잃어버린 폼 캐스팅?

1. 소개

잃어버린 폼 캐스팅 (LFC) 활용하는 변형 된 금속 캐스팅 기술로 눈에.니다 증발 폼 패턴 복잡한 것을 창조합니다, 단일 부어의 네트 모양의 구성 요소.

영구 코어와 멀티 파트 곰팡이에 의존하는 대신, 잃어버린 폼 캐스팅은 소모품 확장 폴리스티렌을 사용합니다 (EPS) 녹은 금속을 만날 때 기화되는 폼 패턴.

이 방법은 먼저에서 산업 견인력을 얻었습니다 1960에스, 주로 자동차 엔진 블록 용, 그리고 1980에스, 주요 제조업체는 첫 번째 통과 수익률이 초과한다고보고했습니다 90%.

이후 수십 년 동안, 지속적인 정제는 알루미늄으로 도달했습니다, 철, 강철, 및 특수 합금.

오늘, 잃어버린 폼 캐스팅은 전략적 부문 인 Automotive를 뒷받침합니다, 항공우주, 중장비, 그리고 빠른 프로토 타이핑 - 결합하기 때문입니다 디자인 자유, 툴링 효율성, 그리고 비용 효율적인 대량 생산.

이 기사는 잃어버린 폼 캐스팅의 원리를 탐구합니다, 워크 플로, 재료 호환성, 장점, 제한, 경제학, 품질 관리, 응용 프로그램, 비교 스탠딩, 그리고 미래의 혁신.

2. 잃어버린 폼 캐스팅?

잃어버린 폼 캐스팅 (LFC) 전통적인 모래 주조의 경제적 효율성과 적응성과 투자 캐스팅의 정밀도를 병합하는 고급 금속 캐스팅 방법입니다..

그것은 가족에 속합니다 증발 패턴 캐스팅 프로세스, 투자 주조의 왁스가 아닌 패턴 재료가 폴리스티렌 확장되는 곳 (EPS) 거품.

이 과정에서, 폼 패턴은 원하는 최종 구성 요소의 정확한 복제품입니다..

쏟아지기 전에 제거되는 대신, 패턴은 제자리에 유지되며 모양을 유지하고 표면 품질을 보장하기 위해 미세한 내화 된 물질로 코팅됩니다..

일단 코팅 된 패턴이 해제되지 않은 상태에 포함되면, 지지를 위해 소형 모래, 용융 금속이 곰팡이에 직접 붓습니다.

금속의 열로 인해 폼이 즉시 기화되고 대체됩니다., 금속이 이전에 거품이 차지한 정확한 모양으로 흐르도록 허용.

3. 잃어버린 폼 캐스팅 과정

잃어버린 폼 캐스팅은 4 개의 단단한 안무 단계에서 전개됩니다, 각각 패턴 충실도를 보존하고 금속이 모든 복잡한 공동을 채우도록 설계되었습니다..

패턴 제작 & 클러스터링

첫 번째, 기술자는 최종 부품 형상과 일치하는 소모품 폼 패턴을 만듭니다. ± 0.25 mm.

• CNC 가공: 5-10m/min의 공급 속도에서 밀 EPS 블록, 2-4 시간 내에 각 패턴을 완료합니다.
• 주입 성형: 최대까지 생산하십시오 500 ± 1의 하루에 동일한 패턴 % 밀도 일관성.
• 3D 인쇄: 내부 채널을 포함한 복잡한 모양을 생성합니다 24 시간.

다음, 그들은 개별 패턴을 폼 러너에게 조립합니다, 10-30 부분의 "나무"를 형성합니다.

클러스터링은 용광로 용량 및 처리량을 최적화합니다, 단일 부어가 수십 개의 주물을 동시에 생산할 수 있도록.

코팅 & 모래 임베딩

클러스터링되면, 폼 어셈블리는 1-3 층의 내화 슬러리를받습니다 (0.1–0.3 mm 두께).

