать вывод, что у предприятий, их применяющих, попросту нет денег на модернизацию. Однако, по вышеописанной технологии, изготавливаются рабочие колёса – для конденсатных насосов АЭС, уникальные шнеки – для насосов геотермальных станций, корпусные детали турбокомпрессоров. Предприятие, работающее «по старинке», зачастую лучше других получает отливки из редких сплавов цветных металлов (например, оловянистых и алюминиевых бронз) методом кокильного литья.

Распространённость технологий новых и старых

В настоящее время российские промышленники могут применять как современные технологии литья (ХТС, ЛГМ, ГИП, литьё центробежное и под давлением), так и «старинные» (кокиль, ЛВМ). Для старого способа, зачастую требуется сложное моделирование оснастки (например, деревянной), выполняемое специалистами с уникальным опытом.

Кокильное литьё считается древнерусской технологией, которая возродилась в ХХ веке, на новой научной основе. Технология позволяет выливать изделия – из любых литейных сплавов. А отливаемые детали, могут быть любых размеров, от сковородок – до башен танков.

Применение старых технологий необязательно указывает на устаревание производственных мощностей. Оно бывает связано с заказами деталей – для высокотехнологичных механизмов, в единичном числе или мелкими сериями. Это логичное следствие того, что объёмы современного российского машиностроения в разы меньше, чем 25-30 лет назад, и оно потребляет значительно меньше металла.

Перейти на vk.com и комментировать статью.

под давлением, по выплавляемым моделям и другие

Изготовление металлических изделий методом литья – это широко распространенный способ получения деталей сложной конфигурации без использования дорогостоящего оборудования. Производители используют различные технологии литья. Благодаря этому детали можно получить такой точности, что не требуется дальнейшая механическая обработка. Автоматизация и механизация технологического процесса позволяет поставить получение отливок на поток.

Технологии литья

Для литья пригодны такие металлы и сплавы как:

  • черные:
    1. сталь:
      • конструкционная;
      • легированная;
    2. чугун:
      • серый;
      • белый;
      • половинчатый;
  • цветные:
    1. медь:
      • бронза;
      • латунь;
    2. алюминий:
      • силумин;
      • дюралюминий;
    3. магний;
  • редкоземельные;
  • драгоценные.

Для получения деталей определенного качества разрабатываются новые сплавы с различным процентным содержанием компонентов. От их наличия и количества во многом зависит температура плавления и жидкотекучесть расплава.

Новая технология в литье – прогрессивный способ разливки. Позволяет снизить себестоимость продукции в отличие от конкурирующих предприятий. Кроме издревле известных способов литья в землю или песчано-глинистые формы, для увеличения количества отливок используются неразрушаемые металлические формы – кокили.

Кроме перечисленных способов применяются такие методы литья как:

  • под давлением:
    • избыточным;
    • вакуумическим;
  • центробежное;
  • в оболочковые формы;
  • по моделям:
    • выплавляемым;
    • газифицируемым;
  • точное (прецизионное).

Для литья чугуна с невысоким показателем шероховатости поверхности используются песчано-глинистые формы. Разлив производится как в опочные формы, так и в безопочные.

Использование типа формы зависит от массовости получения отливок. Так, разовые формы разрушаются, чтобы извлечь отливку. Из-за невысокой прочности состава, формы, предназначенные для разлива под небольшим давлением, изготавливаются толстостенными. Благодаря введению специальных связывающих материалов, придающих дополнительную прочность, форма изготавливается небольшой толщины, но с использованием опоки.

Для цветного литья используются более прогрессивные технологии.

Литье алюминия из-за его низкой температуры плавления сопряжено с некоторыми трудностями. Если разлив производится в формы из металла, то под давлением и с использованием специальных смазок, чтобы исключить появление дефектов.

Для получения ровной наружной поверхности и точного размера на изделиях, имеющих форму вращения, не только из алюминиевых, но и из других сплавов, используется центробежное литье. Центробежные силы распределяют расплавленный металл по форме равномерно. К тому же из расплава удаляются излишки воздуха и газов. Далее ознакомимся с некоторыми технологическими способами литейного производства.

По газифицируемым моделям

Получение формы происходит за счет неизвлекаемой модели, и заливка металла производится в неразъемную форму. При этом модель получают из пенопласта вспениванием при высокой температуре. При литье металла в форму, пенопластовая модель полностью выгорает, освобождая внутренний объем.

Если модели для мелких деталей можно получить вспениванием состава, то крупные вырезают из склеенных плит. Резка производится вручную. Для этого используется нихромовая проволока. Поданное напряжение разогревает проволоку, что облегчает резку.

Также модель может вырезаться на фрезерных или гравировальных станках с числовым программным управлением по заданному алгоритму. Подготовленная модель красится и дополнительно покрывается термостойким составом.

Формовка при ЛГМ производится двумя методами. В первом случае для отливок несложных форм используются вибрационные столы, на которых происходит уплотнение формовочной смеси с использованием опок. Затем на опоку укладывается крышка и монтируется литниковый приемник.

Во втором случае, когда изделие имеет сложную геометрию, формовку проводят под вакуумом. Чтобы закрытая форма не разрушилась, она подвергается действию пониженного давления вплоть до окончания заливки. Значение вакуумического давления невелико – порядка 4-5 ГПа.

Заготовки для литья по газифицируемым моделям

Температура разливаемого металла значительно выше, чем начало газификации пенопласта (560 °С). Газы, выделяемые пенопластом, из формы легко удаляются вакуумной системой. При этом отсутствует задымленность рабочей зоны.

В качестве основного достоинства этого метода отмечают высокое качество отливок, которое можно получить литьем в обыкновенный или облицованный кокиль. Возможным это стало из-за того, что форма цельная.

Литье по газифицируемым моделям

На современном этапе литье по выжигаемым моделям применяется для отливки:

  • крупных и средних изделий на мелкосерийном производстве;
  • заготовок со сложной конфигураций и весом до 50 кг, к которым предъявляются требования повышенной точности размеров, на среднесерийном и крупносерийном производстве.

Под давлением

Технология литья под давлением предполагает быструю подачу расплава в форму путем использования компрессорных или поршневых механизмов. Благодаря автоматизации процесса литье под давлением считается высокопроизводительным.

Таким способом можно получать детали:

  • сложной геометрической формы;
  • с достаточно тонкими стенками;
  • высокой точности;
  • с повышенной шероховатостью.

Способ литья под давлением применяется для получения деталей в автомобилестроении. Они получаются небольшого веса, достаточной прочности, что позволяет снизить общую массу агрегата.

Стоит отметить, что метод литья под высоким давлением имеет следующие достоинства:

  • возможность получения размеров 9 класса и грубее;
  • достигаемая шероховатость поверхности — 1,25 мкм;
  • минимальная размер стенок — 0,6 мм;
  • минимальным диаметром отверстий — 1 мм;
  • формирование наружной резьбы;
  • накатки, надписей на внешней стороне.

К недостаткам относят следующее:

  • высока цена на сами формы;
  • разлив металлов с низкой температурой плавления;
  • повышенная вероятность образования внутренних дефектов в виде трещин и напряжений.

Схема литья под давлением

Широкое использование литья алюминия под давлением обусловлено:

  • малым значениями температуры в период кристаллизации;
  • пластичностью сплава;
  • хорошей жидкотекучестью;
  • инертностью к химическим реакциям;
  • невысоким объемом усадки.

Рассматривая способы технологию поделить следующим образом:

  • камера прессования:
    • горячая;
    • холодная;
  • способ разливки:
    • горизонтальный;
    • вертикальный;
  • механизм подачи сплава:
    • поршневой;
    • компрессорный.

Протекание процесса

Расплав подается в специальную полость. Поршневым пальцем жидкий металл на большой скорости вгоняется во внутреннюю полость пресс-формы. После чего происходит охлаждение без снятия давления. После затвердевания пресс-форма разъединяется, и отливка извлекается. Для облегчения извлечения конструкция оборудуется толкателями.

В кокиль

При литье в кокиль, или в металлические формы, жидкий металл заливают свободно, то есть под действием гравитационных сил. Саму форму изготавливают разборной из двух частей, установленных на плиту. Для получения полостей и отверстий в предусмотренные канавки, в которые укладываются стержни. Для изготовления металлических форм используются стали и чугуны.

Процесс отлива в кокиль

Для удаления газов во время заливки предусматриваются вентиляционные каналы. Чтобы к внутренним поверхностям кокиля не прилипал расплав их облицовывают или красят огнеупорными составами. Толщина покрытия зависит от разливаемого металла и скорости его охлаждения. Перед покрытием полость формы очищается, а затем нагревается до температур 150 °С — 280 °С.

Особенности получения отливок:

  1. Из-за высокой теплопроводности сплавы в кокиле быстро остывают, поэтому сплавы с малой жидкотекучестью должны иметь максимальную толщину стенок. Высокая скорость остывания формирует мелкозернистую внутреннюю структуру.
  2. Металлическая форма неподатлива, поэтому в отливке отсутствуют дефекты, вызываемые остаточными деформациями, а также предотвращает усадку. Получаемая точность заготовок: стали и чугуны – 7-11 класс, цветные сплавы – 5-9 класс.
  3. Отсутствие пригара.
  4. Достигаемая шероховатость поверхности соответствует Rz = 40-10 мкм.
  5. Кокиль – газонепроницаемая конструкция. Вентиляционные каналы и огнеупорные покрытия не могут полностью отвести газы. В связи с этим газовые раковины – это частое явление.

