Литье стали по пенопластовым моделям

Литье металла по пенопластовым моделям - высокая  точность и низкая себестоимость отливок.

Моделирование декоративных и технических изделий из пенопласта, а также пресс-форм.

Рост машиностроения пропорционально увеличивает потребление отливок, объем мирового производства которых в 2015 г. достиг 104,13 млн. т. Чем больше страна выпускает отливок, тем больше производит машин и механизмов, и наоборот. До 80% литья из металлов получают в песчаные формы (включая спецвиды литья), что сохраняет актуальность развития технологии литейной формы с учетом растущих требований экологии. В литейном цехе наиболее точные отливки можно получать по разовым моделям. Если при литье в песчаные формы применяют разовые формы, то теперь льют по разовым моделям из пенопласта. Они похожи на упаковку от телевизора, или разовую пищевую тарелку, которых массово штампуют на автоматах, а плитами пенополистирола утепляют наружные стены домов.

По такой же технологии (как для упаковки) для серии отливок модели производят задуванием гранул пенополистирола в алюминиевые пресс-формы (многоместные для мелких моделей) с последующим вспениванием гранул нагревом пресс-форм около 3 минут. Для разовых и крупных отливок (весом до нескольких тонн) модели вырезают из плит пенопласта нагретой нихромовой проволокой по шаблонам или на макетно-фрезерных станках (3D-фрезерах). Модель и полученная по ней отливка, имеют высокую точность и конкурентный товарный вид.

Свободно можно видеть объемный прообраз отливки в модели, померять ее стенки, чего при обычной формовке для сложных с несколькими стержнями отливок не сделать. Модель из пенопласта легче отливки из чугуна в 300 раз, возьмешь в руки модель – как будто держишь пустоту, которая затем превращается в металл. Обычно литейщики к такому не привыкли, стереотипы заложенные еще в институте, не дают увидеть новых возможностей литья. Пенопластовые модели покрывают краской с огнеупорным порошком, склеивают с литником, засыпают сухим песком в ящике (контейнере) и заливают металлом. При заливке металл испаряет модель и собой ее замещает. Чтобы модель не дымила в цех при заливке, из контейнера отсасывают насосом газы – разрежение поддерживают примерно пол-атмосферы (бытовой пылесос дает до 0,3 атм). Нет вони горелых связующих, нет заливов по разъему форм (нет разъема) и смещения стержней и форм при сборке, т. к. отсутствуют сами стержни со всеми проблемами их производства и выбивки.

Производственные участки: модельный, формовочный, плавильный, очистной оснащаются простым оборудованием. Вся формовка состоит из засыпки моделей сухим песком на вибростоле (без массивных высокоточных машин прессования, встряхивания, сборки форм, пневмотрамбовок, бегунов). Акцент внимания перенесен на производство моделей - этих «легчайших белых игрушек» с плотностью около 25 кг/куб.м. Модели состоят из примерно из 97,5% воздуха и 2,5% полистирола, такое производство обычно «доверяют» женским рукам, располагая модельные участки на втором и выше этажах зданий. Труд, подобный упаковочному, вытесняет образ литейки, как маленькой шахты.

Оборотное охлаждение песка после высыпания из форм ведут в проходных охладителях - в пневмопотоке или барабанных, как правило, монтируя их с бункерами вне цеха (песок не боится мороза). Для черных и цветных сплавов используют одинаковое отечественное оборудование (в отличие от традиционной формовки со связующим, когда качественное оборудование бычно импортируют). Так получают отливки из чугуна и стали всех видов, бронзы, латуни и алюминия всех марок. В ящике на «елке или кусте» сразу льют десятки отливок, как в ювелирном производстве.

Цеха и участки с этой гибкой технологией стремительно множатся по всему миру - от Америки до Китая, в авто- и приборостроении, Ford Motors, Fiat, General Motors и т. д., несколько сотен патентов на изобретения – а поток их растет. Сегодня в мире по ней производят отливок ~2 млн. т/год, прогнозы на ближайшее будущее дают этой технологии 10-20% мирового литья. Институт ФТИМС, г. Киев, спроектировал оборудование и запустил ряд цехов участков.

