1. Увођење
Кањење калупа обухвата било који процес у којем се калуп уништава да би преузео очврснуто ливење.
За разлику од трајних калупа - као што су они који се користе у ливењу умрлих - ови једнолични калупи жртва дугорочности за флексибилност и ниске трошкове алата.
Упркос напретку у трајним технологијама калупа, Трошкови калупи остају витални.
Лако се прилагођавају дизајну итерације, сместити велике или замршене облике, и руковати легура - од дуктилних пегла за ливене на никл супераллоис - без претјераних алата за алате.
У овом чланку, Истражимо у основе калупа калупа, Његове главне варијанте, материјалирати, Предности и ограничења, апликације, трендови у настајању, и како се то упоређује са другим методама ливења.
2. Шта је каливање калупа?
Кастинг калупа је процес када је калуп уништен да би се извукао метални део. Процес започиње стварањем калупа из узорка.
Овај калуп је затим испуњен растопљеним металом, која се хлади и учвршћује у жељени облик. Једном очврснуо, Калуп се разбија да се ослободи коначног ливења.
Ова категорија укључује неколико варијанти, као што су ливење песка, Инвестициони ливење, Изгубљена пенасти ливење, ливење калупа за шкољке, и ливење малтера.
сви који удели принцип калупа за једнократну употребу, али се разликују у материјалима, прецизност, и сложеност.
Кључне карактеристике:
- Једнократни калуп: Дефинисање особине каливског калупа калупа је да је сваки калуп жртвован након једне употребе, чинећи га идеалним за ниско до средње количине производње или прилагођене послове.
- Свестраност материјала: Сматра се скоро свим металима и легурама, укључујући ливено гвожђе, алуминијум, бронза, нерђајући челик, и високо-никл супераллоис.
- Прилагодљивост сложености: Трошкови калупи могу да ухвате високо замршене геометрије, фини детаљи, и подрезују се које би могле бити тешко или немогуће са трајним калупима.
3. Врсте каливних калупа
Кањење калупа у потрошном калупу обухвата неколико различитих процеса, Свака је прилагођена различитим величинама дела, сложеност, и производне количине.
Доњи део, Ми дефинишемо и упоредимо пет најчешћих варијанти.
Ливење песка
Ливење песка формира калуп тако што спакују смешу са песковима око обрасца за вишекратну употребу који реплицира завршни део.
Након очвршћивања везива - било кроз влагу (зелени песак) или хемијска реакција (песак који је везан смолом)-Техничари су поделили калуп, Уклоните образац, и саставите две половине (носити се и превући).
Растопљени метал се сипа у калуп кроз спрул и дистрибуира мрежу тркача и капија.
Једном очврснуо, Калуп је прекинут да би ослободио ливење. Симплицитет и низак трошак са ливењем песка и низак трошак алата учинио је доминантном методом за велике, Тешке компоненте од индустријске револуције.
Карактеристике:
- Свестраност: Погодно за делове који тежи од неколико килограма до 50 тона.
- Трошак: Низак алат (обрасци коштају 10-20% алате за трајно калуп).
- Површинска завршна обрада: Груб, Обично РА 12-25 μм, захтевајући секундарну обраду.
- Толеранција: ± 1,5 мм за опште делове, ± 0,5 мм остваривљив са прецизном контролом.
- Апликације: Блокови мотора (>15 милион јединица / годишње широм света), кућишта пумпе, велике структурне компоненте.
Инвестиција (Изгубљени восак) Цастинг
Инвестициони ливење започиње са израдом тачне воска од дела - често убризгавањем воска у метал за вишекратну употребу.
Ливне особе састављају ове обрасце воска на централном "дрвећу,"Затим их више пута умочите у фину керамичку суспензију и штукату док се не дебели обрасци љуске.
Након што се церамичка шкољка осуши, Скупштина је загревана, топљење воска ("Изгубљен"), и остављајући прецизну шупљину.
