Отливка вашего продукта в песчаные формы

Посмотрите процесс литья в зеленый песок

Хотя существует много типов литья металла, литье в песчаные формы является наиболее часто используемым типом.

Процесс кажется обманчиво простым. Копия желаемого металлического предмета вдавливается в литейный песок, где создается полый «негатив» предмета. Эта пустота заполняется расплавленным металлом, захватывая его детали. Когда пустота остывает, металлический предмет вытаскивают из песка, сохраняя первоначальный дизайн.

Любой, кто построил сложный замок из песка или скульптуру из песка, имеет некоторый опыт в том, как песок может быть хорош для создания небольших конструкций. Песок не только пластичен, но и недорог и устойчив к высоким температурам, необходимым для литья металлов.

Основная предпосылка литья в песчаные формы

Отливку в песчаные формы можно проводить в любом земляном пространстве, которое будет сохранять форму вокруг расплавленного металла. В этом видео жидкий алюминий заливают в заброшенное гнездо огненных муравьев. После того, как металл остынет, его извлекают и очищают, а полученная отливка принимает форму среды обитания.

Художник создает скульптуру, отливая песок в пустой муравейник

Когда муравьи строили свое гнездо, они полагались на те же качества, что и заклинатели песка:хорошо утрамбованные крупинки земли могут создать структуру, устойчивую к обрушению. В этом случае среда обитания сохраняет форму даже при введении расплавленного алюминия.

Литье в песчаные формы:искусное ремесло

Конечно, огненные муравьи не создают пространства для заброса. При литье в песчаные формы «в дикой природе» будут проблемы с выходом газов из формы, проницаемостью всех частей среды обитания и скоростью охлаждения в каждой камере. Участки металла могут быть ослаблены из-за разной скорости охлаждения, что не имеет отношения к интересному и привлекательному произведению искусства, которое не выдержит нагрузки.

Тем не менее, металлическая структура и хрупкость имеют отношение к промышленным отливкам, которые будут иметь дело с механическими нагрузками, такими как детали двигателя и строительные элементы. Именно обработка этих аспектов металлургии делает литье в песчаные формы зависимым от точных методов и опыта.

Чтобы начать процесс литья в песчаные формы, формовочный песок готовят в мюллерах. , которые смешивают песок, связующее вещество и воду. Аэраторы используются для разрыхления песка и облегчения формования. Вместо измельчителей можно использовать пескорезы, работающие над кучей на литейном полу. Доставка песка на формовочную площадку может осуществляться самосвалами, ковшами или ленточными конвейерами.

На формовочном полу песок формуется в формы; формы могут быть размещены на земле или доставлены конвейерами на разливочную станцию. После заливки отливки извлекаются из опоки. Налипший песок удаляется выбивной станцией. Использованный песок возвращается в бункеры для хранения ленточным конвейером или другим способом.

В литейном производстве имеется огромное разнообразие оборудования и методов. Они варьируются от простых устройств, облегчающих работу литейщиков, до полностью механизированных устройств, которые выполняют все, от формовки до выбивки. Какой уровень автоматизации использует литейное производство, зависит от экономики производственной линии. Компания, производящая тысячи одинаковых деталей, например производитель автомобилей, может использовать больше средств автоматизации, чем литейный цех, производящий небольшие партии очень непохожих деталей.

Независимо от того, автоматизированы они или нет, литейные заводы используют одни и те же типы инструментов при производстве литья в песчаные формы. фляга представляет собой жесткую раму, используемую для удержания песка, который образует форму. Фляги обычно состоят из двух частей:верхней части, называемой крышкой. , а в нижней части — перетаскивание . Если используется более двух частей, промежуточные секции называются щеками. . Во многих литейных цехах эта колба устанавливается на «нижнюю доску». Эта доска используется для того, чтобы после извлечения опоки форму можно было перемещать для удаления модели, заливки и других важных операций.

В литейных цехах используются три варианта опок:герметичные, защелкивающиеся и скользящие. Герметичные колбы остаются на месте, пока форма заполняется металлом. Флаки Snap навешиваются на один угол и запираются на противоположном диагональном углу. Формовщики отцепляют и снимают эти опоки после закрытия формы. Фляги имеют прочную конструкцию и сужаются сверху вниз со всех четырех сторон:они легко соскальзывают с закрытой песчаной формы. Защелкивающиеся или проскальзывающие опоки позволяют формовщику изготавливать множество форм с помощью одной опоки.

Перед заливкой формы с защелкой или скользящей опокой вокруг формы помещают деревянную или металлическую заливочную рубашку, а сверху устанавливают груз, чтобы крышка не поднималась. Секции крышки и тяги на всех флягах поддерживаются в правильном положении с помощью штифтов и направляющих колб.

Опоки могут заполняться песком вручную, подаваться самотеком из подвесных бункеров, загружаться непрерывной лентой из бункера или плотно заполняться механическими пескоразбрасывателями. Очень большие формы можно заполнять мостовым краном, оснащенным грейферным ковшом.

Ручной таран Самый простой способ уплотнения песка. Для увеличения скорости используются пневматические трамбовки. Способ медленный, так как песок утрамбовывается слоями, и добиться равномерной плотности сложно. Более однородные результаты и более высокая производительность достигаются с помощью отжимных машин. . Соковыжималки с ручным управлением были ограничены небольшими формами и теперь устарели. Пневматические машины работать для более крупных форм, а также намного быстрее. Отжимные формовочные машины производят наибольшую плотность песка в верхней части опоки и наиболее мягкий вблизи линии разъема модели.