Низкие затраты на модельно-формовочные материалы (на 1 т годного литья расходуют четыре вида: кварцевый песок - 50 кг, противопригарные покрытия - 25 кг, пенополистирол - 6 кг и пленка полиэтиленовая - 10 кв.м., нет в песке связующего) экономят не менее 100 дол./т литья, а размещение отливок по всему объему контейнера дает выход годного 70-80%, экономию по шихте металла на 250-300 кг, электроэнергии 100-150 кВт.ч., массы отливок на 10-20% по сравнению с традиционной опочной формовкой. Крупную экономию дает литье сложных отливок из износостойких сталей (шнеки для машин производства кирпича, била, молотки и детали дробилок), т. к. резко снижаются затраты на их механообработку. Нет ограничений на конфигурацию отливок.

                По данным на сайте AFS способом ЛГМ (Full Mold Casting and Lost Foam Casting) в 2007 г. в КНР выпущено 0,648 млн. т отливок (86,5% - чугун, 13,0% сталь и 0,5% цветные металлы). Если общий тоннаж литья в КНР за 2007-2012 гг. вырос с 31,3 до 42,5 млн. т, то с учетом таких темпов очевидно, что в настоящее время выпуск отливок способом ЛГМ в КНР превысил 1 млн. т. Опыт запуска участков до 50-150 т/месяц показал срок окупаемости до 2-х лет, набор оборудования для цехов 10-80 т/месяц отличается мало. Если создавать или реконструировать литейку, то литье по газмоделям – тот бизнес, где металл своим оборудованием и рабочей силой переводится в конкурентный товар. Страны, где металлургия дает металл из собственных руд, путем углубленной его переработки обретают шанс опередить конкурентов. Этот способ литья показывает, что использование науки в высоких технологиях дает не обязательно сложные малодоступные производства. Литье по газмоделям даст реальную выгоду для производства большинства номенклатуры отливок. Экономисты пишут, килограмм металла (см. цены рядовой продукции черной металлургии), стоит в среднем $ 0,5. Килограмм изделий из металла в автомобиле или танке стоит уже $50...100, а в самолете - $1500...2000. 

                В Киеве льют черные и цветные металлы развесом 0,1-1200 кг. Опытный цех института производит отливки из чугуна, стали, алюминия, медных сплавов до 50 т в месяц и выполняет заказы на серийные и разовые детали. Институт ФТИМС проектирует оборудование цехов и участков, разрабатывает для них технологию и оснастку и поставляет полный комплект литейного оборудования с его пуско-наладкой и внедрением технологии. Изготовление пресс-форм для моделей часто выполняют точным литьем. Сост. Дорошенко В., doro55v@gmail.com, т.38-066-1457832.  http://dorosh.domik.ua/

     Изображение Изображение Изображение Изображение 

Изображение Изображение Изображение Изображение Изображение Изображение Изображение Изображение Изображение Изображение Изображение Изображение Изображение Изображение Изображение Изображение  Изображение Изображение Изображение Изображение Изображение Изображение Изображение Изображение Изображение Изображение Изображение Изображение Изображение Изображение Изображение Изображение Изображение Изображение Изображение Изображение Изображение Изображение Изображение Изображение Изображение Изображение Изображение 

Вырезают модели из пенопласта на станках с ЧПУ или 3D фрезерах, и по таким моделям можно получать большинство отливок.

Техника вырезания моделей из пенопласта на станках с ЧПУ или 3D фрезерах.

При изготовлении моделей с помощью станков с ЧПУ для резки пенопласта трехмерная модель сложной детали разбивается на простые элементы, которые вырезаются на станке. Затем, склеив их, получают модели больших габаритов с достаточно сложной формой (корпуса крупногабаритных двигателей, насосов, редукторов, станины). Так получают модели для литья в мелкосерийном и единичном производстве, когда изготовление литейной формы другим способом экономически невыгодно. По этой технологии расплавленный металл заливается прямо в модель и замещает ее в формовочной смеси.

Этапы производства.