Растопљени метал затим испуњава ту шупљину, Израда одливака са изузетним детаљима и минималном накнадном обрадом.
Измислио преко 2,000 пре много година, ЛОСТ-ВАКС ливење данас омогућава да сечиви турбине, Медицински имплантати, и уметничке скулптуре са толеранцијама колико је ускакогнута ± 0,05 мм.
Карактеристике:
- Прецизност: Толеранције утегнуте као ± 0,1 мм и површина се спуштају до ра 0.8 μм.
- Сложеност: Може да репродукује фине детаље и подређене; уобичајени за лопатице и накит турбине.
- Јачина производње: Идеално за мале до средње серије (стотине до хиљада комада).
- Опсег материјала: Од нехрђајући челичан и супераллоис да бронзу и алуминијум.
Ливење калупа за шкољке
Ливење калупа за шкољке користи унапред пресвучен песак помешан са термозповањем смоле - који формира танки, Самопоуздање шкољке када се примењује на гријани образац.
Температура узорака иницира брзо очвршћавање смоле, Стварање круте љуске обично дебљине 10-25 мм.
Техничари огулите љуску, Склопите две упоређивање, и сипајте метал у шупљину.
Јер калупи шкољке лече у секунди и пружају финију подршку зрна од зеленог песка, Ова метода даје већу тачност и глатке површине.
Развијено у 1940-има, Калупљење шкољке налази наклоност аутомобила и малим и средњим индустријским деловима који захтевају брзину и прецизност.
Карактеристике:
- Тачност: Димензионална толеранција ± 0,5 мм; Површинска завршна обрада РА 6-12 μм.
- Време циклуса: 60-120 с по љусци, Брже од класичних пешчаних калупа.
- Снага: Везање смоле приноси снажне калупе који одговарају средњим волуменама (хиљаде месечно).
- Апликације: Случајеви преноса, Носећи кућишта, Тела вентила.
Лост Фоам Цастинг
Изгубљена пенасти ливење запошљава потрошну пјенуску у облику пјене преко ЦНЦ обраде или проширивог обликовања узорака - који директно замењује традиционалне калупске шупљине.
Ливнице уграде пену у неправедне, збијено песак. Када сипају растопљеног метала, пена испарава на контакт, омогућавајући металу да заузме своје место без мешања или турбуленције.
Овај поступак елиминише партинг линије и нацрт углова, Омогућавање једноделних одливака са сложеним унутрашњим пролазима.
Улазећи у 1960-има и данас се рафинирали са побољшаним одзрачивањем и еколошким контролама, Изгубљени пенасти ливење одлику за замршене компоненте аутомобила и машинама са минималним завршним обрадом.
Карактеристике:
- Дизајн слобода: Потребне су никакве радне линије и минимални нацрти углова.
- Квалитет површине: РА 3-6 μм, Упоредиво са завршним обрадама за шкољке.
- Толеранција: ± 0,5-1,0 мм за већину легура.
- Еколошка белешка: Испаравање пене генерише гасове; Савремени системи користе одзрене песка и филтрацију да би се смањила емисија.
- Апликације: Сложене аутомобилене компоненте као што су уносних разводника и глава цилиндра.
Ливење малтера
У ливењу плитких калупа, Артисанс сипају суспенцију гипс или гипса за силицију око обрасца, често направљен од дрвета, метал, или пластична.
Гипс сет на собној температури, формирање круте, Структура пуне калупе. Након уклањања узорка, ливнице загреју калуп да би се искључили влагу, а затим прелили обојене легуре у шупљину.
Једном када метал очврсне, Једноставно разбијају калуп. Ова техника доноси новчану детаљу на површини и одличну димензионалну тачност,
супериорнији од песка, али мање скупи од ливења улагања, и одвели су рани ваздухопловство и прецизни инструмент инструмента средином 20. века.
