ریخته گری فوم گمشده: دستیابی به موفقیت در فرآیند ریخته گری دقیق سنتی

1. تجزیه و تحلیل مفهوم
ریخته گری فوم گمشده (LFC) ، همچنین به عنوان ریخته گری قالب کامل یا ریخته گری قالب تبخیر شده شناخته می شود ، یک فرآیند ریخته گری دقیق انقلابی است. هسته آن استفاده از پلاستیک فوم (معمولاً EPS پلی استایرن یا COPOLYMER STMMA) برای تهیه یک قالب دقیق (یعنی "الگوی کف") است که دقیقاً همان شکل ریخته گری نهایی است. در طی فرآیند ریختن ، فلز مذاب با دمای بالا با قالب کف تماس می گیرد و باعث می شود سریع تبخیر و ناپدید شود. سپس فلز مذاب فضای خود را اشغال می کند و ریخته گری مورد نظر پس از خنک کننده و جامد سازی مستقیماً به دست می آید. "ناپدید شدن" قالب کف در طی کل فرآیند مهمترین ویژگی آن و منشأ نام آن است.

2. توضیحات مفصل در مورد کل فرآیند

طراحی و ساخت قالب:
طراحی سه بعدی بر اساس نقاشی ریخته گری ، محاسبه دقیق کمک هزینه انقباض.
قالب فوم مورد نیاز (یا ترکیب قالب) با استفاده از ماشینکاری CNC یا قالب گیری کف قالب تولید می شود.
تهیه الگوی کف:
مواد: به طور عمده از مهره های EPS (پلی استایرن قابل ارتقا) یا دانه های STMMA (استایرن متیل متاکریلات کوپلیمر) استفاده کنید. STMMA می تواند نقص کربن سیاه را کاهش داده و کاربرد گسترده تری داشته باشد.
قالب گیری: مهره ها را در قالب آلیاژ آلومینیوم با یک حفره پر کنید ، بخار را برای گرما عبور دهید ، مهره ها گسترش می یابند ، فیوز می شوند ، حفره را پر می کنند و بعد از خنک شدن الگوی فوم متراکم تشکیل می دهند. ریخته گری های پیچیده نیاز به پیوند و مونتاژ مؤلفه های الگوی چندگانه (با استفاده از چسب ذوب داغ مخصوص) دارند.
مونتاژ خوشه الگوی:
دقیقاً چندین الگوی فوم (از جمله سیستم ریختن و سیستم آسانسور) را به یک "خوشه الگوی" کامل پیوند دهید. طراحی سیستم ریختن بسیار مهم است و به طور مستقیم بر پر کردن و گاز زدایی تأثیر می گذارد.
پوشش رنگ:
هدف: قدرت و سطح سطح الگوی را تقویت کنید. برای جلوگیری از نفوذ مایع فلزی در شن و ماسه خشک ، یک لایه عایق تشکیل دهید. یک کانال قابل تنفس را برای تخلیه محصول گازدار فوم فراهم کنید.
رنگ: بیشتر پوشش های نسوز مبتنی بر آب (مانند پودر کوارتز ، پودر بوکسیت ، پودر میکا و غیره با اتصال دهنده ها و عوامل تعلیق).
روش: پوشش DIP ، پوشش دوش یا پوشش اسپری ، ضخامت پوشش (معمولاً 0.5-2 میلی متر) و یکنواختی باید به شدت کنترل شود و سپس خشک شود.
قالب لرزش شن و ماسه خشک:
خوشه الگوی روکش شده را در یک جعبه ماسه مخصوص قرار دهید که قابل تخلیه است.
شن و ماسه کوارتز خشک یا سایر ماسه های نسوز (مانند ماسه سنگهای قیمتی) را بدون اتصال ، پر کنید ، رطوبت و اندازه ذرات یکنواخت اضافه کنید.
میز لرزش را شروع کنید تا شن و ماسه خشک به طور محکم در تمام شکاف های اطراف خوشه الگوی زیر لرزش پر شود تا به فشرده سازی لازم برسد.
ریختن:
بالای جعبه ماسه را با فیلم پلاستیکی بپوشانید و جاروبرقی کنید (معمولاً فشار منفی 0.025-0.05 MPa را حفظ کنید).
در شرایط خلاء ، فلز مذاب (معمولاً از چدن ، فولاد ریخته گری ، آلیاژ آلومینیوم ، آلیاژ مس و غیره) را به طور پیوسته و مداوم به سیستم ریخته می ریزید.
فلز مذاب با درجه حرارت بالا به سرعت الگوی کف را گرم و تبخیر می کند و گاز تولید شده از منافذ بین پوشش و ماسه خشک عبور می کند و توسط سیستم خلاء استخراج می شود. فلز مذاب به طور کامل حفره تشکیل شده پس از ناپدید شدن الگوی کف را به طور کامل پر می کند.
خنک کننده و تمیز کردن ماسه:
ریخته گری کاملاً خنک و در جعبه ماسه جامد شده است.
خلاء را برداشته و ماسه خشک را در بالای جعبه ماسه بردارید.
ریخته گری را با ماسه خشک بسته بندی شده بریزید یا بلند کنید.
از طریق تلنگر ، لرزش و روش های دیگر ، ماسه خشک به طور خودکار از ریخته گری جدا می شود تا ماسه ای کارآمد برسد. پس از خنک شدن و برداشتن گرد و غبار ، شن و ماسه خشک تقریباً 100 ٪ قابل بازیافت است.
تمیز کردن: برای به دست آوردن ریخته گری نهایی ، سیستم ریختن و بالابر ، رنگ باقیمانده ، فلاش و غیره را بردارید.
3. ویژگی ها و مزایای اصلی