Строиться объемная модель детали в трехмерной CAD-системе (SolidWorks, Компас 3D, CATIA, Autodesk Inventor и т.д.). Объемная модель разбивается на более простые фрагменты, которые технологически возможно вырезать на станке фигурной резки пенопласта. Контуры фрагментов компонуются в размер пенопластовой заготовки и готовятся файлы управляющих программ. Резка на станке с ЧПУ и при необходимости ручная доработка деталей. Соединение фрагментов в модель. [​IMG][​IMG] 249861_a02b4b8493214ac58de8796bf93015d1 (1).gif CNCanim.gif workpiece_cutting.gif 747.jpg  2m.jpg 8m.jpg P8070004.JPG 9x20in.jpg 5068_2.jpg vent.jpg P9111158 m.jpg P9111160m.jpg DSC03422c.jpg Наковальня с.jpg 20.jpg 51.jpg 14.jpg 79.jpg 85.jpg 95.jpg 49.jpg 961.jpg d1d.jpg anvil.jpg DSC05416.JPG DSC05447.JPG DSC05417.JPG замек.jpgPC26020.JPG DSC05237m.JPG 2742.jpg DSC0571.JPG DSC057.JPG DSC05718.JPG IMG_4796-м.jpeg DSC00690м.JPG траки.jpg DSC05687.JPG DSC05237.jpg DSC05238.jpg DSC05684.JPG DSC05581м.JPG DSC05562.JPG DSC05559.JPG DSC05564.JPG 3453277020_67208fc3b2_b.jpg 9f793db28c.jpg Union_Square_Boston_MA.jpg Black_ironwork_on_Sloane_Street_Kate.jpg DSC03390m.jpg french-quarter-walk-78.jpg Перила с человечками.JPG e3f845.jpg d733aed0872896771d7f880a042faaa8.jpg 6035c.jpg 16b210d.jpg DSC02034v.jpg Дет. тормоза.JPG Запорная арматура.JPG  Шнек с1.JPGЛитье разное.JPG jenyc m1.jpg 79c.jpg 8adac5b14068b6a82facf520bc5dae67.jpg 85ff3a9de961e23fd351457426bbdedd.jpg original.gif [​IMG] 7йц1.jpg 22refine_animated.gif Приклад-1.jpg aGh9Z.jpg post-9522-0-52981200-1472196341.jpg VGlIu.jpg jenyc m1.jpg 20140810_103825_edited-1.jpg iron m.jpg 489059m.jpeg 1218CIKIT-2T m.jpg img_2859m.jpg DSC03627.JPG Savannah  m.jpg F4234m.jpg IMG_2834.JPG DSC03729m.jpg P1060681-cast m.jpg DF2156R_c (1).jpg  Horniman.jpg86005m.jpg  DSC03873m.jpg79c.jpg  med-aluminum.jpg DSC03313m.jpg fence_cast-iron_01.jpg dd89a.jpg PB260317m.jpg  krb1_.jpgobrazek_224m.jpg  768096e0c9bec3082a70f05e010c2565.jpg il_570xN.773090961_ds9l.jpg DSC03320m.jpgТаблички c.jpg   seadragon.jpg Ворота 4m.jpg d733aed0872896771d7f880a042faaa8.jpgTeesdalepark500.jpg   Орнамент модель.jpg 0374a73a7c08996d083f63daf87e81d0.jpg крест с.JPG186360-758d8825d706a0193717bc70af83ece2.  186361-6e794a6afcad1ed2ada94aec5db195dd. 186363-c8ce4391524e1d24aaad731d466d541d. 186882-50bfcffc59427c239ce74e4961fa056f. DSC05292m.JPG  DSC05308m.JPG DSC05718.JPG DSC05703.JPG DSC00690м.JPG  DSC05694.JPG DSC05698.JPGDSC05687.JPG  DSC05691.JPG DSC05684.JPG DSC05689.JPG DSC05685.JPG IMG_4796-м.jpeg Фото2452.jpg filigree.jpg DSC05581м.JPG PA230120.JPG DSC05583м.JPG 15312.jpg  DSC05561и.JPG DSC05557.JPG Фото0142.jpg  181Dor 5 184Dor1 186Dor3 188Dor1188Dor2188Dor3 DSC05672.JPGDSC05671.JPG  DSC0566.JPGDSC05573м.JPGp1070373.jpg   DSC05553.JPG DSC05572.JPG Cast_Iron.jpg a4244.jpg DSC053m.JPG406cм.jpg PC260с.JPGDSC03979.JPG  DSC0362.JPG d0810.jpg cae04.jpg 95234с.jpg b405a.jpg P2050224с.JPG Феклин3.JPG  Феклин4.JPG Honolulu_Academy_of_Arts.jpg 8535_l.jpg

Наверх