Карактеристике:
- Завршити и детаљније: Површина завршава РА 1-6 μм; снима замршене детаље.
- Толеранција: ± 0,25-0,5 мм, бољи од песка, али мање од улагања.
- Ограничења: Снага калупа ограничава величину дела до мале или средње компоненте (< 20 кг).
- Апликације: Мали алуминијум или месингани делови, Легуре отпорне на топлоте, Декоративни хардвер.
4. Предности калирању калупа
Кастинг калупа у току је свестран и исплативни приступ производњи сложених металних компоненти.
Флексибилност дизајна
Кањење калупа омогућава стварање замршених геометрија који би били изазовни или немогући са трајним калупима.
Пошто је калуп уништен након сваке употребе, Дизајнери имају већу слободу да укључују сложене унутрашње одломаке, танки зидови, и подрезати.
Ово је посебно повољно у производњи аутомобилске компоненте попут глава цилиндра и ваздухопловне кутије за турбине, где сложеност облика директно утиче на перформансе.
Низак почетни трошак алата
Алат је потребан за каливање калупа, као што су дрвени обрасци за пешчане калупе или моделе воска за инвестиционо ливење,
је знатно јефтинији и бржи производити од метала који се користи у трајном калупу или умирућим ливењу.
Оваковна предност чини потрошним ливењем идеалним за прототипирање, Кратка производња ради, и прилагођене компоненте. Смањује капиталне издатке и скраћује време на тржиште.
Широк спектар употребљивих легура
Калив за потрошне калупе подржава опсежни низ обојених и обојених легура, укључујући ливено гвожђе, алуминијум, легуре на бази бакра, нехрђајући челичан, и високе перформансе супераллоис.
Јер калуп није поново коришћен, Термална и хемијска компатибилност између плијесни и растопљеног метала лакше је управљати, Смањивање ограничења на избор материјала.
Скалабилност и свестраност
Да ли је производња јединственог обичаја или неколико хиљада јединица, Процеси калупа у току могу се прилагодити у складу са тим.
Ливнице могу лако да повећају производњу аутоматизацијом одређених корака (Нпр., Руковање калупом, сипајући) Док задржава ручну контролу за ниско запремине или уметничке пројекте.
Ова прилагодљивост чини погодним за индустрије са променљивим профилима потражње.
Брзина прототипирања и прототирања
Јер се обрасци и калупи могу брзо и јефтино произвести, Каливање калупа у потрошном калупу је веома ефикасан за развој производа.
Промјене дизајна могу се брзо спровести без повећања високих трошкова.
У секторима попут аутомобила и ваздухопловства, где су тестирање и потврда итеративни, Ова способност да се брзо окреће је значајна предност.
Инвестиција за нижу опрему
Кастинг калупа за потрошње не захтева сложене машине и високи притисци укључени у процесе попут ливења средњег притиска.
Опрема Опрема је обично мања и приступачна, што га чини доступним малим и средњим произвођачима и подстицању децентрализоване производње.
Компатибилност са 3Д штампањем и савременим технологијама
Технологије у настајању, као што је производња адитива, све се више интегришу у токове рада у потрошњу.
На пример, 3Д-штампани пешчани калупи или обрасци воска нуде невиђене детаље и брзину, унапређење процеса без потребе за конвенционалним алатима за узорку.
5. Недостаци калирању калупа
Иако каљење калупа у потрошном калупу нуди значајне предности флексибилности, трошак, и материјални распон, Такође представља неколико инхерентних ограничења која се морају пажљиво размотрити приликом одабира методе ливења.
Ови недостаци могу утицати на ефикасност производње, квалитет дела, и дугорочни оперативни трошкови.
Тачност ниже димензије и површинска завршна обрада
У поређењу са трајним процесима калупа, као што су ливење умрли или инвестициони ливење у калупима за вишекратну употребу,
Многи облици каливског калупа - посебно пешчани ливење - обично дају прецизност нижих димензија и рођених површинских завршава.