Плюсы литья в кокиль:

  • постоянные характеристики для получаемых отливок;
  • возможность использования песчаных стержней;
  • высокая производительность;
  • малое количество производимых операций;
  • чистая поверхность готовых изделий;
  • механизация работ;
  • невысокая квалификация работников.

Отрицательные стороны:

  • значительная стоимость формообразующей оснастки;
  • ограниченная стойкость форм;
  • быстрое остывание расплава.

В кокиль отливаются практически все металлы, но большинство отливок — это чугуны и литейные стали.

В землю

Литье в землю или в формы из смеси песка и глины — самый старый способ получения заготовок из расплавленного металла. Свыше 80% всего литья приходится на него. Отличается простотой и доступностью используемых материалов.

Из древесины изготавливаются модельный и литниковый комплект. После того как модель готова, замешивается формовочная смесь. В состав самой простой входят песок, кварц и глина.

Технология литья в землю

Формовка производится и вручную и на машинах. Ручное изготовление форм применяется при изготовлении разовых или нескольких отливок и считается непродуктивной. Формовка на машинах используется на автоматизированных литейных линиях. Литейные формы состоят из двух половин и являются одноразовыми. После заливки и охлаждения, формы разрушаются. Больше половины отработавшего материала возвращается на формовочную операцию после очищения и восстановления.

Прецизионное литье

Прецизионное литье, обладающее повышенной точностью, применяется уже не одно десятилетие. С его помощью можно изделиям придать любую форму и при этом не увеличивать затраты на производство.

Прецизионное литье металлов характеризуется тем, что отливки имеют:

  • любую форму;
  • высокую точность;
  • минимальные припуски.

Данный способ литья используется при отливке мелких деталей весом от одного грамма до 10 кг.

Литье стали современные технологии – В помощь хозяину

Технологии литья

Изготовление металлических изделий методом литья – это широко распространенный способ получения деталей сложной конфигурации без использования дорогостоящего оборудования. Производители используют различные технологии литья. Благодаря этому детали можно получить такой точности, что не требуется дальнейшая механическая обработка. Автоматизация и механизация технологического процесса позволяет поставить получение отливок на поток.

Для литья пригодны такие металлы и сплавы как:

Для получения деталей определенного качества разрабатываются новые сплавы с различным процентным содержанием компонентов. От их наличия и количества во многом зависит температура плавления и жидкотекучесть расплава.

Новая технология в литье – прогрессивный способ разливки. Позволяет снизить себестоимость продукции в отличие от конкурирующих предприятий. Кроме издревле известных способов литья в землю или песчано-глинистые формы, для увеличения количества отливок используются неразрушаемые металлические формы – кокили.

Кроме перечисленных способов применяются такие методы литья как:

  • под давлением:
    • избыточным;
    • вакуумическим;
  • центробежное;
  • в оболочковые формы;
  • по моделям:
    • выплавляемым;
    • газифицируемым;
  • точное (прецизионное).

Для литья чугуна с невысоким показателем шероховатости поверхности используются песчано-глинистые формы. Разлив производится как в опочные формы, так и в безопочные.

Использование типа формы зависит от массовости получения отливок. Так, разовые формы разрушаются, чтобы извлечь отливку. Из-за невысокой прочности состава, формы, предназначенные для разлива под небольшим давлением, изготавливаются толстостенными. Благодаря введению специальных связывающих материалов, придающих дополнительную прочность, форма изготавливается небольшой толщины, но с использованием опоки.

Для цветного литья используются более прогрессивные технологии.

Литье алюминия из-за его низкой температуры плавления сопряжено с некоторыми трудностями. Если разлив производится в формы из металла, то под давлением и с использованием специальных смазок, чтобы исключить появление дефектов.

Для получения ровной наружной поверхности и точного размера на изделиях, имеющих форму вращения, не только из алюминиевых, но и из других сплавов, используется центробежное литье. Центробежные силы распределяют расплавленный металл по форме равномерно. К тому же из расплава удаляются излишки воздуха и газов. Далее ознакомимся с некоторыми технологическими способами литейного производства.

По газифицируемым моделям

Получение формы происходит за счет неизвлекаемой модели, и заливка металла производится в неразъемную форму. При этом модель получают из пенопласта вспениванием при высокой температуре. При литье металла в форму, пенопластовая модель полностью выгорает, освобождая внутренний объем.

Если модели для мелких деталей можно получить вспениванием состава, то крупные вырезают из склеенных плит. Резка производится вручную. Для этого используется нихромовая проволока. Поданное напряжение разогревает проволоку, что облегчает резку.

Также модель может вырезаться на фрезерных или гравировальных станках с числовым программным управлением по заданному алгоритму. Подготовленная модель красится и дополнительно покрывается термостойким составом.

Формовка при ЛГМ производится двумя методами. В первом случае для отливок несложных форм используются вибрационные столы, на которых происходит уплотнение формовочной смеси с использованием опок. Затем на опоку укладывается крышка и монтируется литниковый приемник.

Во втором случае, когда изделие имеет сложную геометрию, формовку проводят под вакуумом. Чтобы закрытая форма не разрушилась, она подвергается действию пониженного давления вплоть до окончания заливки. Значение вакуумического давления невелико – порядка 4-5 ГПа.

Заготовки для литья по газифицируемым моделям

Температура разливаемого металла значительно выше, чем начало газификации пенопласта (560 °С). Газы, выделяемые пенопластом, из формы легко удаляются вакуумной системой. При этом отсутствует задымленность рабочей зоны.

В качестве основного достоинства этого метода отмечают высокое качество отливок, которое можно получить литьем в обыкновенный или облицованный кокиль. Возможным это стало из-за того, что форма цельная.

Литье по газифицируемым моделям

На современном этапе литье по выжигаемым моделям применяется для отливки:

  • крупных и средних изделий на мелкосерийном производстве;
  • заготовок со сложной конфигураций и весом до 50 кг, к которым предъявляются требования повышенной точности размеров, на среднесерийном и крупносерийном производстве.

Под давлением

Технология литья под давлением предполагает быструю подачу расплава в форму путем использования компрессорных или поршневых механизмов. Благодаря автоматизации процесса литье под давлением считается высокопроизводительным.

Таким способом можно получать детали:

  • сложной геометрической формы;
  • с достаточно тонкими стенками;
  • высокой точности;
  • с повышенной шероховатостью.

Способ литья под давлением применяется для получения деталей в автомобилестроении. Они получаются небольшого веса, достаточной прочности, что позволяет снизить общую массу агрегата.

Стоит отметить, что метод литья под высоким давлением имеет следующие достоинства:

  • возможность получения размеров 9 класса и грубее;
  • достигаемая шероховатость поверхности — 1,25 мкм;
  • минимальная размер стенок — 0,6 мм;
  • минимальным диаметром отверстий — 1 мм;
  • формирование наружной резьбы;
  • накатки, надписей на внешней стороне.

К недостаткам относят следующее:

  • высока цена на сами формы;
  • разлив металлов с низкой температурой плавления;
  • повышенная вероятность образования внутренних дефектов в виде трещин и напряжений.

Схема литья под давлением

Широкое использование литья алюминия под давлением обусловлено:

  • малым значениями температуры в период кристаллизации;
  • пластичностью сплава;
  • хорошей жидкотекучестью;
  • инертностью к химическим реакциям;
  • невысоким объемом усадки.

Рассматривая способы технологию поделить следующим образом:

  • камера прессования:
    • горячая;
    • холодная;
  • способ разливки:
    • горизонтальный;
    • вертикальный;
  • механизм подачи сплава:
    • поршневой;
    • компрессорный.

Протекание процесса

Расплав подается в специальную полость. Поршневым пальцем жидкий металл на большой скорости вгоняется во внутреннюю полость пресс-формы. После чего происходит охлаждение без снятия давления. После затвердевания пресс-форма разъединяется, и отливка извлекается. Для облегчения извлечения конструкция оборудуется толкателями.

В кокиль

При литье в кокиль, или в металлические формы, жидкий металл заливают свободно, то есть под действием гравитационных сил. Саму форму изготавливают разборной из двух частей, установленных на плиту. Для получения полостей и отверстий в предусмотренные канавки, в которые укладываются стержни. Для изготовления металлических форм используются стали и чугуны.

Процесс отлива в кокиль

Для удаления газов во время заливки предусматриваются вентиляционные каналы. Чтобы к внутренним поверхностям кокиля не прилипал расплав их облицовывают или красят огнеупорными составами. Толщина покрытия зависит от разливаемого металла и скорости его охлаждения. Перед покрытием полость формы очищается, а затем нагревается до температур 150 °С — 280 °С.

Особенности получения отливок:

  1. Из-за высокой теплопроводности сплавы в кокиле быстро остывают, поэтому сплавы с малой жидкотекучестью должны иметь максимальную толщину стенок. Высокая скорость остывания формирует мелкозернистую внутреннюю структуру.
  2. Металлическая форма неподатлива, поэтому в отливке отсутствуют дефекты, вызываемые остаточными деформациями, а также предотвращает усадку. Получаемая точность заготовок: стали и чугуны – 7-11 класс, цветные сплавы – 5-9 класс.
  3. Отсутствие пригара.
  4. Достигаемая шероховатость поверхности соответствует Rz = 40-10 мкм.
  5. Кокиль – газонепроницаемая конструкция. Вентиляционные каналы и огнеупорные покрытия не могут полностью отвести газы. В связи с этим газовые раковины – это частое явление.
  • постоянные характеристики для получаемых отливок;
  • возможность использования песчаных стержней;
  • высокая производительность;
  • малое количество производимых операций;
  • чистая поверхность готовых изделий;
  • механизация работ;
  • невысокая квалификация работников.
  • значительная стоимость формообразующей оснастки;
  • ограниченная стойкость форм;
  • быстрое остывание расплава.