그 다음에, 연산자는 코팅 된 트리를 느슨한 실리카 모래에 담긴 85–90 % 이론적 밀도. 이 Unbonded 모래 시스템은 두 가지 주요 이점을 제공합니다:

• 깨끗한 환기: 비 임시 가스 탈출은 다공성을 최소화합니다.
• 높은 회수율: 파운드리가 되세요 60 % 간단한 선별 검사로 모래, 소비 가능한 비용을 거의 줄입니다 30 %.

붓는 것, 폼 기화 & 금속 충전

곰팡이가 준비된 상태에서, 파운드리는 용융 합금을 부어줍니다.≈620 ° C 알루미늄 또는 ≈1 400 ° C 연성 철의 경우 - 폼 클러스터에 방향으로.

연락 후, EPS 폼 즉시 기화됩니다, 금속은 비워진 부피로 급증합니다 30–90 초.

결정적으로, 내화 코팅은 모래 세척을 방지합니다, 바삭 바삭한 기능 재생을 보장합니다 1 mm 벽 두께.

냉각, 쉐이크 아웃 & 마무리 손질

응고 후 - 섹션 두께에 따라 특히 5-10 분 - 캐스트는 핸들 온도에 시원합니다.. 그때 파운드리:

1. 모래를 흔들어: 진동 테이블을 사용하여 깨끗한 모래를 되 찾으십시오.
2. 잔류 폼을 제거하십시오: 굽기 후 진공 또는 짧은 용광로는 숯을 제거합니다.
3. 손질 & 기계: 1.5–3.0 mm 가공 허용량을 적용하여 게이트를 자릅니다, 주자, 그리고 모든 작은 지느러미, a 90–95 % 첫 번째 통과 수락 률.

마지막으로, 품질 검사관은 치수를 확인합니다 (± 0.5 mm) 그리고 표면 마감 (RA 6–12 µm), 열처리 또는 직접 조립을위한 부품 준비.

이것을 통해 간소화되었습니다, 4 단계 시퀀스, 잃어버린 폼 캐스팅은 간단한 폼 패턴을 복잡하게 변환합니다, 고지성 금속 구성 요소-총 6 개 미만의 총 작업.

4. 재료 & Lost-Foam 캐스팅의 합금 호환성

잃어버린 폼 캐스팅 (LFC) 재료 선택에 관해서는 놀랍도록 다재다능합니다, 넓은 스펙트럼의 철 및 비철 합금을지지합니다.

이 유연성은 잃어버린 폼 캐스팅으로 인해 자동차와 같은 산업 전반에 걸쳐 경량 및 고강도 구성 요소를 생산하는 데 적합합니다., 항공우주, 선박, 그리고 중장기.

합금 범주	예	핵심 성능 데이터	전형적인 사용
탄소강	1020, 1045	인장: 370–560 MPa; 연장: 10–20%	구조적 부분, 기어
스테인리스 강	304엘, 17-4ph	인장: 600–1 300 MPA; 열 저항 800 ° C	화학적인, 음식, 의료 장비
알루미늄 합금	A356, A380	인장: 200–300 MPa; 밀도: 2.7 g/cm³	자동차 주택, 전자 제품
니켈 합금	Inconel 625, 718	인장: 800–1 200 MPA; 서비스 700 ° C	항공 우주, 발전
연성/회색 철	65–45–12, ASTM A48	인장: 400–600 MPa; 우수한 댐핑	펌프 하우징, 엔진 블록
특수 합금	청동, 우리와 함께, MMC	내마모성, 전도도, 맞춤형 복합재	선박, 전기 같은, 고음 구성 요소

미세 조정으로 코팅 제형 그리고 프로필을 위해, 파운드리는 구성 요소를 빛으로 캐스트합니다 0.1 kg 그리고 무겁습니다 500 kg, 벽 두께로 2.5 mm 최대 100 mm.

5. Lost-Foam 캐스팅의 장점

잃어버린 폼 캐스팅 (LFC) 녹색 모래 주조와 같은 전통적인 방법에 비해 많은 장점을 제공하는 현대적이고 효율적인 캐스팅 기술입니다., 투자 캐스팅, 심지어 특정 상황에서 캐스팅을 죽입니다.