В встряхивающих формовочных машинах , шаблон помещается на пластину, прикрепленную к верхней части воздушного цилиндра. После поднятия стола открывается быстросъемный порт, и поршень, плита и форма свободно падают на верхнюю часть цилиндра или ударные колодки. От удара песок уплотняется. Плотность, производимая этой машиной, наибольшая рядом с линией разъема рисунка и самая мягкая вблизи верхней части колбы. Как отдельный агрегат он используется в основном для средних и крупных работ. Там, где для больших объемов работ используются простые ударные машины, верх опоки обычно утрамбовывают вручную с помощью пневматического молота.

Тяжело-сжимающие машины используйте как процедуры толчка, так и процедуры сжатия. Пластина установлена ​​на двух воздушных цилиндрах:маленьком цилиндре для сотрясения и большом для сжатия формы. Они широко используются для мелких и средних работ с шаблонами спичечной пластины или литника.

Иногда устройства для снятия рисунка могут быть объединены с встряхивающими или отжимными машинами. Эти машины удаляют шаблон из формы автоматически. Удаление шаблона также может быть выполнено с помощью машин с встряхиванием-переворотом-вытягиванием или встряхиванием-сжатием-переворотом-вытягиванием. Эти машины вибрируют форму, чтобы облегчить извлечение рисунка:кинетическая энергия вибрации проходит через песок иначе, чем через металл, и помогает компонентам разделяться. Машины для вытягивания с переворачиванием переворачивают форму вверх дном, чтобы рисунок легче отпадал. Машины Rockover наклоняют пресс-форму, но не настолько далеко.

 пескоструйщик является наиболее широко применяемым типом трамбовочной машины. Он состоит из вращающегося насоса, называемого рабочим колесом, который расположен на конце двойного шарнирного рычага. На этом рычаге установлены конвейеры, подающие песок к рабочему колесу. Рабочее колесо вращается с высокой скоростью и придает песку скорость, которая плотно врезается в форму при ударе. Головка машины может быть направлена ​​на все части колбы. Это можно сделать вручную на более крупных машинах или автоматически на высокоскоростных производственных линиях для пресс-форм меньшего размера.

Вибраторы используются на всех трафаретных машинах. Они освобождают рисунок от захвата песком перед удалением. Их использование сводит к минимуму повреждение формы при извлечении модели и имеет дополнительное преимущество, заключающееся в получении отливок более однородного размера. Вибраторы обычно пневматические.

Небольшие отливки можно отливать методом пакетного формования. В этом случае каждая опока имеет отформованную на ее верхней поверхности полость для волочения, а на нижней - полость для горлышка. Их укладывают друг на друга на подходящей высоте и заливают из общего литника.

Металлургия и движение производителей

Ранние металлурги отливали бронзу и латунь на небольших предприятиях нескольких ремесленников. Затем, в течение долгого периода железного века и в период промышленной революции, литейные заводы стали крупными предприятиями, специализирующимися на управлении чрезвычайно высокими температурами, необходимыми для производства стальных и чугунных отливок, и удовлетворении производственных потребностей растущей экономики. В последнее время наблюдается движение за восстановление традиционных производственных навыков. Любители домашних литейных цехов используют металлы с более низкой температурой плавления, чем железо и сталь, из соображений безопасности и сложности, но многие шаги, которые они предпринимают, одинаковы. Наблюдение за ходом процесса может демистифицировать кастинг.

Создатель YouTube The King of Random демонстрирует алюминиевое литье в этом коротком видео о своем домашнем Mini Metal Foundry. Для большинства своих отливок он использует метод «литья пены», форму литья по выплавляемым моделям, при которой полистироловая форма закапывается в рыхлый песок детской площадки. На 6:42 он показывает, как литье в зеленую песчаную форму улучшает качество поверхности. Деревянный контейнер, который он использует, образует «герметичную колбу».

King of Random демонстрирует литье на своем домашнем литейном заводе.

Одним из важных аспектов этого видео является акцент на безопасность. Мы видим, как может произойти растрескивание, когда горячий металл льется на бетон:невероятно опасная авария, по которой многие литейные заводы спроектированы с земляными полами. Литье металла — это интересно и весело, но высок риск серьезной травмы.

Литье в песчаные формы:инновационная традиция

Литейные заводы производили металлические предметы на протяжении тысячелетий, и в течение этого времени основная предпосылка литья в песчаные формы оставалась неизменной:заливать металл в пустоту, состоящую из хорошо упакованных песчинок. Предметы, отлитые из песка, повсеместно распространены в индустриальную эпоху:важная часть большинства промышленных машин, двигателей и многих архитектурных приспособлений. Тем не менее, отрасль занимается инновациями, чтобы помочь повысить безопасность, размер, согласованность и скорость, и эта форма производства поддерживает инновации изобретателей и дизайнеров, создающих технологии завтрашнего дня. Литье в песчаные формы представляет собой интересный набор парадоксов. Это процесс, который кажется простым, но требует сложности и мастерства, чтобы достичь совершенства. Это одновременно один из самых традиционных навыков и место постоянных, непрерывных инноваций. Неудивительно, что сегодня работа литейного цеха заново открывается любителями и любопытными, которые хотят понять историю предметов, которые мы используем каждый день.

Предыдущий пост:Методы литья металлаПроцесс литья металлаСледующий пост:Изготовление моделей