В кокиль отливаются практически все металлы, но большинство отливок — это чугуны и литейные стали.

В землю

Литье в землю или в формы из смеси песка и глины — самый старый способ получения заготовок из расплавленного металла. Свыше 80% всего литья приходится на него. Отличается простотой и доступностью используемых материалов.

Из древесины изготавливаются модельный и литниковый комплект. После того как модель готова, замешивается формовочная смесь. В состав самой простой входят песок, кварц и глина.

Технология литья в землю

Формовка производится и вручную и на машинах. Ручное изготовление форм применяется при изготовлении разовых или нескольких отливок и считается непродуктивной. Формовка на машинах используется на автоматизированных литейных линиях. Литейные формы состоят из двух половин и являются одноразовыми. После заливки и охлаждения, формы разрушаются. Больше половины отработавшего материала возвращается на формовочную операцию после очищения и восстановления.

Прецизионное литье

Прецизионное литье, обладающее повышенной точностью, применяется уже не одно десятилетие. С его помощью можно изделиям придать любую форму и при этом не увеличивать затраты на производство.

Прецизионное литье металлов характеризуется тем, что отливки имеют:

  • любую форму;
  • высокую точность;
  • минимальные припуски.

Данный способ литья используется при отливке мелких деталей весом от одного грамма до 10 кг.

Высокоточное литье из нержавеющей стали. Технологический процесс для изготовления деталей. Основные этапы

На данный момент в мире нет такой отрасли промышленности, где бы не использовались детали, изготовленные методом высокоточного литья из нержавеющей стали. Основы технологии высокоточного литья с использованием восковых моделей были известны давно и применялись мастерами древнего Вавилона еще 4 тыс. лет назад. В России литье из нержавеющих сталей (по выплавляемым моделям) получило широкое применение в 1940-х годах для изготовления лопаток авиационных двигателей. Однако, возникают новые требования и современные технологии литья становятся уникальными. В настоящее время российские и мировые производители держат свои технологии литья из нержавеющей стали в режиме ноу-хау.

Современный технологический процесс «Высокоточное литье» из нержавеющей стали начинается с передачи и анализа чертежа или 3D-модели будущей детали. 3D-модель, созданная современными специализированными CAD системами позволяет значительно оптимизировать конструкцию детали на начальном этапе (по сравнению с традиционным подходом инженеров-разработчиков). Например, это эффективно для уменьшения массы детали, а также оценки возможных рисков получения дефектов. На основе результатов анализа чертежей/3D-модели формируются рекомендации по изменению детали, позволяющие снизить технологический брак в процессе производства до минимума (радиус кривизны, толщина стенок и т.п.).На следующем этапе проектируется и изготавливается базовая пресс-форма, которая формирует восковые модели будущей детали. Пресс-форма является технически сложным, ответственным устройством, требует высокоточного современного оборудования для механической обработки либо современных 3D-принтеров и гальванического производства. Качество будущей детали, изготовленной методом литья из нержавеющей стали, зависит от качества изготовления пресс-формы и учета коэффициентов температурного расширения материалов. Ресурс пресс-формы составляет от 10 000 до 50 000 моделей, после чего пресс-форма не используется, так как сохранение геометрических размеров восковой формы не гарантируется.

Перед подачей в пресс-форму восковая смесь подготавливается: воск нагревается и плавится в специальной машине до жидкого состояния и смешивается со смесью уже бывшей в употреблении от предыдущих/других восковых деталей. Нагретый гомогенизированный восковой состав перекачивается в бак-отстойник для фильтрации от механических примесей. Готовой восковой смесью наполняют пресс-формы, формируя выплавляемую модель. Пресс-формы, заполненные восковой смесью, остывают постепенно. После затвердевания восковой смеси, она вынимается из пресс-формы и проводится первый контроль геометрических размеров формы и очистка. Очистка проводится по конвейерному типу, погружением восковых моделей в моющую смесь. После этого модели обдуваются воздушным потоком для устранения влаги.

Первичный контроль качества проводится вручную. Специалист осматривает восковою модель на наличие повреждений и убирает лишний материал. Готовые восковые модели оставляют в специализированном помещении для окончательной просушки до момента использования. Часто восковые модели изготавливаются непосредственно перед исполнением заказа в требуемом количестве, чтобы не создавать дополнительные складские площади/запасы.Подготовленная восковая модель детали в несколько циклов покрывается специальными огнеупорными смесями, начиная от мелкой керамической/песчаной суспензии и заканчивая циркониевым песком, которые, затвердев, образуют керамическую форму. По окончанию формирования керамической формы ее нагревают: восковую модель выплавляют при помощи паровой печи. Расплавленный воск вытекает, его в дальнейшем используют при рециркуляции воска. Остается готовая для литья из нержавеющей стали керамическая форма — кокиль.Перед отливкой изделия керамические формы нагревают до соответствующей температуры. Это позволяет формам не раскалываться при соприкосновении с расплавленным металлом при заливке. После заливки металл затвердевает.

При помощи специальной машины вибрационно-ударного действия удаляется керамическая форма. Ненужные литники отпиливаются/ удаляются. Места выходов литников тщательно шлифуются. При необходимости проводится термическая обработка. Детали доводятся до соответствующих требований Заказчика.
Результатом серии таких сложных технологических процедур является высококачественная деталь, соответствующая современным требованиям, предъявляемым к сборочным единицам. В первую очередь, это относится к повторяемости свойств и размеров деталей.

Глобальная инжиниринговая компания с 2009 года предлагает заказчикам оперативное проведение полного цикла изготовления деталей из нержавеющей стали методом высокоточного литья. Полный цикл (от первоначального согласования чертежей для инжиниринга под литьевую технологию до получения первых готовых деталей) составляет менее 90 дней. Подробности по телефону: +7 (351) 210-11-72/ 71.

Видео описание технологии литья по выплавляемым моделям доступно тут.

Ознакомиться с образцами и нашим предложением можно в разделе высокоточного литья.

Современные литейные технологии

Современное литейное производство — сложный технологический метод, при нем заготовки металлических деталей получают с помощью заливания расплавленного металлического сплава в специально подготовленную литейную форму; внутри нее находится полость необходимой конфигурации. После затвердения полученную заготовку извлекают и обрабатывают до нужного состояния. Современная литейная промышленность ставит перед специалистами задачу, при которой получаются максимально соответствующие форме заготовки, требующие минимальных затрат для их доработки.

Далее приведено описание самых известных видов литья в современной промышленности.

Литьё в песчаные формы

Это самый малозатратный, при этом весьма грубый метод литья. Благодаря своей дешевизне, способ является наиболее массовым.

Сначала изготавливается литейная модель. Ранее использовали для этих целей дерево, но сегодня гораздо проще выполнить модель с помощью современного 3D-принтера из недорогих полимерных материалов.

Изготовление песчаных форм

Подготовленная модель устанавливается на своеобразной подмодельной плите, сверху на модель надевается ящик без дна (опока). Промежуток между моделью и ближайшими стенками опоки забивается песком или заранее заготовленной смесью песка со специальным связующего. Для сложных вещей используют две полуформы (2 опоки), плоскость их соприкосновения — это место разъема. Модель извлекают, полученные полуформы соединяют и затем производят отливку. Для заливки металла непосредственно в песко-формовочной смеси делают литники — специальные отверстия. По окончании застывания заготовку извлекают, удаляют облой, литники и обрабатывают поверхность до стандартного качества.

В настоящее время литьё в разовые песчаные формы позволило применять вакуумируемые формы, приготовленные из сухого специального песка без применения связующего.

Технология непрерывного литья

При изготовлении отливок непрерывным литьем расплавленное сырье из металлоприемника через графитовый пустотелый полустержень поступает в кристаллизатор с обязательным водным охлаждением, при затвердевании вытягивается специальным устройством. Такие заготовки позднее обрезают по необходимым размерам.

Используют непрерывное литье с целью получения полуфабрикатовиз чугуна, цветных, драг. металлов. Заготовки не могут иметь посторонних включений, пористости, раковин благодаря созданию узконаправленного потока затвердевания металла. Эта особенность делает данный способ непревзойдённым для изготовления качественной проволоки.

Литье по газифицируемым выжигаемым моделям

При методе литья по газифицируемым моделям стала существовать возможность не удалять одноразовую модель из отливочной созданной формы перед заливкой. Либо такие исходники удаляются при помощи выжигания, растворения и др. Благодаря дешевизне пенополистирола этот способ часто применяется для изготовления отливок разного художественного назначения. Его хорошо использовать для единичных экземпляров элементарных отливок, например накладок с несложным орнаментом, фирменных досок и др.

При изготовлении модели гранулы пенополистирола обязательно подвспенивают для активного роста. Далее укладывают сырье в пеноформы и вторично нагревают. При этом начинается реактивный процесс расширения и спекания помещенных гранул, в результате возникшего давления пенополистирол заполняет все пустоты внутри формы. Соединение различных элементов производят простейшим склеиванием, применяя составы, не влияющие агрессивно на химические особенности исходника и полностью выгорающие при нагревании.