То често захтева додатне кораке обраде или завршне обраде, Повећање времена и трошкова за обраду.
Једноставно уништавање плијесни калупа
Како термин подразумева, Трошкови калупи су уништени током процеса уклањања дела, Значи да се нови калуп мора креирати за свако ливење.
Ово повећава потрошњу материјала и време по циклусу, Посебно у производњи високог обима, где трајни калупи нуде бржу пропусност и веће економије обима.
Виши отпад и брзине оштећења
Процеси ливења калупа у потрошњи су склонији недоследностима, као што су оштећења гарнитуре, мисунс, инклузије, или порозност, посебно у незаконизованим дизајну плијесни или под мање контролисаним условима.
У песком ливењу, на пример, пропустљивост и збијање песка могу се разликовати, директно утиче на исход ливења.
Радно интензивне операције
Многи процеси калупа за издавање захтева висок степен ручног рада за израду калупа, основна поставка, преливање метала, и пост-кастинг операције као што су уклањање песка или сечење капија.
Овај интензитет рада не само подиже трошкове производње, већ уводи и променљивост и изазове у одржавању доследног квалитета.
Дуже производне циклусе
Јер сваки калуп мора бити појединачно припремљен и често очвршћен или сушен пре ливења, Времена циклуса на калирању калупа углавном су дужа од оних сталних процеса калупа.
То их чини мање погодним за производњу високе количине у којој су потребни брзи циклуси и висока аутоматизација.
Забринутост заштите животне средине и здравства
Употреба различитих везива и адитива у ливењу песка и инвестиција,
као што су фенолне смоле, воскови, и ватростални премази, може да генерише паре, честице, и отпадни производи који захтевају пажљиво руковање и одлагање.
Поштивање еколошких прописа (Нпр., Емисија ВОЦ-а, Излагање силика) додаје сложеност и трошкове за операције.
Ограничена реустабилност материјала
Иако неки материјали који се користе у потрошњи калупама (Нпр., песак или восак) може се делимично рециклирати, Поновљена употреба обично деградира њихов квалитет.
Преурађени потрољени материјали у калупу укључују додатне кораке за обраду, Употреба енергије, и контрола квалитета да се избегне контаминација или губитак интегритета ливења.
6. Примене каливног калупа
Аутомобилска индустрија: Компоненте мотора и структурни делови
- Блокови мотора и главе цилиндра, често направљени од ливених гвожђа или легура алуминијума
- Случајеви преноса
- Кочиони чељусти и компоненте суспензије
Ваздухопловство: Оштрице турбине и прецизне компоненте
- Обужа и лопатице за турбине, често направљени од високотемпродукцијског супераллои-а попут инцовел или титанијум алуминиде
- Структурни заграде и кућишта
- Компоненте за систем горива
Тешка машина и индустријска опрема
- Хидраулична кућишта пумпе
- Мењачи и редуктори
- Компоненте багера и компоненте шасије
Енергетски сектор: Ветар, Хидро, и уље & Гасна опрема
- Хубс и кућишта ветра турбине
- Тела вентила и фитинги за цеви за нафте и гасоводе
- Објективи и подређачи за хидроелектране
Марине Индустри
- Пропелери, често направљени од бронзане или нехрђајућег челика преко улагања или песка
- Опрема за кормило и хруће
- Компоненте мотора за бродове и чамце
Медицинска и научна опрема
- Хируршки инструменти
- Ортопедски имплантати
- Дијагностичке компоненте опреме
7. Поређење са другим методама ливења
Одабир правог метода ливења шарке у балансирању трошак, прецизност, пропусност, и Легура компатибилност.
