Fusione di schiuma persa

 Panoramica di 1.1

In u 1958, HF Shroyer hà inventatu a tecnulugia di a fabbricazione di fusioni metallichi cù mudelli di plastica espansa espansibile è hà ottenutu un brevettu. U mudellu adupratu prima era fattu di tavola di polistirene (EPS) è stampatu cù sabbia chì cuntene legante. L'imprese tedesche Grunzweig è Harrtmann anu acquistatu stu brevettu, l'anu sviluppatu è applicatu. A tecnulugia di l'usu di a sabbia secca senza leganti per pruduce i castings hè stata dopu brevettata da TRSmith in u 1964. Nanzu à u 1980, l'usu di u prucessu di sabbia secca senza leganti duvia esse appruvatu da Full Mold Process (Inc). Dopu questu, u brevettu era invalidu.

U metudu più cumunu è praticu hè di mette u mudellu rivestitu di materiale refrattariu in a scatula di sabbia, riempite u mudellu cù sabbia secca strettu, è versate metallo liquidu per rimpiazzà u mudellu di schiuma. Stu prucessu di colata hè chjamatu: colata in schiuma persa (EPC), colata in muffa di gasificazione è colata in muffa solida, etc.

A fusione di schiuma persa hè un prucessu innovativu di colata chì pò esse adupratu per pruduce pezzi di sistema di putenza in metalli non ferrosi è ferrosi, cumprese: blocchi di cilindri, teste di cilindri, albero motore, scatole di ingranaggi, tubi di aspirazione, tubi di scarico è mozzi di frenu. U flussu di prucessu di u casting di schiuma persa hè u seguente:

1) Pre-spumante
A produzzione mudellu hè u primu passu di u prucessu di colata di schiuma persa. Per i castings cumplessi cum'è e teste di cilindru, parechji mudelli di schiuma devenu esse fatti separatamente, è poi incollati in un mudellu generale. Ogni mudellu di bloccu richiede un inseme di stampi per a produzzione. Inoltre, un inseme di stampi pò esse necessariu in l'operazione di incollatura per mantene a pusizione precisa di ogni bloccu. U prucessu di mudellu di u mudellu hè divisu in dui passi. U primu passu hè di I perline di poliestirenu sò pre-espansi à una densità adatta, chì hè generalmente realizata da un riscaldamentu rapidu cù vapore. Questa tappa hè chjamata pre-espansione.

2) Forme di mudellu
E perle pre-dilatate devenu esse stabilizate prima, è poi inviate à a tramoggia di a macchina per stampà, è alimentate attraversu u foru d'alimentazione. Dopu chì a cavità di a muffa sia piena di perline pre-allargate, si introduce vapore per ammorbidisce e perle. Espansione, riempendu tutte e lacune è incollendu in un corpu, cumplettendu cusì u prucessu di fabricazione di u mudellu di schiuma, sta tappa hè chjamata stampatura in autoclave.

Dopu a stampatura, a muffa hè raffreddata da un grande flussu d'acqua in a cavità raffreddata da l'acqua di a muffa, è dopu a muffa hè aperta per caccià a muffa. À questu tempu, a temperatura di u moldu hè aumentata è a forza hè bassa. Dunque, ci vole à fà casu durante a demolding è l'archiviazione per prevene deformazioni è danni.

3) Combinazione di cluster di mudelli
Prima chì u mudellu sia adupratu, deve esse conservatu per un periodu di tempu adeguatu per renderlo maturu è stabile. U periodu tipicu di conservazione di u mudellu hè finu à 30 ghjorni. Per un mudellu furmatu da un stampu cuncepitu unicamente, deve solu esse conservatu per 2 ore. Dopu chì u mudellu hè maturatu è stabilizatu, pò esse divisu in duie parti. I mudelli di blocchi sò incollati inseme.
L'incollatura di u mudellu di bloccu hè realizatu nantu à una macchina di incollatura automatica cù colla à colata calda. L'articuli di a superficia incollata devenu esse ben sigillati per riduce a pussibilità di difetti di colata.

4) Rivestimentu dip di mudellu di cluster
Per pruduce più pezzi per scatula, certe volte parechji mudelli sò incollati in gruppi, è i mudelli di mudelli sò immersi in vernice refrattaria, è poi asciugati in un fornu di circulazione d'aria à circa 30-60C (86-140F) per 2 à 3 Dopu ore, asciugate, mettite u cluster in a scatula di sabbia, riempitelu cù sabbia secca è vibrate bè. Tutte e cavità interne è a sabbia secca esterna di u cluster di mudellu devenu esse compattate è supportate.