با دقت بالا و شکل های هندسی پیچیده:
قالب های فوم به راحتی به شکل های بسیار پیچیده (از جمله حفره های پیچیده و سطوح خمیده) پردازش می شوند.
هیچ سطح فراق مورد نیاز نیست ، هیچ نوار قالب (یا بسیار کوچک) ، دقت ابعادی بالا (تا سطح CT7-9) ، زبری سطح خوب (RA تا 6.3-25μm).
فرآیند را ساده کنید و هزینه کلی را کاهش دهید:
فرآیندهای پیچیده مانند ساخت قالب چوبی/قالب فلزی ، ساخت هسته و مونتاژ جعبه مورد نیاز برای ریخته گری ماسه سنتی را حذف کنید.
هیچ تجهیزات چسبنده و ماسه ای مورد نیاز نیست و هزینه پردازش شن بسیار کم است (ماسه خشک می تواند به طور مکرر مورد استفاده مجدد قرار گیرد).
کمک هزینه پردازش را کاهش داده و مواد فلزی را ذخیره کنید. چرخه تولید را کوتاه کنید ، به خصوص برای تولید دسته های کوچک و متوسط ​​قطعات پیچیده مناسب است.
انعطاف پذیری و ادغام طراحی:
ریخته گری یکپارچه چند قطعه از طریق پیوند می تواند حاصل شود و فرآیندهای مونتاژ بعدی را کاهش می دهد.
آزادی طراحی بسیار بالا و تغییر آسان است.
کیفیت عالی سطح:
سطح صاف است ، کانتور واضح است و کیفیت ظاهر ریخته گری خوب است.
تمیز و سازگار با محیط زیست:
از شن و ماسه خشک بدون اتصال ، بدون آلودگی گاز زباله آلی ناشی از رزین ، شیشه آب و غیره استفاده کنید (اما محصولات گازرسانی کف باید به درستی اداره شوند).
میزان بازیافت ماسه های قدیمی زیاد است و زباله های جامد کمتری وجود دارد.
محیط کار نسبتاً گرد و غبار است (به لطف استخراج خلاء).
4. چالش ها و محدودیت ها