Формование газифицируемых моделей необходимо производить в песчано-глинистые, самотвердеющие, жидкостекольные смеси. Большим преимуществом этого прогрессивного метода становится возможность простого формования в песок при отсутствии связующего. При этом песок в формовке не может смешаться с заменяющим модель металлом.

Способ литья в оболочковые формы

Оболочковый способ литья — это технология получения металлических отливок в формах, выполненных по модельной горячей оснастке из специально смешанных песчано-смоляных составов. Такие формы обладают прочностью, податливостью, газопроницаемостью, негигроскопичностью.

Оболочковые формы обладают следующими свойствами: достаточной прочностью, газопроницаемостью, податливостью, негигроскопичностью.

Процесс оболочкового литья начинается с покрытия термореактивной смолой заранее подогретой площадки, на которой установлена обезжиренная металлическая модель. При нагревании первоначальный состав плавится, образуется полутвердая оболочка. С целью удаления избыточной массы смолы форму с модельной плитой переворачивают, позже дополнительно нагревают. После отвердевания оболочку — полуформу удаляют с матрицы, соединяют методом склеивания или же скрепления с другой половиной. Затем помещают готовую оболочковую форму в ранее изготовленную опоку и далее заполняют её плотно формовочной смесью. После заливки такая форма разрушается.

Литье под давлением

При изготовлении полуфабриката литьем под давлением пользуются только металлическими формами, но при этом заливку горячего расплава в подготовленную пресс-форму производят под давлением.

Этот способ является довольно высокопроизводительным, обеспечивая при том высокое качество структуры поверхности. Данным методом обычно льют цветные металлы. Диапазон размеров отливок очень разный — от одного г. до нескольких, а порой и десятков кг. Применяют этот вид литья в основном для различного массового производства пустотелых изделий чаще всего простой конфигурации.

Центробежное литье

Центробежный способ предполагает формирование отливок под резким воздействием возникших сил внутри раскручивающейся формы, свободным методом залитой расплавом. Так производят полуфабрикат из черных и сплавов многих цветных металлов. Сейчас разработаны специализированные установки для бережного центробежного литья драгоценных металлов.

Главным и основным преимуществом представленного способа является непревзойденно высокая, при анализировании с другими видами, плотность получаемой кристаллической структуры используемого металла. Эта особенность придает прекрасные механические свойства требуемым заготовкам.

Данный вид литья возможно производить на машинах с различными осями вращения — вертикальной или же горизонтальной. Для него применяются песчаные, металлические, также оболочковые или формы (опоки) по восковым моделям.

Кокильное литье

Литьем в кокиль принято считать получение заготовки путем заливки расплава в многоразовый металлический кокиль. При этом происходит довольно скорый отвод тепла через высокотеплопроводный материал формы, поэтому поверхность отливки, ее механические особенности получаются значительно более высокого уровня, чем у абсолютного большинства других способов.

Интереснейшей особенностью представленного метода является уникальная возможность множественного использования изготовленной однократно металлической формы. Ее значительная прочность может позволить очень точно копировать конфигурацию поверхности, получая одновременно высочайшее качество металла. Благодаря большой теплопроводности кокиля изделие быстро затвердевает, соответственно увеличивается скорость изготовления полуфабриката.

Метод литья по выплавляемым моделям

Сегодня в художественной промышленности популярнейшим методом становится литьё по выплавляемым моделям. Современная технология представляет собой предварительное изготовление высокоточного образца из любого легкоплавкого материала, зачастую воска. Такую модель заливают специальной смесью — формомассой. После затвердевания из неё вытапливают восковые заготовки, получая литейную форму. В полученные полости необходимо залить расплав. Застывая, он образует заготовки будущих изделий.

Подробное описание литья по выплавляемым моделям наши читатели могут найти в разделе «Технологические процессы на ВЮЗ «Русское серебро». Мы применяем именно этот вид. Сейчас техника литья смогла не только не потерять главенствующей роли в ювелирной промышленности, а напротив, открылись её новые удивительные возможности. Эта тенденция стала необходимейшим связующим звеном между уникальным искусством художника-ювелира и современным ювелирным производством.

Исключительные авторские права на информацию, размещенную на данном сайте, в том числе на фотографии и товарный знак, принадлежат ООО Волгореченский Ювелирный Завод «Русское серебро». Произвольное копирование и несанкционированное использование объектов интеллектуальной собственности категорически запрещено.

ЛГМ – современная технология литья

По технологии ЛГМ модели изготавливают из пенополистирола (реже из других пенопластов) и помещают в формы из сухого песка без связующего. Для серийного производства моделей используются полуавтоматы из упаковочной отрасли, где их применяют для производства фасонной упаковки, легкой тары и декоративных панелей. Цикл производства пенопластовых моделей составляет около 2,5…3 мин. Также для серии отливок производят модели из порошка полистирола в легких алюминиевых пресс-формах, нагреваемых до 130 °С. Для разовых и крупных отливок массой до нескольких тонн подходит вырезание моделей из плит пенопласта, а также вырезание на гравировально-фрезерных станках с ЧПУ. Модель и полученная по ней отливка имеют высокую точность и конкурентный товарный вид.

При использовании технологии ЛГМ традиционная разъемная литейная форма не нужна, модель достаточно поместить в контейнер и засыпать сухим песком, затем песок уплотняется вибрацией в течение 1…1,5 мин, при этом отпадает потребность в высокоточных формовочных машинах прессования, встряхивания, устройствах сборки форм. При заливке металл испаряет модель и заполняет освобождающийся объем. Образующийся при этом дым откачивают из контейнера при разрежении примерно в 0,5 атм и подают для обезвреживания в систему термокаталитического дожигания, где окисляется не менее 98% вредных соединений. Продукты окисления в виде водяного пара и двуокиси углерода выбрасываются в атмосферу за пределами цеха. Такое удаление газов в 10. 12 раз снижает уровень загрязнения атмосферы цеха по сравнению с литьем в традиционные песчаные формы.

В условиях жесткой конкуренции в литейном бизнесе требуется быстро обновлять ассортимент продукции, выпускать мелкие и средние серии отливок с высокой точностью размеров и масс. Метод ЛГМ оказался наиболее подходящим для небольших цехов с гибкими технологиями получения отливок высокой точности и сложности. Способом ЛГМ получают отливки из чугуна и стали всех видов, бронзы, латуни и алюминия всех литейных марок. До 90% отливок можно применять без механической обработки. Создаются небольшие производственные цехи с простым оборудованием, одинаковым для черных и цветных сплавов.

Модель полностью соответствует будущей отливке, можно промерять ее стенки, чего при обычной формовке для сложных, с несколькими стержнями отливок сделать невозможно. Исключается смещение стержней и форм при сборке, так как отсутствуют сами стержни.

Технология безвредная, поскольку не применяются токсичные связующие, формовочные и стержневые песчаные смеси, не требуется транспортировать их и выбивать отливки. Например, 1 м3 пенополистирола модели весит 25 кг, он замещается 7 т жидкого чугуна, т. е. на 1 т литья расходуется 3,6 кг полимера. В формах из смоляных холоднотвердеющих смесей на 1 т литья расход составляет 90 кг полимерного связующего, или в 90:3,6=25 раз больше.

Формовочный песок после извлечения из формы отливок транспортируют по закрытой системе трубопроводов пневмотранспорта, исключающей пыление в воздухе. В установке терморегенерации песок освобождается от остатков конденсированных продуктов деструкции пенополистирола, а затем после охлаждения опять подается на формовку. Таким образом, повторно используется около 97% песка.

Значительную часть бункеров, трубопроводов и оборудования комплекса по охлаждению и складированию оборотного песка обычно монтируют за пределами цеха у внешней его стены, при этом сухой песок, который не боится мороза, быстрее охлаждается на открытом воздухе. Изолирование в закрытых трубопроводах потока песка, отсасывание из формы и последующее дожигание газов в сочетании с весьма чистым модельным производством дает возможность создать экологически чистые цехи высокой культуры производства.

Технологические потоки и пространственное размещение моделей в контейнере удобно компьютеризировать, а при изготовлении модельной оснастки все чаще применяют 3D-графику для программирования станков с ЧПУ.

Особенно большая экономия получается при литье сложных отливок из износостойких сталей (траки и детали гусениц, бронефутеровок, корпусные детали), так как резко снижаются затраты на их механообработку. Технология позволяет отливать без ограничений по конфигурации отливок колеса, звездочки, головки и блоки цилиндров бензиновых и дизельных двигателей, коленчатые валы и др. Капитальные затраты на организацию производства сокращаются в 2. 2,5 раза, также как и сроки ввода его в эксплуатацию. Для ремонтного литья легко разместить такие участки при кузнях, термических, ремонтных и других цехах.

Технология ЛГМ позволяет лить не только металлы и сплавы, но и получать композиты и армированные конструкции. Для этого в модель предварительно вводят различные детали или материалы, которые армируют конструкцию или формируют композит.