자유와 기하학적 복잡성을 설계하십시오

• 코스리스, 원피스 몰드: 폼 패턴이 완전히 기화되기 때문입니다, 코어를 제거하거나 복잡한 이별 라인을 만들 필요가 없습니다..
• 매우 복잡한 형상: 복잡한 내부 구조, 언더컷, 미세한 세부 사항은 어셈블리없이 단일 작업으로 캐스트 할 수 있습니다..
• 드래프트 각도가 필요하지 않습니다: 디자이너는 초안 각도를 제거 할 수 있습니다, 일반적으로 전통적인 곰팡이에서 패턴을 추출하는 데 필요합니다..

탁월한 치수 정확도 및 표면 마감

• 네트 모양의 관용: ± 0.5–1.0 mm의 전형적인 선형 공차 및 가공 또는 보조 처리에 대한 최소 요구.
• 우수한 표면 마감: RA 6–12 µm 사이의 표면 거칠기 값을 달성합니다, 어떤 경우에는 전통적인 모래 주조 및 투자 캐스팅에 접근하는 것보다 낫습니다..
• 이별 라인이나 플래시가 없습니다: 폼 패턴은 모 놀리 식이기 때문에, 이별 라인 및 관련 플래시가 제거됩니다, 더 깨끗한 결과, 보다 일관된 제품.

재료 효율성 및 비용 절감

• 라이저 나 피더가 필요하지 않습니다: 잃어버린 폼 캐스팅은 자연 방향 응고에 의존하고 많은 경우 게이팅 또는 라이저를 위해 추가 금속이 필요하지 않기 때문에 금속 사용이 줄어 듭니다..
• 후 처리 비용 절감: 최소 가공 및 마감이 필요합니다, 전반적인 처리 시간과 노동이 줄어 듭니다.
• 모래는 재사용 할 수 있습니다: 잃어버린 폼 캐스팅에 사용되는 미시용 실리카 모래는 반복적으로 재활용 할 수 있습니다., 재료 비용 및 환경 영향 절감.

간소화 된 생산 워크 플로

• 투자 캐스팅보다 프로세스 단계가 적습니다: 잃어버린 폼 캐스팅은 투자 캐스팅에 필요한 탈 왁스 및 쉘 건설 단계를 건너 뜁니다., 더 빠르고 덜 리소스 집약적으로 만듭니다.
• 폼 패턴은 생산 및 조립이 쉽습니다: CNC 가공 사용, 조형, 또는 3D 프린팅, 패턴은 빠르게 만들 수 있습니다, 빠른 반복 및 프로토 타이핑을 허용합니다.

확장 성과 다양성

• 광범위한 부품 크기: 부품을 작게 캐스팅하는 데 적합합니다 0.5 kg 무게는 몇 톤의 큰 산업 부품에 대해 Kg.
• 벽 두께 유연성: 주변의 최소 벽 두께 2.5 MM을 달성 할 수 있습니다, 경량적이고 효율적인 부품의 생산을 가능하게합니다.
• 재료 호환성: 광범위한 합금을 지원합니다, 알루미늄 포함, 연성 철, 스테인리스 강, 니켈 합금, 구리 기반 재료.

조립 요구 사항 감소

• 부분 통합: 여러 구성 요소를 단일 조각으로 캐스트 할 수 있습니다, 용접의 필요성을 줄입니다, 패스너, 그리고 조립 작업.
• 구조적 무결성 향상: 조인트와 용접이 적 으면 더 강해집니다, 더 적은 실패 지점을 가진보다 안정적인 주물.

환경 친화적 인 특징

• 더 낮은 바인더 사용: 모래는 결합되지 않았습니다, 녹색 또는 수지 결합 모래 공정에 비해 화학적 결합제가 적습니다..
• 스크랩 속도 감소: 높은 1 패스 수율 (종종 90–95%) 재 작업 및 재료 폐기물이 적습니다.
• VOC 완화 옵션: 저 VOC 폼 및 코팅의 발전은 프로세스를보다 환경 적으로 책임을지게합니다..

