Lost Foam Casting: een doorbraak in het traditionele precisie -castingproces

1. Conceptanalyse
Lost schuim gieten (LFC), ook bekend als full -mal giet of verdampt malgiet, is een revolutionair precisie -gietproces. De kern is om schuimplastic te gebruiken (meestal polystyreen EP's of copolymeer STMMA) om een ​​precieze mal (d.w.z. "schuimpatroon") te maken die exact dezelfde vorm heeft als het laatste gieting. Tijdens het gietproces neemt het gesmolten metaal met hoge temperatuur contact op met de schuimvorm en zorgt ervoor dat deze snel verdampt en verdwijnt. Het gesmolten metaal bezet vervolgens zijn ruimte en de gewenste gieting wordt direct verkregen na afkoeling en stolling. De "verdwijning" van de schuimvorm tijdens het hele proces is het belangrijkste kenmerk en de oorsprong van zijn naam.

2. Gedetailleerde uitleg van het hele proces

Schimmelontwerp en productie:
Driedimensionaal ontwerp op basis van de castingtekening, nauwkeurige berekening van de krimptoelage.
De vereiste schuimvorm (of vormcombinatie) wordt vervaardigd met behulp van CNC -bewerking of vormschuimvorming.
Bereiding van schuimpatroon:
Materiaal: gebruik voornamelijk vooraanbekende EPS (uitbreidbare polystyreen) kralen of STMMA (styreen-methylmethacrylaatcopolymeer) kralen. STMMA kan zwarte koolstofdefecten verminderen en heeft een bredere toepassing.
Gieten: vul de kralen in een aluminiumlegeringvorm met een holte, geef stoom door om te verwarmen, de kralen breiden uit, fuseren, vullen de holte en vormen een dicht schuimpatroon na het afkoelen. Complexe gietstukken vereisen binding en monteren meerdere patrooncomponenten (met behulp van speciale hot smelt -lijm).
Patroonclusterassemblage:
Binding meerdere schuimpatronen (inclusief het stroomsysteem en het risersysteem) nauwkeurig aan een heel "patrooncluster". Het ontwerp van het stroomsysteem is cruciaal en heeft direct invloed op vulling en vergassing.
Verfcoating:
Doel: verbetering van de sterkte en oppervlakteafwerking van het patroon; vorm een ​​isolerende laag om te voorkomen dat de metalen vloeistof in het droge zand doordringt; Zorg voor een ademende kanaal voor het te ontladen schuimvergassingsproduct.
Verf: meestal refractaire coatings op waterbasis (zoals kwartspoeder, bauxietpoeder, mica-poeder, enz. Met bindmiddelen en suspendeerde middelen).
Methode: DIP-coating, douchecoating of spuitcoating, de coatingdikte (meestal 0,5-2 mm) en uniformiteit moet strikt worden geregeld en vervolgens gedroogd.
Droog zandtrillingen vormen:
Plaats het gecoate patrooncluster in een speciale zandbak die kan worden gestoffeerd.
Vul het droge kwartszand of ander vuurvast zand (zoals edelsteenzand) zonder bindmiddel, toegevoegde vocht en uniforme deeltjesgrootte.
Start de trillingstafel zodat het droge zand strak kan worden gevuld in alle gaten rond het patrooncluster onder trillingen om de noodzakelijke compactheid te bereiken.
Gieten:
Bedek de bovenkant van de zandbak met plastic film en stofzuig (meestal een negatieve druk van 0,025-0,05 MPa).
Giet onder vacuümomstandigheden gesmolten metaal (vaak gebruikt gietijzer, gegoten staal, aluminiumlegering, koperlegering, enz.) In het gietsysteem gestaag en continu.
Het gesmolten metaal met hoge temperatuur verwarmt en verdampt het schuimpatroon snel en verdampt het gegenereerde gas door de poriën tussen de coating en het droge zand en wordt geëxtraheerd door het vacuümsysteem. Het gesmolten metaal vult volledig de holte gevormd nadat het schuimpatroon verdwijnt.
Koeling en het verwijderen van zandverwijdering:
Het gieten is volledig gekoeld en gestold in de zandbak.
Verwijder het vacuüm en verwijder het droge zand op de bovenkant van de zandbak.
Giet of til het gieten samen met het ingepakte droge zand.
Door flipping, trillingen en andere methoden wordt het droge zand automatisch gescheiden van het gieten om een ​​efficiënte zand te bereiken. Na het afkoelen en stofverwijdering kan het droge zand bijna 100%worden gerecycled.
Reiniging: verwijder het schiet- en risersysteem, restverf, flash -bramen, enz. Om het afgewerkte giet te verkrijgen.
3. Kernfuncties en voordelen