К этой технологии проявляют серьезный интерес практически все ведущие машиностроительные компании, о чем свидетельствует возрастающий поток патентной информации. Ряд российских предприятий также используют технологии ЛГМ. Цехи и участки с этой гибкой технологией стремительно множатся по всему миру, от Америки до Китая. General Motors, Ford Motors, BMW, FIAT, Volkswagen, Renault и ряд других фирм полностью перешли в 1980–1990 гг. на изготовление отливок блоков цилиндров, головок блока, впускных и выпускных коллекторов, коленчатых валов методом ЛГМ.

На этой технологии свыше тридцати лет специализируется Институт ФТИМС Академии Наук Украины (г. Киев), который поставляет оборудование и занимается организацией и реконструкцией литейных цехов.

голоса

Рейтинг статьи

Современные технологии и методы литья металлов в производстве

Работать с металлом человек начал очень давно и с тех пор потребность в этом прочном и удобном в обработке материале только растет. В современном мире металл является наиболее распространенным материалом не только в производстве, но и в быту. Большой спрос на металлические изделия привел к тому, что методы литья постоянно совершенствуются и на сегодняшний день их существует большое количество.

Технологии литья в металлургическом производстве

Метод литья в землю

Одним из самых первых способов изготовления деталей является отливка в землю. Этот метод литья считается самым простым, однако и он требует довольно тщательной подготовки. Она заключается в создании модели будущей отливки, причем размеры должны быть немного большими, чем требуемая деталь, так как при остывании металл немного оседает.

После создания модели начинается подготовка формовочной смеси. Если деталь должна иметь полости, то также подготавливаются стержни и добавочный формовочный состав, которые впоследствии заполняют полые участки детали. После этого опоки разъединяются таким образом, чтобы не нарушить целостность формовочной смеси. После засыхания смеси приступают к непосредственной заливке. Данный вид литья металлов подразумевает заливку расплава либо при помощи ковша, либо конвейерным способом. После этого остывшая отливка проходит финишные операции.

Метод литья в кокиль

Более совершенным методом литья металлов является литье в кокиль. Данная разновидность в большинстве моментов напоминает предыдущую, так как в обоих случаях применяются литейные формы. Отличием является то, что формы выполнены из металла, что в значительной мере упрощает технологический процесс.

К преимуществам данного способа относится возможность применения принудительного охлаждения, а значит и увеличивается скорость изготовления отливок. Используя всего один кокиль можно выпускать сотни деталей, не тратя время на подготовку форм и смесей. К недостаткам стоит отнести то, что данный вид литья металлов подходит только для материалов с хорошей текучестью.

Метод литья под давлением

Для расплавов с низкой текучестью, например, стали применяется метод литья под давлением. Данный метод литья использует сжатый воздух, под действием которого сталь принимает необходимую форму и заполняет все пустоты. Для этого применяются специальные формы, изготовленные из высококачественной стали, а также специальное оборудование для нагнетания воздуха.

Основным преимуществом такого метода литья помимо возможности применения для всех видов металлов является высокая производительность. При этом уменьшается расход сырья, улучшается качество отливок. Чистота поверхности уменьшает количество финишных операций, что уменьшает себестоимость продукции и трудозатраты.

Литьё по газифицируемым (выжигаемым) моделям

Данный способ наиболее распространен в современной металлургии. Преимуществом этого метода литья металлов является отсутствие ограничений отливки по размерам и массе. В качестве формовочной смеси используется кварцевый песок, который после использования может быть подвергнут регенерации для повторного применения. Эта технология существенно увеличивает производительность производства, снижает себестоимость продукции и повышает качество изделий.

Специальные способы получения отливок

Кроме рассмотренных выше существуют и специальные виды литья металлов. Например, по выплавляемым моделям. Суть этого способа изготовления отливок заключается в том, что в опоку устанавливается модель будущей заливки из парафина или воска, после чего промежутки заполняются формовочной смесью. При подаче расплава модель растворяется и металл заполняет весь объем заготовки. Данная технология литья позволяет получать изделия высокого качества, а процесс легко автоматизируется.

Для относительно простых изделий используется технология литья в оболочковые формы. Формовочная смесь состоит из кварцевого песка и смолы. Металлическая модель устанавливается на разогретую поверхность, засыпается формовочной смесью и после спекания смеси получается опока, в которую после пропекания можно заливать расплав.

При изготовлении труб широко применяют центробежный метод литья металлов. Расплав помещается в специальную вращающуюся форму. Под действием центробежных сил расплав равномерно распределяется по форме. Такой способ обеспечивает изготовление деталей с равномерной толщиной стенки.

При электрошлаковом способе получения отливок жидкий металл получается путем воздействия на чушки электродуговыми разрядами. Иногда применяется бездуговой вид литья металлов. В этом случае металл плавится под действием тепла, передаваемого от разогретого шлака, на который воздействуют мощные разряды. В таком случае исключается контакт металла с воздухом.

Для дорогих металлов, таких как золото, титан и другие применяется вакуумная заливка. Металл плавится в вакууме и разливается в формы. Данная технология исключает образование полостей в готовом изделии. Однако масса отливок находится в пределах ста килограмм. Для более крупных деталей применяются вакуумные ковши, из которых в дальнейшем расплав поступает в формы.

На сегодняшний день существует много методов литья металлов. Все они применяются для различных производственных нужд, а конкретная технология зависит от требуемого качества и точности отливок. При этом прогресс не стоит на месте и не исключено, что в ближайшем будущем будут разработаны новые, более совершенные технологии и способы получения отливок металла.

Foundry Lab выходит из скрытого режима с «прорывной» технологией цифрового литья металлов

Новозеландский стартап по литью металлов Foundry Lab вышел из скрытого режима после привлечения 8 миллионов долларов в раунде финансирования серии A.

При поддержке венчурной компании Blackbird Ventures и генерального директора Rocket Lab Питера Бека компания разработала технологию цифрового микроволнового литья, которая делает возможным выполнение металлических отливок в тот же день.

По данным Foundry Lab, ее технология цифрового литья металлов (DMC) позволяет применять ее в отраслях массового производства, чего пока не может достичь 3D-печать металлом.С помощью DMC компания заявляет, что может сочетать свободу 3D-печати металлом со скоростью производства деталей и экономичностью металлического литья.

«3D-печать отлично подходит для изготовления похожих деталей, но мир работает с реальными деталями, а металлическая печать никогда не сможет произвести настоящую отливку, — сказал Дэвид Муди, генеральный директор и основатель Foundry Lab. «Мы можем работать со скоростью, о которой 3D-печать может только мечтать».

Металлический брекет, изготовленный по технологии Foundry Lab DMC. Фото через Foundry Lab.

DMC-технология Foundry Lab

Существующие процессы литья, такие как литье по выплавляемым моделям, 3D-печатные песчаные формы и литье под давлением, обычно требуют производственного времени от одной до шести недель.Foundry Lab стремится преодолеть ограничения скорости, простоты и стоимости современных методов литья металлов с помощью своей технологии DMC.

Там, где 3D-печать металлом может быть медленной и дорогой с использованием ограниченных и дорогостоящих материалов, обработка с ЧПУ «всегда будет иметь ограничения» на формы, которые она может производить, и приводит к высокому уровню отходов. Металлическое литье, тем временем, является идеальным подходом к массовому производству, однако высокие затраты на настройку означают, что эту технологию нельзя использовать для чего-то меньшего, чем тысячи деталей.

В качестве альтернативы, аутсорсинг отливок литейному цеху может привести к задержке цикла разработки на несколько недель, и многие не берутся за короткие производственные циклы, поскольку это нерентабельно.

Чтобы устранить недостатки каждой технологии литья, Foundry Lab разработала микроволновую технологию DMC. DMC позволяет пользователям автоматически создавать детали из файлов САПР для нескольких компонентов за один день и, как сообщается, сочетает свободу геометрии и дизайна 3D-печати со скоростью производства деталей и экономичностью литья металла.

Хотя Foundry Lab не опубликовала подробностей о том, как работает DMC, он предназначен для интеграции в существующий рабочий процесс разработки компании без каких-либо особых требований к дизайну. Фирма описывает DMC – Office System как комбинированное аппаратное и программное обеспечение, которое позволяет выполнять эквивалент литья металла без помощи рук без заливки расплавленного металла.

В настоящее время система совместима с алюминием, магнием, цинком, нержавеющей сталью и их литейными сплавами и позволяет производить полностью плотные детали, обладающие «функционально эквивалентными» физическими свойствами, как у изделий, изготовленных с помощью традиционных методов литья металлов.По данным Foundry Lab, постобработка деталей, произведенных DMC, сравнима с литьем под давлением.

Металлический тормозной рычаг, изготовленный по технологии Foundry Lab DMC. Фото через Foundry Lab.

Выход из скрытого режима

Foundry Lab выходит из скрытого режима после демонстрации возможностей своей технологии DMC для изготовления производственных литых компонентов из файлов САПР за один день.

Foundry Lab утверждает, что ее система DMC позволяет пользователям создавать металлические детали из любого литейного сплава для функциональных испытаний перед массовым производством.Чтобы доказать это, фирма изготовила литые алюминиевые тормозные колодки от файла CAD до конечной детали менее чем за восемь часов.

Компания заявляет, что в будущем детали, идентичные производству, изготовленные с помощью системы DMC, будут применяться в отраслях массового производства, которые технологии 3D-печати металлом пока не могут обеспечить.