6. 잃어버린 주조의 제한

• 단일 사용 패턴 비용: EPS 폼 비용이 들지만 $0.50kg 당 –1.00, 각 패턴은 소비 할 수 있습니다.
• VOC 배출: 기화가 생성됩니다 0.8 kg you/kg 금속, 열산화제 또는 촉매 폐지 시스템이 필요합니다.
• 크기 & 중량 제약: 표준 설정은 최대 핸들입니다 2 중 그리고 500 kg; 더 큰 주물에는 맞춤형 장비가 필요합니다.
• 용인 & 트레이드 오프를 마치십시오: 잃어버린 폼 캐스팅은 일치 할 수 없습니다 ± 0.1 mm 공차 또는 RA ≤3 µm 투자 캐스팅 마감.

7. 경제 분석

• 툴링 대. 용량: 폼 패턴 ($100각각 –300) 대. 모래 코어 ($1000+); 휴식 5000–10000 단위/y.
• 사이클 시간 & 생산하다: 5–15 분 사이클; 90–95 % 수익률은 재 작업을 줄이고 시간 제작을 지원합니다.
• 단가 비교: a 50 KG 알루미늄 부분, 손실 된 폼 캐스팅 단위 당 비용이 될 수 있습니다 20–30 % 모래 주조보다 낮습니다 40–60 % 비슷한 양으로 투자 캐스팅보다 낮습니다.

8. 품질 관리 & 일반적인 결함

• 가스 다공성: 진공 보조 붓기에 의해 완화 - 다공성을 감소시킵니다 30–50 %.
• 패턴 눈물 & 모래 침식: 최적화 된 슬러리 점도를 통해 예방하십시오 85–90 % 모래 압축.
• 검사 방법: 방사선 촬영 (voids ≥ 0.3 mm), 염료 - 생식기, CT 스캔은 내부 기능 및 표면 무결성을 검증합니다.

9. Lost-Foam 캐스팅의 응용

Lost-Foam 캐스팅은 높은 복잡성을 요구하는 산업 전반에 걸쳐 빠르게 인정 받고 있습니다., 정도, 및 금속 성분의 효율성.

이별 라인없이 거의 네트 모양의 주물을 생산하는 독특한 능력, 코어, 또는 광범위한 가공 요구 사항은 다음과 같은 부문에서 특히 매력적입니다. 자동차, 중장비, 항공우주, 그리고 에너지.

이 프로세스는 또한 저용량의 프로토 타이핑과 대량 생산을 모두 지원합니다., 경쟁력있는 제조 환경에서 유연성을 제공합니다.

자동차 산업

• 엔진 블록
• 실린더 헤드
• 흡기 및 배기 매니 폴드
• 변속기 하우징
• 서스펜션 암

농업 및 건설 장비

• 펌프 하우징
• 기어 박스 케이스
• 유압 매니 폴드
• 차축 및 브레이크 부품

항공 우주 & 방어

• 공기 덕트 어셈블리
• 가벼운 구조 지원
• 미사일 시스템 구성 요소
• 프로토 타입 툴링 및 지그

산업기계

• 압축기 하우징
• 밸브 바디
• 터빈 부품
• 발전기 및 모터를위한 맞춤형 인클로저

해양과 해외

• 프로펠러 블레이드
• 펌프 바디
• 열교환 기 껍질
• 구조 브래킷

10. 다른 캐스팅 방법과 비교

잃어버린 폼 캐스팅 (증발 패턴 캐스팅이라고도합니다) 독특한 장점을 제공합니다, 특히 디자인의 자유와 구성 요소의 통합 측면에서.

하지만, 모든 제조 공정과 마찬가지로, 주어진 응용 프로그램에 가장 적합한 솔루션을 결정하려면 대체 캐스팅 방법에 대해 평가해야합니다..

아래는 다른 주요 캐스팅 기술과 Lost-Foam 캐스팅의 포괄적 인 비교입니다.: 모래 주조, 투자 캐스팅, 그리고 다이 캐스팅.