هزینه تولید قالب فوم: برای دسته های کوچک تک تکه ، هزینه قالب های کف ممکن است زیاد باشد (اما قالب های فوم چاپ سه بعدی این مشکل را بهبود می بخشند).
محدودیت های اندازه: هنگام ریختن ریخته گری های بزرگ (به ویژه قطعات ضخیم و بزرگ) ، کف به شدت گاز می گیرد تا مقدار زیادی گاز تولید کند ، که ممکن است باعث نقصی مانند ریختن کافی ، منافذ و اجزاء کربن شود و کنترل فرایند دشوارتر است. دامنه معمولی بین 0.5 کیلوگرم و 50 تن است ، اما معمولاً در ده ها کیلوگرم تا چندین تن استفاده می شود.
ترکیب خوشه ای و کنترل کیفیت پوشش: دقت مونتاژ و کیفیت پوشش تأثیر زیادی در کیفیت ریخته گری نهایی دارد و نیاز به عملکرد ظریف و بازرسی دقیق دارد.
تصفیه محصول گازسوزیت: تجزیه و تحلیل و گاز زدایی کف مقدار زیادی از محصولات گازی و کمی از مایع (مانند تار) تولید می کند که باید توسط سیستم خلاء به موقع تخلیه شوند و به درستی درمان شوند (مانند سوزاندن) ، در غیر این صورت به راحتی می توان نقصی مانند منافذ ، افزایش کربن و چین و چروک را در ریخته گری ایجاد کرد.
دامنه آلیاژ قابل اجرا: استفاده از آلیاژها که به راحتی اکسیده یا حساس به کربن هستند (مانند برخی از آلیاژهای تیتانیوم و فولاد منگنز بالا) نسبتاً محدود است.
5. مناطق گسترده برنامه

ریخته گری فوم گمشده در بسیاری از صنایع با مزایای منحصر به فرد خود می درخشد:

صنعت خودرو: بلوک سیلندر موتور ، سر سیلندر ، لوله های ورودی و اگزوز ، میل لنگ ، محفظه گیربکس ، براکت ، دیسک ترمز/طبل و سایر اجزای کلیدی.
دریچه ها و اتصالات لوله: دریچه های پیچیده ، اتصالات لوله و اجسام پمپ مواد مختلف (چدن ، فولاد ریخته گری ، فولاد ضد زنگ).
ماشین آلات مهندسی: قطعات مقاوم در برابر سایش ، قطعات هیدرولیک و قطعات مسکن.
ماشین آلات کشاورزی: ​​مسکن ، جعبه دنده ، براکت.
ماشین آلات معدن: پوشش های مقاوم در برابر سایش ، فرورفتگی های نقاله.
بازیگران هنری و سخت افزار معماری: مجسمه ها ، قطعات تزئینی ، لوازم جانبی نرده و سایر صنایع دستی پیچیده.
هوافضا: برخی از قطعات ساختاری بدون بار آلیاژهای آلومینیوم و آلیاژهای منیزیم.
6 روند توسعه آینده

مواد فوم با کارایی بالا: مواد فوم را با باقیمانده گازسنجی کم ، استحکام بالاتر و پایداری ابعادی تهیه کنید.
قالب های فوم چاپ سه بعدی: فناوری نمونه سازی سریع (مانند اتصال اتصال دهنده ، FDM) برای تولید نمونه های اولیه پیچیده و دسته های کوچک از مدل ها استفاده می شود و محدودیت های قالب های سنتی و تسریع در توسعه محصول را می دهد.
نوآوری فناوری پوشش: قدرت بالاتری ، نفوذپذیری بهتر هوا و پوشش های سازگار با محیط زیست.
کنترل فرآیند هوشمند: برای بهینه سازی طراحی سیستم ریخته گری و پارامترهای فرآیند ، سنسورها و شبیه سازی عددی (شبیه سازی اتصال جفت جریان را پر کنید) اعمال کنید.
در مقیاس بزرگ و دیواره های نازک: غلبه بر تنگنای فناوری تولید از ریخته گری های بزرگتر و نازک تر.
سبز: برای کاهش بیشتر تأثیرات زیست محیطی ، فناوری جمع آوری و تصفیه گاز زباله را بهبود بخشید. $ $