Zašto izgubljena pjenastog lijevanja smanjuje troškove obrade?

Izgubljeni pjenasti lijevanje (LFC), napredni postupak lijevanja isparavanja, stekao je značajnu privlačnost u proizvodnim industrijama tražeći učinkovitost i smanjenje troškova. Ključni pokretač njegovog usvajanja je njegova dokazana sposobnost snižavanja troškova obrade u usporedbi s tradicionalnim metodama lijevanja.

Osnovni princip: lijevanje u blizini net-oblika

U srcu obrade uštede LFC -a je njegova sposobnost proizvodnje odljevi u blizini net-oblika s izuzetnom dimenzionalnom točnošću i zamršenim detaljima. Proces uključuje stvaranje uzorka polistirenske pjene, identično željenom konačnom dijelu, obloženom vatrostalnom keramičkom suspenzijom. Ovaj je uzorak ugrađen u neobrijani pijesak, a rastopljeni metal se izliva izravno na njega, isparava pjenu i precizno ga zamjenjuje. Ova izravna replikacija daje dijelove koji zahtijevaju značajno manje uklanjanja materijala tijekom naknadnih operacija obrade.

Ključni čimbenici Smanjenje troškova za obradu:

1. Smanjena obračunska zaliha:

   • Izravna replikacija: Za razliku od lijevanja pijeska, koji zahtijeva nacrte kutova i jezgrenih otisaka za uklanjanje uzoraka, uzorci LFC -a mogu se dizajnirati bez kutova nacrta (ili s minimalnim nacrt) i izravno ugraditi složene unutarnje značajke. To rezultira odljevima koji su mnogo bliži geometriji konačnog dijela.
   • Čvršće tolerancije: LFC može postići čvršća tolerancija dimenzija (često unutar nje 13-15 stupnjeva) i bolju ponovljivost u usporedbi s mnogim konvencionalnim procesima lijevanja pijeska. To izravno znači manje materijala koji se treba obraditi kako bi se ispunili konačne specifikacije. Smanjenje dodataka za obradu zaliha od 30-50% ili više su uobičajena.

2. Eliminacija uklanjanja jezgrene peraje:

   • Nema tradicionalnih jezgara: Unutarnje šupljine u LFC -u formirane su samom uzorkom pjene, u potpunosti eliminirajući potrebu za odvojenim jezgrama pijeska i jezgre peraja (bljeskalice) koje se javljaju gdje jezgre zadovoljavaju šupljinu plijesni u tradicionalnom lijevanju pijeska.
   • Smanjena završni rad: Uklanjanje jezgrenih peraja značajan je ručni ili poluautomatizirani rad obrade/brušenja u lijevanju pijeska. LFC odljevi se pojavljuju gotovo bez jezgre peraja, drastično smanjujući ili čak eliminirajući ovaj naporni i dugotrajni završni korak.

3. Poboljšana završna obrada površine:

   • Glatke zalijepljene površine: Keramički premaz primijenjen na uzorak pjene rezultira znatno glatkijim završetkom površine u odnosu na tipični zeleni pijesak ili čak i mnogim odljevanjima pijeska vezanih za smolu. Iako još uvijek zahtijeva obradu za funkcionalne površine, poboljšani početni završetak često omogućava manje agresivne početne rezove i potencijalno manje prolaza za obradu kako bi se postigla željena konačna kvaliteta površine.

4. Smanjena izobličenja i zaostali stres:

   • Jednolično hlađenje: Neponzirani kalup pijeska u LFC -u nudi minimalnu otpornost na prirodno skupljanje metala dok se hladi i učvršćuje. To promiče jednolično hlađenje tijekom cijelog lijevanja.
   • Niže naprezanja: Smanjeno ograničenje tijekom hlađenja minimizira razvoj zaostalih napona unutar lijevanja. Niže razine preostalog naprezanja smanjuju vjerojatnost izobličenja tijekom obrade, što dovodi do predvidljivih dimenzijskih ishoda i potencijalno smanjujući potrebu za korektivnim obradama ili složenim učvršćivanjem.

Praktične implikacije i razmatranja

Kumulativni učinak ovih čimbenika je značajan:

• Smanjeno vrijeme stroja: Manje uklanjanja materijala izravno se prevodi u kraća vremena ciklusa po dijelu na centrima za obradu.
• Niži troškovi alata: Smanjena obrada zaliha proširuje život alata (alati za rezanje traju duže) i može omogućiti manje, jeftinije alate.
• Smanjena potrošnja energije: Kraći ciklusi obrade troše manje energije.
• Manje otpada: Minimiziranje uklanjanja materijala smanjuje volumen generiranog metalnog SWARF -a, smanjujući troškove odlaganja otpada i poboljšavajući prinos materijala.

Važno je napomenuti da LFC zahtijeva preciznu proizvodnju uzoraka i kontrolu procesa. Troškovi uzorka i potreba za specijaliziranim alatima mogu biti veći od jednostavnih uzoraka pijeska. Međutim, za srednju do visoku proizvodnju složenih dijelova, posebno onih s zamršenim unutarnjim geometrijama ili zahtjevnim dimenzijskim zahtjevima, značajne uštede ostvarene u obradi operacija često pružaju uvjerljivu ukupnu troškovnu prednost i brže vrijeme do tržišta. Smanjenje obrade ključni je čimbenik koji je izgubljena pjena za lijevanje ekonomski atraktivnog proizvodnog rješenja u automobilskoj industriji, zrakoplovnim, pumpama i ventilima.