Компания Foundry Lab, только что завершившая раунд финансирования Серии А на сумму 8 миллионов долларов, пользуется поддержкой нескольких крупных инвесторов. К Blackbird и Beck присоединились глобальные инвестиционные компании, такие как GD1, Founders Fund, Promus Ventures, WNT Ventures, Icehouse и K1W1.Генеральный директор компании Motional, производящей автономные автомобили, Карл Ягнемма и бывший генеральный директор Autodesk Карл Басс также поддержали компанию.

«У Foundry Lab есть шанс повлиять на отрасли и переопределить способы разработки продуктов, и мы рады помочь им масштабироваться по всему миру», — сказала Саманта Вонг из Blackbird Ventures.

Foundry Lab рассматривает поддержку отраслевых экспертов, таких как Бек, Ягнемма и Басс, как неотъемлемую часть стремления компании к глобальному росту. Финансирование серии A позволит компании расширить свою команду, поскольку она стремится нанимать новые таланты в области радиочастотной и микроволновой техники, мехатроники, а также в области механики, моделирования и разработки программного обеспечения.

Металлический светодиод, изготовленный по технологии Foundry Lab DMC. Фото через Foundry Lab.

Повышение производительности 3D-печати из металла

По словам генерального директора компании Additive Industries, производителя 3D-принтеров, Яна Хоу, «снижение стоимости килограмма» 3D-печатных деталей является «самой большой проблемой, стоящей перед отраслью». По его мнению, чтобы по-настоящему стимулировать проникновение металлической 3D-печати в промышленные приложения, производительность и рентабельность машин должны увеличиться.

Производственные процессы 3D-печати и литья в прошлом объединялись для создания пресс-форм с меньшими затратами и большей эффективностью. В прошлом производитель станков TRUMPF развернул свою систему TruPrint 1000, чтобы подчеркнуть ценность 3D-печати при изготовлении сложных форм, а поставщик производственных систем Ingersoll Machine Tools использовал 3D-печать для изготовления пресс-формы длиной 22 фута для производства роторов вертолетов. лезвия.

На Ближнем Востоке 3D-печатные формы использовались для производства прозрачных капп и слуховых аппаратов.Такие компании, как 3D Systems, voxeljet и Soliscape, также выпустили 3D-принтеры специально для литья и литья.

Потенциальным конкурентом Foundry Lab является британская служба 3D-печати металлом Enable Manufacturing, которая ранее в этом году запустила новый процесс вакуумного аддитивного литья. Компания утверждает, что ее технология может производить металлические детали за долю стоимости прямой 3D-печати металлом, основанную на гибридном подходе к 3D-печатным формам и шаблонам для литья деталей в сочетании с методом вакуумного литья для вытягивания металла в тонкие структуры.

Сообщается, что процесс аддитивного литья компании enable предлагает «лучшее из двух миров» и позволяет производить детали из более чем 130 различных металлов по более низкой цене, чем 3D-печать металлом и традиционные производственные процессы.

Подпишитесь на информационный бюллетень индустрии 3D-печати , чтобы быть в курсе последних новостей в области аддитивного производства. Вы также можете оставаться на связи, подписавшись на нас в Twitter и поставив лайк на Facebook.

Ищете работу в аддитивном производстве? Посетите  3D Printing Jobs  , чтобы узнать о вакансиях в отрасли.

Подпишитесь на наш YouTube-канал   , чтобы получать последние короткометражные видеоролики о 3D-печати, обзоры и повторы вебинаров.

На изображении показан металлический кронштейн, изготовленный по технологии Foundry Lab DMC. Фото через Foundry Lab.

Отслеживание тенденций в области литья металлов | Foundry Management & Technology

GIFA 2019 отмечена во многих календарях как время и место для объявления новых бизнес-планов, внедрения новых технологических процессов и открытия новых проектов в области дизайна и исследований.Но другие идеи и вопросы уже будут в повестке дня и в умах литейщиков, которые примут участие в мероприятии 25-29 июня в Дюссельдорфе, Германия.

GIFA 2019 станет 14-й -й Международной выставкой литейного производства с техническим форумом, и в ней примут участие более 900 экспонентов со всего мира, в том числе все самые известные поставщики плавильных, формовочных, стержневых, пескообрабатывающих, вибрационных и отделочное оборудование для литейных и литьевых цехов.

Организаторы GIFA учитывают тенденции, формирующие металлолитье, и выделили пять тенденций, влияющих на бизнес и технологии:

1.Алюминий вместо стали. Для этого есть множество причин: автомобильная промышленность, как и аэрокосмическая, требует более легких компонентов. Однако стабильность алюминия также является важным фактором. В машиностроении этот материал также используется для решения сложных задач. В 2017 г. произведено алюминия примерно на 6% больше, чем в 2016 г., а себестоимость готовой продукции снижается за счет передовых методов производства.

2. Автоматизация вместо квалифицированных рабочих. В литейных цехах работает все меньше и меньше людей, и следует ожидать дальнейшего снижения.Чтобы оставаться конкурентоспособными, литейные заводы полагаются на полуавтоматические или полностью автономные системы для поддержания (или увеличения) своей производительности. Сотрудники могут уделять больше времени проектированию или тестированию, и это должно повысить интерес молодых рабочих к карьере в области литья металлов.

3. Цифровизация и Индустрия 4.0. Датчики, подключенные машины и интеллектуальное управление в литейном производстве: многие операции уже подключены. И заказчики литейных заводов, и потенциальные заказчики извлекают выгоду из этих данных.Процессы могут быть оптимизированы с помощью больших данных, а возможные узкие места и ошибки в системе могут быть обнаружены на ранней стадии. Ручная корректировка рабочего процесса менее необходима.

Новые технологии, такие как виртуальная реальность, помогают литейным предприятиям представить себя большому миру. Благодаря дополненной реальности технические специалисты могут легко настраивать или ремонтировать машины с помощью наложенного виртуального образа. И виртуальное обучение становится проще с новыми технологиями. Программы САПР и 3D-очки могут сделать прототипирование более эффективным.

4. Охрана окружающей среды. Литейные цеха считаются одними из самых энергозатратных промышленных предприятий. Исследование, проведенное Федеральным агентством по охране окружающей среды Германии, показало, что большинство литейных заводов могут удовлетворять свои потребности в энергии за счет возобновляемых источников энергии. Однако для этого необходимы накопители энергии, способные удовлетворить огромные требования к круглосуточной работе 7 дней в неделю.

Использование более эффективных литейных форм может снизить потребность в сырье, а потребность в энергии может быть дополнительно снижена за счет более эффективных печей, что сделает всю отрасль более экологичной.

5. Аддитивное производство. AM/3DP вскоре может начать посягать на рынки металлолитья, особенно для небольших литых изделий, поскольку все больше 3D-принтеров могут производить металлические детали коммерческого класса.

Эти технологии уже используются в проектах, требующих небольшого количества готового продукта. Кроме того, конструкции, которые невозможно получить при обычном литье, не представляют проблемы для аддитивного производства. Для больших количеств и деталей с большими размерами в ближайшее время не ожидается изменения потребности в отливках.
Узнайте больше о GIFA и зарегистрируйтесь на сайте www.gifa.com

MCT, Inc. — Hitchiner Manufacturing Co., Inc.

Metal Casting Technology, Inc. была основана в 1986 году как продукт всемирно известного технического центра Hitchiner. Это дочерняя компания Hitchiner Manufacturing Co., Inc., которая занимается исследованиями и разработками и занимается поиском новых и лучших способов доставки высококачественной продукции нашим клиентам.

Оборудование для литья металлов

Оборудование MCT включает экспериментальное оборудование для литья по выплавляемым моделям и литья в песчаные формы, а также полностью оборудованные керамические и металлургические лаборатории для подготовки и анализа образцов.MCT может разливать многочисленные сплавы, такие как стали, нержавеющие стали, суперсплавы на основе никеля и кобальта и алюминий, на воздухе, в вакууме и в среде инертного газа. MCT аналитические возможности включают в себя:

      • рентгеновский контроль,
      • Осмотр магнитных частиц
      • Металлография
      • Metallography Analite
      • Анализ изображения
      • Сканирующая электронная микроскопия
      • Энергоспределительная спектроскопия
      • Растяжение и усталость
      • Симуляторное моделирование

       Площадка с высоким пролетом используется для разработки и проверки процессов, сбора данных, отливки прототипов, разработки средств автоматизации и изготовления производственного оборудования для компании Hitchiner и ее лицензиатов.Оборудование для термообработки и отделки на месте позволяет полностью обрабатывать отливки, используемые при оценке новых процессов. Другие специализированные объекты, такие как атомно-абсорбционные установки и производство прецизионных инструментов, доступны на месте. Творческий коллектив MCT состоит из более чем двадцати специально отобранных инженеров-механиков и металлургов, а также талантливых техников.

      Улучшения в области литья металлов

      Непрерывные исследования каждой фазы производственного процесса, а также новых материалов и сплавов привели к значительному улучшению технологии литья.Эти достижения были отмечены наградами Металлургического общества и Американского общества литейщиков и привели к выдаче множества новых патентов компании MCT и ее материнским компаниям.

      Новые технологии и дизайн для производства – процесс литья металла

      «Добавка» в последнее время сделала слово «производство» снова совершенно крутым!

      Это глоток свежего воздуха для традиционного производственного процесса с быстро растущей долей 3D-печати, бросающей вызов традиционному мышлению.

