Близкая к чистой форма для сокращения отходов, снижения затрат и экономии времени

Как изготовление формы, близкой к сетке, экономит время и деньги?

Промышленные металлические объекты создаются путем литья, ковки или механической обработки, иногда создавая отходы. Производство практически чистой формы направлено на изготовление изделия или детали как можно ближе к своей окончательной форме, что позволяет сократить количество отходов, сэкономить время и деньги, а также уменьшить воздействие на окружающую среду за счет снижения потребления энергии и ресурсов.

Что такое производство почти чистой формы?

Изготовление формы, близкой к чистой, – это практика планирования производственного процесса, позволяющая максимально приблизить объект к его окончательной форме, что сокращает время, необходимое для производства готового изделия.

Что такое кастинг?

Литье обычно является первым шагом в производстве почти чистой формы. Литье включает в себя заливку горячего металла в предварительно сформированные формы для получения продукта, близкого к окончательной форме. Большинство литейных заводов используют литье в песчаные формы для создания металлических отливок. Литье в песчаные формы использует песчаные формы для придания горячему металлу формы. Литье в песчаные формы впервые начали использовать примерно в 1300 году н. э. во времена династии Шан, самой ранней правящей династии Китая.

Литье по выплавляемым моделям (иногда называемое прецизионным литьем или литьем по выплавляемым моделям) дает меньше отходов, чем литье в песчаные формы, в результате чего объекты имеют форму, близкую к чистой. Литье по выплавляемым моделям возникло 6000 лет назад и исторически использовалось для создания сложных скульптур и украшений. Хотя литье по выплавляемым моделям ближе к изделиям с формой, близкой к чистой, чем литье в песчаные формы, это более сложный и трудоемкий процесс, который может привести к более высокой общей стоимости производства, в зависимости от проекта.

Что такое усадка отливки?

Тот же принцип, который вы изучали в средней школе по физике — тепло расширяется, холод сжимается — применим и к производству металлов. Металл расширяется при нагревании и сжимается при охлаждении. Этот процесс известен как тепловое расширение.

Эффекты теплового расширения в процессе литья могут привести к дефектам изделия, таким как усадочные раковины, из-за усадки литья. Литейные заводы используют стояки, резервуары с дополнительным расплавленным металлом, встроенные в литейную форму, чтобы уменьшить усадку и предотвратить образование полостей внутри остывающей отливки. Изолирующий материал, известный как «горячая начинка», помогает сохранять стояк горячим, пока металл в отливке затвердевает. Подступенки должны быть удалены из конечного продукта, создавая металлические отходы.

Допустимая усадка

Металлы по-разному реагируют на тепловое расширение в зависимости от их элементов и состава, но на усадку также может влиять конструкция отливки. Это типичные допуски на усадку в процессе литья:

Металл

430

Серый чугун

от 0,7 до 1,05

Белый чугун

2.1

Ковкое железо

1,5

Сталь

2.0

Латунь

1.4

Алюминий

1.8

Алюминиевые сплавы

от 1,3 до 1,6

Бронза

от 1,05 до 2,1

Магний

1.8

Цинк

2.5

Марганцевая сталь

2.6

Таким образом, выбор металла может повлиять на почти чистую форму литого металлического предмета.

Что такое обработка?

Механическая обработка — это процесс вырезания, резки, шлифовки, сверления или сверления металлического изделия до его окончательной формы. Подобно скульптуре из камня или резьбе по дереву, механическая обработка формирует металл, удаляя лишний материал. Производство формы, близкой к чистой, обычно начинается с литья, поскольку обработка металлической формы с нуля создаст слишком много отходов, чтобы это было практично. Механическая обработка является важным завершающим этапом производства металлических изделий, гарантирующим, что конечный продукт будет гладким, точной формы и готовым к использованию по назначению. Производство, близкое к чистому, направлено на минимальную механическую обработку.

Что такое форжинг?

Ковка формирует металл под давлением сжатия, например, ударом молотка, сжатием или прокаткой. Методы ковки могут включать как горячую, так и холодную ковку. Возможно, лучшим примером ковки является классический образ старомодного кузнеца, использующего молот и щипцы для выбивания раскаленной подковы на наковальне. Сегодня большая часть ковки производится в промышленных масштабах с использованием огромных прессов. Промышленная ковка требует окончательной механической обработки, но ведутся работы по разработке ковочных машин, которые могут формировать и изготавливать продукт, близкий к готовому, уменьшая или даже устраняя необходимость механической обработки. Методы ковки включают падение, прокатку, прессование, ковку в открытых и закрытых штампах и прецизионную ковку. Сварка трением — это еще один метод ковки, в котором для создания кованых металлических соединений используется движение и генерируемое силой тепло.

Что такое 3D-печать?

3D-печать — это многообещающая новая почти сетевая технология. Промышленная 3D-печать называется аддитивным производством (или аддитивным производством слоев). Аддитивное производство использует компьютер для управления наслоением материала для точного производства предварительно разработанного объекта с очень небольшим количеством отходов. Материалы наносятся слой за слоем для производства детализированных составных частей и изделий. Аддитивное производство является достаточно гибким, чтобы создавать настраиваемые компоненты и продукты, включая индивидуальные детали для индивидуальных слуховых аппаратов и индивидуальную обувь. Аддитивное производство играет все более важную роль в создании нестандартных деталей и комплектующих для транспортных, аэрокосмических и энергетических секторов.

Статьи по теме:

• 3D-печать
• Что такое литье в песчаные формы?
• Что такое шаблон кастинга?
• Жизнь кастинга:экскурсия по литейному цеху