Hoge precisie en complexe geometrische vormen:
Schuimvormen zijn gemakkelijk te verwerken in extreem complexe vormen (inclusief complexe holtes en gebogen oppervlakken).
Er is geen scheidingoppervlak vereist, geen mal taps toelopen (of zeer kleine conus), hoge dimensionale nauwkeurigheid (tot CT7-9-niveau), goede oppervlakteruwheid (RA tot 6,3-25 μm).
Vereenvoudig het proces en verlagen de totale kosten:
Laat de complexe processen weg, zoals houten mal/metalen schimmelproductie, kernvorming en doosmontage die nodig is voor traditioneel zandgieten.
Er zijn geen bindmiddel- en zandmengapparatuur vereist en de zandverwerkingskosten zijn extreem laag (droog zand kan herhaaldelijk worden hergebruikt).
Verminder de verwerkingstoeslag en bespaar metalen materialen. Verkort de productiecyclus, vooral geschikt voor de productie van kleine en middelgrote partijen complexe onderdelen.
Ontwerpflexibiliteit en integratie:
Meerdelige geïntegreerde casting kan worden bereikt door binding, waardoor daaropvolgende assemblageprocessen worden verminderd.
Ontwerpvrijheid is extreem hoog en gemakkelijk te veranderen.
Uitstekende oppervlaktekwaliteit:
Het oppervlak is glad, de contour is duidelijk en de uiterlijkkwaliteit van de gietstuk is goed.
Schoon en milieuvriendelijk:
Gebruik droog zand zonder bindmiddel, geen vervuiling van biologische afvalgas veroorzaakt door hars, waterglas, enz. (Maar de schuimvergassingsproducten moeten correct worden behandeld).
De recyclingsnelheid van oud zand is hoog en er is minder vast afval.
De werkomgeving is relatief stoffig (dankzij vacuümwinning).
4. Uitdagingen en beperkingen

Productiekosten van schuimschimmels: voor kleine batches uit één stuk kunnen de kosten van schuimvormen hoog zijn (maar 3D-printschuimvormen verbeteren dit probleem).
Groottebeperkingen: bij het gieten van grote gietstukken (vooral dikke en grote delen), vergist het schuim gewelddadig om een ​​grote hoeveelheid gas te produceren, die defecten kunnen veroorzaken, zoals onvoldoende gieten, poriën en koolstofinsluitingen, en de procescontrole is moeilijker. Het typische bereik ligt tussen 0,5 kg en 50 ton, maar het wordt vaak gebruikt in tientallen kilogram tot enkele ton.
Combinatie van clustercombinatie en coatingkwaliteitscontrole: de nauwkeurigheid van de montage en de coatingkwaliteit hebben een grote impact op de kwaliteit van de uiteindelijke casting, waarvoor delicate werking en strikte inspectie vereisen.
Vergassingsproductbehandeling: schuimpyrolyse en vergassing zullen een grote hoeveelheid gasvormige en een kleine hoeveelheid vloeibare (teerachtige) producten produceren, die in de tijd moeten worden ontladen door het vacuümsysteem en goed behandeld (zoals brandend), anders is het gemakkelijk om defecten zoals poriën, koolstofstijging en rimpels in de gieten te veroorzaken.
Toepasselijk legeringsbereik: de toepassing van legeringen die gemakkelijk worden geoxideerd of gevoelig voor koolstof (zoals sommige titaniumlegeringen en hoog mangaanstaal) is relatief beperkt.
5. brede applicatiegebieden

Lost schuim gieten schijnt in veel industrieën met zijn unieke voordelen:

Automotive -industrie: motorcilinderblok, cilinderkop, inlaat- en uitlaatpijpen, krukas, versnellingsbakbehuizing, beugel, remschijf/trommel en andere sleutelcomponenten.
Kleppen en pijpfittingen: complexe kleppen, pijpfittingen en pomplichamen van verschillende materialen (gietijzer, gegoten staal, roestvrij staal).
Technische machines: slijtvaste delen, hydraulische onderdelen en woononderdelen.
Landbouwmachines: huisvesting, versnellingsbak, beugel.
Mijnbouwmachines: slijtvaste voeringen, transportbladen.
Kunstafgietingen en architecturale hardware: sculpturen, decoratieve onderdelen, relingaccessoires en andere complexvormige ambachten.
Aerospace: sommige niet-lading-dragende structurele delen van aluminiumlegeringen en magnesiumlegeringen.
6. Trends van toekomstige ontwikkeling

Hoogwaardige schuimmaterialen: ontwikkel schuimmaterialen met lage vergassingsresidu, hogere sterkte en dimensionale stabiliteit.
3D -printschuimvormen: snelle prototyping -technologie (zoals bindmiddeljacht, FDM) wordt gebruikt om complexe prototypes en kleine partijen modellen te produceren, door de beperkingen van traditionele mallen te doorbreken en productontwikkeling te versnellen.
Innovatie van coatingtechnologie: ontwikkel hogere sterkte, betere luchtpermeabiliteit en milieuvriendelijke coatings.
Intelligente procescontrole: Pas sensoren en numerieke simulatie toe (vul-oplosmiddel-GAS-stroomkoppelingssimulatie) om het ontwerp van het gietsysteem en de procesparameters te optimaliseren.
Grootzame en dunwandige: overwonnen het knelpunt van de productietechnologie van grotere en dunnere muurde gietstukken.
Groen: verbeter afvalgasverzameling en zuiveringstechnologie om de impact van het milieu verder te verminderen.