      Несколько дней назад я вылетел из Флинта, штат Мичиган, который когда-то был эпицентром производства, привлекающим как ближних, так и дальних многообещающих автомобильных богатств. За эти годы многое произошло. Я размышлял о том, как обрабатывающая промышленность может снова вернуть определенные регионы на карту, на этот раз ориентируясь на поколение, которое гордится персонализацией и низкой терпимостью к высоким выбросам.

      Дизайн продукта быстро меняется, чтобы идти в ногу с желаниями молодого поколения, и, чтобы уточнить, в недавнем отчете IKB Deutsche Industrial Bank о производстве три основные тенденции, которые привлекли мое внимание, были:

      1. Легкий вес является сегодня приоритетом №1 в автомобильной промышленности (крупнейший потребитель производимых компонентов), особенно для соответствия новым стандартам выбросов
      2. Согласно прогнозам, к 2030 году доля обычных низкопрочных сталей в общем объеме использования упадет ниже 20% (снижение с 70% в 1970-х годах)
      3. Альтернативные материалы, такие как алюминий и магний, будут на подъеме (наряду с высокопрочными сталями)

      Поскольку границы дизайна продукции расширяются из-за постоянно растущего желания облегчить конструкции сначала в аэрокосмической, а теперь и в автомобильной промышленности; важность возможности предварительного производства поднялась до новых высот.Появление альтернативных материалов, таких как: магний и алюминий, а также сплавов, таких как ZAMAC, а также добавление новых технологий аддитивного производства к шаблонам и штампам для 3D-печати, принесли новые технологические проблемы, а также огромные возможности для этой борющейся отрасли. Поставщикам-производителям будет все труднее дифференцироваться и при этом сохранять свою норму прибыли, если они не максимально используют потенциал использования новейших технологий в инструментах моделирования.

      В соответствии с этими тенденциями целостный подход ко всему жизненному циклу проектирования продукта имеет первостепенное значение, поскольку мы расширяем границы дизайна с помощью новых материалов и производственных процессов для решения задач. Нам нужна среда, которая позволяет создавать отличные продукты, которые быстрее проектируются, лучше работают и в то же время проще в производстве. Это вообще возможно?

      В серии блогов я сосредоточусь на различных новых технологиях, которые работают в тандеме с традиционными методами производства и имеют огромный потенциал, чтобы вдохнуть новую жизнь в эту отрасль.В этом первом блоге предлагаемой серии я хотел бы обратить ваше внимание на процесс литья металла, пытаясь сформулировать проблемы и возможности; и преимущества применения процесса, основанного на моделировании, для их решения.

      Литье по выплавляемым моделям: сочетание аддитивного и традиционного производства

      Увеличивается количество 3D-печати в традиционной обрабатывающей промышленности и, в частности, для изготовления моделей для литья. Пожалуйста, обратитесь к более раннему блогу на эту тему Мирко Бромбергера (3D-печать и проектирование на основе моделирования для высокопроизводительных отливок), в котором было показано, как можно спроектировать деталь с нуля, используя оптимизацию топологии для легкого взвешивания, а затем работал над оптимизацией. желаемый процесс литья.

      Как показано на рисунке ниже, выделен весь процесс, в котором лучшие в своем классе технологии были объединены вместе; оптимизация топологии (свободная форма) для легкого веса, 3D-печать для изготовления модели и использование литья по выплавляемым моделям для изготовления традиционной отливки. Суть всего этого упражнения заключается в том, что для производства инновационных продуктов производственная возможность должна быть встроена в процесс проектирования продукта заранее.

      Во-вторых, должна существовать структура, в которой инженеры-конструкторы и технологи могли бы быстро, легко и точно получать информацию для решения задач на протяжении всего этапа проектирования продукта, независимо от того, на каком этапе они находятся.Я твердо убежден, что для соблюдения стандартов качества, минимизации катастрофических (раковых) дефектов литья и повышения производительности литья производственная возможность должна быть частью процесса проектирования. Темпы инноваций в продуктах могут быть серьезно замедлены, если проекты передаются литейным заводам, которые берут на себя все бремя производства качественных компонентов, сохраняя при этом свою маржу и прибыльность.

      Вышеупомянутые проблемы могут быть решены в среде, которая проста в использовании, в то же время точно фиксируя физику, а также доступна по цене (для повышения эффективности и использования).SolidThinking Inspire от Altair уже заставляет отрасль обратить внимание на оптимизацию топологии, предоставляя разработчикам технологии заранее, скрывая все сложности. В соответствии с той же философией, наша последняя версия Click2Cast 4.0 помогает легко решать проблемы литья с помощью шаблонов, управляемых процессом, для всех вышеперечисленных процессов литья, включая литье по выплавляемым моделям.

      Нашим клиентам нравится тот факт, что они могут запускать Click2Cast в процессе проектирования с самого начала, при этом дизайнеры продукта могут определить любое место на продукте как входные отверстия (области, из которых металл втекает в продукт) для отливок для моделирования, без необходимости ждать, пока специалисты по детальным процессам разработают их для них.Они также могут визуализировать области потенциальной пористости, тем самым помогая инженерам-технологам правильно выполнить детальный проект желобов, стояков и литниковых систем. Инженеры-технологи также могут легко выбрать используемый процесс с помощью управляемых шаблонов, чтобы задать свои проблемы и запустить всю симуляцию на своих компьютерах.

      Среда

      Click2Cast позволяет пользователям легко выполнять полное моделирование литья за 5 шагов, тем самым устраняя пробелы в коммуникации во всей цепочке поставок продукта для принятия быстрых решений, используя при этом лучшие процессы и инструменты моделирования для самых сложных конструкций.

      Ниже вы найдете учебник по кастингам, который значительно дополнит чтение для тех, кто хочет копнуть немного глубже.

      Краткое руководство: Широкая классификация производства и процессов отливок

      Я сделал очень общую оценку различных процессов литья и разделил ее на четыре квадранта, чтобы определить наилучшие методы литья на основе геометрии детали (наименьшая толщина сечения) и объема производства.

      По вертикальной оси у меня есть классификация по толщине, а по горизонтальной оси — по объему производства.Производство малой толщины и крупносерийное производство в правом нижнем углу, а производство большой толщины и мелкосерийное производство — в верхнем левом квадранте. Гравитационное литье в песчаные формы подходит для крупносерийного производства более толстых деталей. Литье по выплавляемым моделям имеет разную толщину, но обычно ориентировано на меньший объем производства. Этот процесс набирает обороты, поскольку он хорошо подходит для изготовления деталей, которые трудно изготовить традиционными методами, и дает геометрическую свободу. Подробнее об этом процессе можно узнать здесь https://www.youtube.com/watch?v=wMzSS3BnMLs

      Раковые отливки

      В отливках имеются видимые и невидимые дефекты.На мой взгляд, те дефекты, которые невидимы, могут быть чрезвычайно опасными, поскольку они могут испортить производительность. Давайте рассмотрим три дефекта, которые обычно возникают в процессе литья.

       

      Пример пористости в типичном отливке Пример нескольких дефектов, которые могут проводить производительность

      , это намного лучше посмотреть прилагаемые видео, относящиеся к вышеуказанному дефекту, так что вы можете не только понять, что они, но также получают понимание о том, как их можно выявить и исправить с помощью инструментов моделирования, таких как Click2Cast.

      Пористость

       

      Воздухозаборник

       

      Ошибки

       

      Надеемся, вышеизложенное дает хорошее представление не только о создании радикальных облегченных конструкций, отвечающих очень специфическим требованиям к производительности, но и о выявлении дефектов в отливках, которые могут нанести ущерб.

      Благодаря хорошему пониманию требований и использованию правильных технологий мы снова имеем возможность запускать производство уникальных высококачественных продуктов, помогая инженерам свободно мыслить и одновременно принося пользу местной экономике в этом интересном путешествии.

      Foundry 4.0 и будущее

      Термины «Индустрия 4.0» и «Четвертая отраслевая революция» используются как минимум с 2014 года, но революция продолжается, и новые реализации продолжают внедряться в отрасли по всему миру.

      Литейная промышленность переживает собственную версию четвертой революции, и все большее число поставщиков, литейных заводов и конечных пользователей создают новые способы использования Интернета вещей для более эффективного выполнения своей работы.

      Но что на самом деле означает Foundry 4.0?

      «Я бы определил Foundry 4.0 как что-либо связанное с новыми появляющимися технологиями, процессами, процедурами и системами, которые оказывают социально-экономическое влияние на то, как в настоящее время работают литейные заводы», — сказал Хидеки Гебкен, технический руководитель Standard Manufacturers Services Limited (Виннипег, Манитоба). , Канада).

      Являясь подмножеством Индустрии 4.0, Foundry 4.0 фокусируется на интеллектуальном производстве и на том, что будет в будущем с большей вычислительной мощностью, возможностью подключения, обратной связью и оцифровкой физического мира.

      «Мне всегда нравилась концепция, согласно которой производство — это не что иное, как предоставление полезной «информации о форме» сырьевому материалу, — сказал Рэнди Орляйн, вице-президент по проектированию, Carley Foundry (Блейн, Миннесота). «В Foundry 4.0 мы будем использовать технологии, которые заставят информацию о форме перемещаться быстрее, точнее и с меньшими физическими усилиями, поскольку она преобразуется в полезные физические объекты. В случае с нашей отраслью это металлические отливки и оснастка».

      Брайан Маккарти, инженер по продажам, Versevo (Хартленд, Висконсин), указывает на то, как литейные мастерские были вовлечены в цифровое производство с использованием технологий CAD, CAM и ЧПУ с 1980-х годов.