비교 테이블: 잃어버린 공포 대. 다른 캐스팅 방법

주요 통찰력

잃어버린 공포 대. 모래 주조

Lost-Foam 캐스팅은 전통적으로 뛰어납니다 모래 주조 복잡한 모양이있을 때, 통합 된 내부 기능, 그리고 더 나은 표면 마감이 필요합니다.

핵심 제작 및 이별 라인의 필요성을 제거합니다., 후 처리 시간을 크게 줄입니다.

하지만, 모래 주조는 매우 큰 구성 요소 나 간단한 형상에 더 경제적입니다..

잃어버린 공포 대. 투자 캐스팅

하는 동안 투자 캐스팅 더 미세한 공차와 표면 마감 처리를 달성합니다, Lost-Foam 캐스팅은 종종 더 큰 부품 및 저용량 생산에 더 비용 효율적입니다..

추가적으로, Lost-Foam은 폼 패턴이 더 쉽고 빠르게 생산하는 더 빠른 처리 시간을 제공합니다., 특히 CNC 또는 추가 방법을 통해.

잃어버린 공포 대. 다이 캐스팅

다이 캐스팅 대량을 지배합니다, 타의 추종을 불허하는 속도와 정밀성으로 인한 비철 생산.

하지만, 높은 툴링 비용과 제한된 재료 옵션으로 제한됩니다..

잃어버린 폼 캐스팅, 대조적으로, 강과 다리미를 포함한 더 넓은 범위의 합금을 지원하며 다이 캐스팅에서 불가능한 생산량 또는 더 큰 주물에 적합합니다..

11. 결론

Lost -Foam 캐스팅은 an을 제공합니다 비교할 수없는 조합 ~의 디자인 자유, 빠른 툴링, 그리고 비용 효율적인 생산 큰 경우, 복잡한 금속 부품.

도전은 남아 있지만 소비를 겪습니다, 너, 및 공차 제한 - 거품 재료의 혁신을 정지시킵니다, 디지털 모니터링, 손실 폼 캐스팅의 전략적 가치를 확장하겠다는 하이브리드 제조 약속.

업계의 요구가 가벼워지면서 더 가벼워진다, 더 복잡합니다, 더 지속 가능한 캐스팅 솔루션, 잃어버린 폼 캐스팅은 금속 캐스트 혁신의 다음 물결을 이끌어 낼 준비가되어 있습니다..

~에 랑헤, 우리는 이러한 고급 기술을 활용하여 구성 요소 디자인을 최적화 할 때 귀하와 파트너십을 맺을 준비가되어 있습니다., 재료 선택, 생산 워크 플로우.

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FAQ

큐: 일반적인 공차와 표면 마감은 무엇입니까??

에이: Lost-Foam 캐스팅은 일반적으로 선형 치수 공차를 달성합니다 ± 0.005 mm/mm 그리고 표면 마감 범위 라 6 에게 12 µm, 패턴 품질 및 금속 합금에 따라.

이 값은 종종 기존의 모래 주조보다 낫고 특정 부품에 대한 투자 캐스팅에 접근합니다..

큐: 저용량이 적은 생산을 위해 비용 효율적으로 패배하는 시간이 많이 걸립니다?

에이: 예, 특히 CNC 가공 또는 3D 프린팅과 같은 빠른 패턴 제작 방법을 사용할 때.

폼 패턴은 단일 사용입니다, 툴링 비용은 일반적으로 다이 캐스팅 또는 투자 캐스팅보다 낮습니다..

이 과정은 또한 어셈블리 및 가공 단계를 줄입니다, 복잡하거나 통합 된 구성 요소의 전체 비용 효율성 향상.

큐: 캐스팅이 얼마나 크든 무겁고 무거운 지식을 잃어 버릴 수 있습니까??

에이: 이 과정은 중간에서 큰 부품에 적합합니다, 일반적인 캐스팅 크기의 범위 0.5 kg까지 500 kg 그리고 치수까지 2 미터.

더 큰 구성 요소에는 고급 처리 시스템과 최적화 된 쏟아짐 기술이 필요할 수 있습니다..