Što je Lost Foam Casting i koji su njegovi osnovni principi i ključni koraci?

Lijevanje izgubljenom pjenom (LFC), također poznato kao lijevanje uzorkom isparavanja, proces je preciznog lijevanja koji se koristi za stvaranje složenih metalnih dijelova s visokom preciznošću dimenzija i izvrsnom završnom obradom površine. Ova napredna tehnika ljevaonice naširoko se koristi u raznim industrijama, uključujući automobilsku, zrakoplovnu i tešku mehanizaciju, za proizvodnju komponenti gotovo neto oblika s minimalnim zahtjevima naknadne obrade.

Osnovno načelo lijevanja izgubljene pjene

Temeljno načelo Izgubljeni odljev pjene vrti se oko upotrebe potrošnog uzorka izrađenog od pjene, koji se tijekom procesa lijevanja zamjenjuje rastaljenim metalom. Uzorak, obično izrađen od ekspandiranog polistirena (EPS) ili sličnog polimera, stvara se u točnom obliku željenog završnog dijela. Ovaj uzorak se premaže vatrostalnim keramičkim premazom i zatim stavi u tikvicu, koja se zatim napuni nevezanim suhim pijeskom. Pijesak je zbijen oko uzorka, pružajući čvrstu potporu.

Rastaljeni metal se zatim ulijeva izravno u pjenasti uzorak. Toplina metala uzrokuje trenutnu isparavanje i raspadanje pjene, dopuštajući metalu da ispuni cijelu šupljinu koja je ostala iza njega, precizno replicirajući oblik i detalje izvornog uzorka. Plinoviti nusprodukti iz pjene se odvode kroz propusnu keramičku prevlaku i pijesak.

Ključni koraci procesa u lijevanju izgubljene pjene

1. Proizvodnja uzoraka: Proces počinje stvaranjem pjenastog uzorka i njegovog sustava za zatvaranje. To se najčešće radi ubrizgavanjem ekspandirajućih polistirenskih kuglica u aluminijski kalup i korištenjem pare za njihovo spajanje u konačni oblik uzorka. Za složene dijelove može se proizvesti više dijelova uzorka i sastaviti u kompletan klaster pomoću specijaliziranih ljepila.

2. Montaža uzorka: Pojedinačni uzorci pjene pričvršćeni su na središnji sustav za zatvaranje pjene (sprue, runners i risers) kako bi formirali grozd ili stablo. Ovaj sklop omogućuje proizvodnju više dijelova u jednom ciklusu lijevanja, poboljšavajući učinkovitost.

3. Primjena vatrostalnog premaza: Sastavljeni klaster pjene umače se u kašu vatrostalnog keramičkog materijala. Ovaj premaz je kritičan jer:

   • Omogućuje glatku završnu obradu površine za završni odljev.

   • Sprječava eroziju pijeska i prodiranje metala tijekom izlijevanja.

   • Omogućuje plinovitim produktima iz pjene koja se raspada da pobjegnu kroz njezinu propusnost.
     Obloženi klaster se zatim potpuno suši u kontroliranom okruženju kako bi se postigla odgovarajuća čvrstoća i propusnost.

4. Kalupljenje (sabijanje pijeska): Osušeni, obloženi grozd stavlja se naopako u čeličnu tikvicu. Nevezani, suhi silikatni pijesak se zatim izlije u tikvicu oko uzorka. Tikvica vibrira na vibrirajućem stolu kako bi se osiguralo da pijesak teče u sve šupljine i postane gusto zbijen oko uzorka, pružajući ključnu strukturnu potporu tijekom izlijevanja metala.

5. Sipanje: Nakon što se pijesak zbije, rastaljeni metal se izlijeva iz lonca izravno u posudu pjenastog sustava za zatvaranje. Metal nastavlja ispunjavati cijelu šupljinu, istovremeno isparavajući i zamjenjujući uzorak pjene. Brzina izlijevanja i temperatura moraju se pažljivo kontrolirati kako bi se osiguralo da se pjena raspada optimalnom brzinom bez izazivanja nedostataka.

6. Hlađenje i shakeout: Nakon završetka izlijevanja, rastaljeni metal se ostavi da se skrutne i ohladi unutar pješčanog kalupa. Tikvica se zatim preokrene, a pijesak vibrira dalje od sada čvrste metalne grupe za lijevanje. Zbog nevezane prirode pijeska, lako teče dalje od odljevka i može se ohladiti i ponovno upotrijebiti za sljedeće kalupe.

7. Završna obrada: Posljednji korak uključuje uklanjanje lijevanih dijelova iz sustava za zatvaranje pomoću alata za rezanje kao što su tračne pile ili brusne ploče. Manje završne operacije, kao što je lagano mljevenje ili pjeskarenje, mogu se izvesti kako bi se postigle konačne navedene dimenzije i kvaliteta površine.

Lost Foam Casting nudi značajne prednosti za proizvodnju složenih komponenti s unutarnjim prolazima, zamršenim geometrijama i smanjenim potrebama strojne obrade. Njegov uspjeh ovisi o preciznoj kontroli u svakom koraku, od kvalitete uzorka do parametara zbijanja pijeska i izlijevanja. Kao rezultat toga, lijevanje izgubljene pjene ostaje vitalan i učinkovit proces u modernoj obradi metala.