      «Мы переняли доступные технологии из других областей производства и сделали их стандартом в нашей отрасли», — сказал он. «Во время перехода молодое поколение получало много противодействия со стороны старшего поколения. В ближайшие 10 лет будет аналогичная ситуация, поскольку молодое поколение процветает благодаря технологиям, и в следующие 10 лет им потребуется заменить пенсионеров. Для того, чтобы литейная промышленность привлекала молодое поколение (и была конкурентоспособной), необходимо будет освоить некоторые из доступных сегодня передовых производственных возможностей, которые используются в других отраслях.”   

      Foundry 4.0 включает в себя множество аспектов, в том числе использование робототехники, искусственного интеллекта, автоматизации данных и процессов и других новых технологий. Но это также включает в себя то, как цифровое производство повлияет на то, как сотрудники взаимодействуют друг с другом, с оборудованием и клиентами.

      «Foundry 4.0 заставляет нас думать о будущем: каковы будущие демографические показатели, которые повлияют на нашу отрасль, как меняющиеся транспортные тенденции повлияют на тип отливок, которые мы источники энергии будут включены в наш бизнес?» сказал Дэвид Вайс, вице-президент по проектированию и развитию, Eck Industries (Manitowoc, Висконсин).«Поскольку скорость изменений увеличивается и передовые технологии становятся повсеместными, как мы можем использовать эти инструменты для создания прибыльных, устойчивых литейных предприятий, которые могут работать далеко в будущем?»

      Конференция, на которой будут рассмотрены различные способы применения современных и новых технологий литейщиками металла, запланирована на 9-10 июня в Итаске, штат Иллинойс. Конференция Foundry 4.0, организованная Американским литейным обществом и членами его различных комитетов, будет охватывать такие ключевые темы, как сбор и управление данными, принятие решений на основе данных, искусственный интеллект, дополненная реальность, виртуальная реальность, носимые технологии, робототехника, автоматизация. и кибербезопасность, а также связанные с этим вопросы развития, найма и обучения кадров.Конференция будет включать тематические исследования литейного производства, демонстрирующие, как внедрение сбора данных, автоматизации и цифровых технологий изменило и улучшило работу сегодня. Более подробная информация о конференции доступна на сайте www.afsinc.org/conferences/foundry-40.

      Щелкните здесь, чтобы просмотреть эту статью в цифровом выпуске Modern Casting за апрель 2020 г.

      Исследование новых технологий

      Изобретательность, технологические достижения и новые исследования меняют облик мира литья металлов.Сегодня отрасль более прогрессивная, инновационная, высокотехнологичная, сложная, безопасная и чистая. Промышленность разрабатывает и применяет новейшие достижения в компьютерном проектировании и моделировании, методах энергоэффективности, а также процессах и технологиях минимизации отходов, чтобы улучшить свой имидж и опровергнуть обвинения в том, что они вызывают загрязнение и создают опасную окружающую среду.

      В условиях быстро меняющихся условий и технологий появляются новые продукты и рынки, поэтому ожидается, что спрос на литые металлические компоненты в будущем изменится.Для отрасли важно предвосхищать возникающие потребности отрасли и потребителей и разрабатывать инновационные продукты, превосходные по качеству и конкурентоспособным ценам.

      Промышленности потребуются новые методы и процессы для проектирования и создания литых металлических компонентов, которые удовлетворяют строгим требованиям к материалам для новых продуктов. Для будущей жизнеспособности отрасли литья металлов будет важно узнать, как соответствовать техническим спецификациям и требованиям для новых продуктов и рынков.

      Ведутся исследования новых технологий в области литья металлов с целью обеспечения совершенствования процессов и технологических инноваций, включая разработки в области литья по выплавляемым моделям, компьютерных средств визуализации для машин для литья под давлением и альтернативных средств формования.

      Промышленность работает над несколькими вопросами, чтобы продемонстрировать, оценить и ускорить новые технологии и научные идеи, которые касаются различных конкретных потребностей в следующих общих областях –

      • Идентификация технологии – Для определения технологических приложений, которые улучшат возможности процессов и материалов в литейной промышленности
      • Разработка новых технологий – Разработка новых технологий и продуктов для удовлетворения различных требований и спецификаций конкретных приложений.
      • Повышение эффективности производства — Повышение эффективности производства с целью контроля производственных затрат, ограничения подверженности колебаниям стоимости энергии и разработки продукции высшего качества.
      • Разработка приложений – Чтобы продемонстрировать превосходные экономические и технические преимущества различных компонентов, выполненных в виде отливок.
      • Управление технологическим процессом — Для разработки и производства датчиков управления технологическим процессом, которые способствуют воспроизводимости, повышению качества продукции и снижению производственных затрат.
      • Переработка – Для увеличения объема переработки и повторного использования для внутренней или внешней выгоды.
      • Борьба с загрязнением – Добиться сокращения выбросов в атмосферу и воду и разработать новые технологии и методы для предотвращения загрязнения, а не для его контроля и очистки.

      Типы

      Новые технологии Исследования обычно проводятся в трех областях –

      • Технология материалов
      • Технология производства
      • Экологические технологии

      Технология материалов

      Исследования в области технологии новых материалов проводятся с основными целями –

      • Разработка количественных взаимосвязей между химическим составом, свойствами и обработкой сплавов.
      • Для разработки стандартных методологий испытаний материалов.
      • Для разработки чистого процесса плавки и переплавки.
      • Разработка методов и процессов для быстрой, точной и неразрушающей оценки химического состава и свойств слитков и отливок.
      • Разработать усовершенствованные методы измерения приемлемости жидкого металла перед обработкой.
      • Разработать рациональную инициативу по продвижению интереса к материаловедению и технике.

      Технология производства

      Исследования новых производственных технологий проводятся с основными целями: –

      • Для производства недорогой технологии быстрой оснастки.
      • Усовершенствовать конструкцию оснастки, чтобы сократить время вывода отливок на рынок.
      • Для создания экономичных и точных по размерам процессов изготовления моделей для использования в литье в песчаные формы.
      • Расширение возможности создания размера/размера.
      • Чтобы понять складки для литья алюминия по выплавляемым моделям.
      • Чтобы узнать, как на самом деле заполняются формы / штампы для литья под давлением.
      • Создать математическую модель, описывающую управление технологическим процессом и способную управлять машиной.

      Экологические технологии

      Исследования новых экологических технологий проводятся с основными целями –

      • Для создания экологически безопасных формовочных материалов со стабильными размерами для литья в песчаные формы.
      • Разработать новые способы использования потоков отходов и/или новые методы обработки отходов, чтобы сделать их более пригодными для использования.
      • Сформулировать и создать базу данных о выбросах для литейных предприятий, чтобы использовать ее для обучения регулирующих органов.

      Foundry Lab привлекает 8 миллионов долларов США серии A, чтобы сделать литье металла таким же простым, как обед в микроволновой печи

      ВЕЛЛИНГТОН (WELLINGTON), Новая Зеландия, 29 ноября 2021 г. /PRNewswire/ — Стартап по цифровому литью металлов Foundry Lab сегодня вышел из скрытого состояния, объявив о сборе средств серии A на 8 млн долларов США под руководством Blackbird и продемонстрировав свою способность создавать функциональные металлические детали менее чем за день.С растущим интересом со стороны гигантов автомобильной промышленности и при поддержке таких людей, как Питер Бек из Rocket Lab, стартап ставит перед собой задачу сделать литье металла таким же простым, как приготовление обеда в микроволновой печи.

      Компания Foundry Lab, базирующаяся в Веллингтоне, Новая Зеландия, разработала технологию микроволнового литья, которая позволяет производить металлические отливки в тот же день. Эти детали, идентичные производственным, находят применение в отраслях массового производства, где 3D-печать металлом недоступна.

      Существующие системы литья, такие как литье по выплавляемым моделям, 3D-печатные песчаные формы и литье под давлением, требуют времени производства от 1 до 6 недель.Недавно тормозные колодки, отлитые Foundry Lab, прошли путь от файлов САПР до отливки алюминиевых деталей менее чем за 8 часов. Система цифрового литья металлов (DMC) от Foundry Lab позволяет пользователям создавать металлические детали из любого литейного сплава для функциональных испытаний перед массовым производством.

      Помимо Blackbird, в раунде Series A участвуют глобальные и новозеландские инвестиционные лидеры, такие как GD1, Founders Fund, Promus Ventures, WNT Ventures, Icehouse и K1W1, а также генеральный директор Motional Карл Ягнемма и бывший генеральный директор Autodesk Карл Басс.

      «3D-печать отлично подходит для изготовления похожих деталей, но мир работает с реальными деталями, а металлическая печать никогда не сможет произвести настоящую отливку», — говорит генеральный директор и основатель Foundry Lab Дэвид Муди. Ориентация команды на производство металлических отливок подтверждается успешным производством таких деталей, как тормозные колодки. «Мы можем работать со скоростью, о которой 3D-печать может только мечтать».

      «У Foundry Lab есть шанс повлиять на отрасли и изменить способы разработки продуктов, и мы рады помочь им масштабироваться по всему миру», — говорит Саманта Вонг из Blackbird Ventures.

      Объединение таких экспертов в предметной области, как Бек и Ягнемма, вместе с некоторыми ведущими инвесторами Австралии и Новой Зеландии имело важное значение для стремления компании к глобальному росту.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.