5) Versendu
Dopu chì u cluster modellu sia pienu pienu di sabbia secca in a scatula di sabbia, a muffa pò esse versata. Dopu chì u metallu fusu hè statu versatu in a muffa (a temperatura di colata hè di circa 760C / 1400F per l'aluminiu fusu, è circa 1425C / 2600F per a ghisa), u mudellu hè vaporizatu. U metalu hè rimpiazzatu per furmà un casting. A Figura 1 hè un schema schematicu di a scatula di sabbia è di u versu di u prucessu di schiuma persa.

In u prucessu di fusione di schiuma persa, a velocità di versazione hè più critica di u casting tradizionale cavu. Se u prucessu di versazione hè interrotto, a muffa di sabbia pò crollà è causà rifiuti. Dunque, per riduce a differenza trà ogni versu, hè megliu aduprà una macchina automatica per versà.

 Figura 1 Schema schematicu di a scatula di sabbia è u versu di u prucessu di schiuma persa
6) Pulizia di sabbia in cascata
Dopu à versà, u casting si solidifica è rinfresca in a scatula di sabbia, è poi cade da a rena. A sabbia chì cade di u casting hè abbastanza sèmplice, è i castings cadenu fora di a sabbia secca sciolta quandu u sandbox hè ribaltatu. In seguitu, i castings sò automaticamente separati, puliti, ispezionati è trasportati via in a scatula di casting.

A sabbia secca pò esse riutilizzata dopu u raffreddamentu, è altri prucessi supplementari sò raramente aduprati. I rottami metallici ponu esse rifatti è aduprati in a produzzione.

1.2 Vantaghji di u prucessu di colata di schiuma persa

U prucessu di colata di schiuma persa hà vantaghji in trè aspetti principali: tecnulugia, ecunumia è prutezzione di l'ambiente.

1.2.1 Aspetti tecnichi

1) Aumentata libertà di cuncepimentu di mudelli
Hè pussibule per u novu prucessu di realizà un cuncepimentu di stile, è hè interamente pussibule di aghjunghje alcune funzioni addiziunali à u mudellu da u primu stadiu. Per esempiu, u preriscaldatore diesel hà una parte funzionale speciale, chì pò esse fabbricata da u prucessu di colata in schiuma persa invece di u metudu tradiziunale di colata.
 
2) Eliminate u core di sabbia adupratu in a produzzione di casting

3) Parechji casting ponu esse nutriti senza u riser

4) Migliurà a precisione di casting
Pò ottene una forma è una struttura cumplessa, è pò pruduce ripetutamente pezzi di alta precisione cù ripetibilità di 100%, è a deviazione di u spessore di u muru di i pezzi pò esse cuntrullata trà -0.15 ~ + 0.15mm.

5) Ùn ci hè micca un lampu nantu à a superficia cumuna di u mudellu

6) Hà u vantaghju di riduce u pesu di u casting da circa 1/3

7) Riduce l'indennità di lavorazione
L'indennità di lavorazione pò esse ridutta, è alcune parti ùn ponu mancu esse trattate. Quessu riduce assai l'investimentu in l'usinamentu è in macchine utensili (per esempiu, l'investimentu pò esse riduttu di metà per diverse situazioni).

8) Comparatu cù u casting tradiziunale di cavità, l'investimentu in muffa hè riduttu.
 
9) Eliminate cumpletamente u prucessu tradiziunale di caduta di rena è di core

1.2.2 Aspetti ecunomichi

1) Pò pruduce fusioni cumplessi in tuttu
Adottendu u novu cuncepimentu di prucessu, u mudellu di bloccu pò esse incollatu per furmà un mudellu generale è ghjittatu in una parte integrale cumplessa. Rispuntendu à e parti originali di assemblea di fusione multipla (cume u preriscaldatore diesel), pò prufittà da 1 à 10 volte.

2) Riduce u persunale di l'attellu
Per stabilisce una fabbrica di fusione di schiuma persa, u numeru di impiegati hè menu di quellu di una fabbrica di fusione tradiziunale, dunque questu fattore deve esse cunsideratu.

3) Processu di fusione flessibile
A flessibilità di u prucessu di colata hè assai impurtante, perchè u novu prucessu pò pruduce simultaneamente un gran numeru di fusioni simili o sfarenti in u matrazzu, è u sistema di gating hè dunque assai flessibile. In breve, pudemu dì chì ogni vantaghju hè in accordu cù l'interessi ecunomichi, puru migliorendu e condizioni di travagliu.

1.2.3 Prutezzione di l'ambiente

U polistirenu è u PMMA producenu monossidu di carbonu, diossidu di carbonu, acqua è altri gasi idrocarburi quandu sò brusgiati, è u so cuntenutu hè inferiore à e norme permesse in Europa. A rena secca pò aduprà sabbia di silice naturale, chì hè riciclabile à u 100% è ùn cuntene micca leganti. A vernice aduprata in u mudellu hè cumposta da un legante è altri materiali ausiliari aghjunti à l'acqua, chì ùn provoca micca inquinamentu.

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