Калив за калуп у потрошњу. Стално калупљење представљен у табели:
| Критеријуми | Каливање калупа у потрошњу | Стално калупљење |
|---|---|---|
| Поновљивост на калуп | Једнократна употреба; Калуп уништен да преузме ливење | Који се може више јер се може заменити; метални калупи издрже стотине на хиљаде циклуса |
| Трошак алата | Низак (Обрасци 500 долара од 5 УСД 000) | Високо (челик умире $50 000- 100 УСД 000+) |
| Димензионална тачност | Умерен (± 0,5 - 2 мм) | Високо (± 0.1 - 0.3 мм) |
| Површинска завршна обрада | Ругати се (РА 12-25 μм за песак; По 6 μм за шкољку) | Гладак (РА 3-6 μм) |
| Време циклуса | Дугачак (5-20 мин по циклусу) | Кратак (30-60 с по циклусу) |
| Легура компатибилност | Веома висок (обојен & који се не обоје, Супераллоис) | Ограничен, обично обојено (Алтер, Цу легуре) |
| Могућност величине дела | Веома велик (до десетина тона) | Средњи (Типично ≤50 кг) |
| Јачина производње | Низак до средње | Средње до високог |
| Типичне апликације | Блокови мотора, кућишта пумпе, Велики структурни делови | Аутомобилски точкови, мала кућишта, нервозни одливци |
8. Закључак
Кањење калупа који се троши наставља да напредује због неуспоредиве флексибилности, Компатибилност широке материјалне, и прилагодљивост развоју потреба за производњом.
Од древних бронзаних фигурица до високотехнолошких турбинских сечива, Овај метод ливења доказао је своју вредност преко миленијума.
Како технолошка напредује - доношење аутоматизације, Подаци у реалном времену, и одрживи материјали у ливење калупа преклопљеног калупа је спреман за будућност као динамичан као и његова прошлост.
Произвођачи који прихватају ти развој могу очекивати већи квалитет, ефикасност, и иновације у њиховим ливеним компонентама.
У Лангхе индустрија, Спремни смо да сарађујемо са вама у коришћењу ових напредних техника да оптимизирамо своје компонентне дизајне, Избор материјала, и производни токови.
Осигуравање да ваш следећи пројекат прелази све мерило перформанси и одрживости.
Често постављана питања
Како да изаберем између ливења песка и калупа за шкољке?
Ако вам треба велика, Тешки делови са једноставном геометријом по минималним трошковима, Греен-Санд Ливење најбоље функционише.
За делове средње сложености који захтевају чвршће толеранције (± 0,5 мм) и глатке површине (РА 6-12 μм), Кастинг калупа за шкољке нуди добар баланс.
Може потрошног калупа за ливење калупа Подршка за брзо прототипирање?
Апсолутно. Са узором у погледу од 2-3 дана и минималне трошкове алата,
Ливнери могу да пруже одливци прототипа у року од једне до две недеље, Омогућавање брзог валидације дизајна пре него што се пређе до производње високе количине.
Када је стални калуп који баца бољи избор?
Изаберите сталне калупе - као што су диетинг ливење или гравитације - када вам је потребна врло висока димензионална тачност (± 0,1 мм),
Супериорна површинска завршница (РА 3-6 μм), и велика производња ради која оправдавају већу инвестицију алата.
Како се губи изгубљено пенасто се разликује од традиционалног ливења песка?
Изгубљена пена користи узорак пене која испарава у контакт са растопљеним металом, Елиминисање линија и нацрта захтева.
Даје фине детаље (РА 3-6 μм) и једноделно сложени одливци, али захтева пажљиво сабијање песка и одзрачивање гаса.
У којим трендовима се обликују будућност калива калупа?
Трендови у настајању укључују 3Д-штампане песка и керамичке калупе за брзо, Сортирање без алата; низак, ВОДОВОДНОГ ВОДОВАЊА ЗА ГРЕЕНЕРСКЕ ОПРЕМЕНЕ; и индустрија 4.0 Надгледање процеса за вожњу конзистенције и смањите отпад у реалном времену.
