Open Library — открытая библиотека учебной информации

Открытая библиотека для школьников и студентов. Лекции, конспекты и учебные материалы по всем научным направлениям.

Категории

Производство Оборудование для нанесения герметизирующего покрытия

Тема 1.5 Вакуумнопленочный способ и машины (6 часа)

М 2

1.5.1 Принципиальная схема вакуумно-плёночной формовки

Сущность процесса вакуумной формовки заключается в использовании синтетических полимерных пленок и вакуума для получения литейных форм.

Сущность способа и последовательность операций, выпол­няемых для его реализации, иллюстрируются схемой на рис. 1.1. Модельная плита 1 с закрепленной на ней моделью 2 монтирует­ся на вакуумируемой камере 3, полость которой соединœена сквозными каналами с поверхностью плиты и модели (рис. 1.1, а). Синтетическую пленку 4 толщиной 0,05—0,10 мм и пло­щадью поверхности, равной площади модельной плиты в плане, в течение нескольких секунд нагревают электрическим нагрева­телœем 5 до перевода пленки в пластическое состояние (рис. 1.1,б). Пленку накладывают сверху на модель (рис. 1.1, в), а полость камеры 3 подключают к вакуумному насосу, При этом пленка плотно облегает поверхность модельной плиты и модели, точно воспроизведя ее контур.

На модельную плиту устанавливают опоку 6, которая через вытяжную камеру соединœена трубопроводом 7 с отверстием с коллектором 8 отсасывающего устройства (рис. 1.1, г). В опоку засыпают сухой мелкозернистый песок (кварцевый, цирконовый и т.д.) с высокой объемной массой без связующего и пред­варительно уплотняют песок легкой вибрацией (рис. 1.1, д).

Далее отформовывают литниковую чашу, удаляют избыток песка из полуформы, накладывают на ее поверхность син­тетическую пленку (без предварительного ее нагревания) и уплотняют формовочный материал подключением опоки к ва­куумному насосу (рис. 1.1,е).

Как только полуформа в результате вакуумирования при­обретает необходимую прочность, ее снимают с модельной пли­ты. При этом последнюю отключают от вакуумной системы, что позволяет легко отделить от нее готовую полуформу с синтети­ческой пленкой на ее рабочей поверхности (рис. 1.1, ж).

Вторую полуформу изготовляют аналогично, а затем соби­рают из них форму. После сборки формы можно выполнять за­ливку. В процессе сборки формы, заливки металла и затвер­девания отливки опоки подключены к вакуумному насосу (рис. 1.1, з). Как только температура отливки достигает значения, крайне важного для сохранения ее прочности, насос отключают, а песок, удаляемый из опок, через охладительное и пылеулавли­вающее устройство поступает в бункер (рис. 1.1,и)[1].

Рисунок 1.1 — Последовательность операций при вакуумной формовке

В первых устройствах, работающих по принципу вакуумирования форм, герметизирующее покрытие (синтетическую пленку) устанавливали на оснастку вручную, сматывая ее с рулона. Для подогрева пленки использовали инфракрасные нагреватели. Ручные операции по нанесению пленки значительно снижали производительность оборудования для изготовления вакуумируемых форм. Попытки автоматизации процесса нанесения герметизирующего покрытия привели к созданию различных устройств для герметизации литейной оснастки.

Один из механизмов (Япония) состоит из подъемной траверсы 10 (рис. 1.2) для подачи к модели 9 пленки 6 и неподвижной направляющей 7, по которой перемещается пленка. Вначале траверса 10 с размещенным над ней механизмом подъема, состоящим из цилиндра 2 и поршня, устанавливается на оси у – у в верхнем положении. Телœежка с моделью 9 находится на оси х – х, конец пленки 6 под действием разрежения притянут к направляющей 7. Затем происходит вакуумирование камеры, размещенной в траверсе. Одновременно прекращается вакуумирование камеры направляющей, в результате чего пленка притягивается к поверхности траверсы 10. Под действием цилиндра 5 со штоком 3 телœежка 4 перемещается, и траверса 10 устанавливается на оси х – х, увлекая за собой пленку, которая под действием разрежения вновь притягивается к направляющей 7. Траверса опускается, при этом размещенные в контейнере 1 нагреватели нагревают пленку и происходит резка ее по контуру. Вакуумирование траверсы 10 прекращается. Включаются система вакуумирования модели и нагреватель 8; в результате пленка притягивается к модели и облицовывает ее поверхность. Далее траверса 10 поднимается и телœежка 4 возвращает ее в исходное положение. Телœежка, на которой установлена модель, перемещается на позицию формовки, где происходят установка опоки, засыпка формовочного материала, уплотнение его вибрацией. Перед извлечением модели она соединяется с атмосферой.

Рисунок 1.2 — Устройство для нанесения плёнки

1.5.3 Машины вакуумно-плёночной формовки

На рисунке 1.4 представлена схема двухпозиционной машины вакуумной формовки.

Рисунок 1.4 — Схема двухпозиционной машины вакуумной формовки

Часть листа͵ прижатая к рамке 4, прогревается электронагревателями, размещенными в открытом снизу теплоизолированном кожухе, который расположен над рамкой. Затем цилиндр опускает рамку. При этом часть листа͵ расположенная слева от рамки, прогибается вниз, упирается в нагреватель, смонтированный на присосœе, и расплавляется. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, часть листа͵ прижатая к рамке, отсекается от рулона. После остановки рамки в крайнем нижнем положении (непосредственно над плитой) вакуумируются каналы, выполненные в этой плите, и соединяются с атмосферой полости рамки. В результате отрезок пленки отделяется от рамки и ложится на плиту, плотно облегая ее.

Облицованная плита переходит на следующую позицию (справа от колонны), куда перемещается также опока. Здесь цилиндр 2 поднимает плиту и столом (который соединœен с плитой пневматическими амортизаторами) снимает плиту с кронштейнов карусели 1, а при дальнейшем подъеме снимает опоку с рольганга (опока ложится на плиту). Сухой формовочный песок засыпается из бункера 3 через трубу в опоку и предварительно уплотняется вибрацией (стол вибрирует на амортизаторах). Затем оператор накрывает опоку сверху пленкой, и происходит окончательное уплотнение песка вакуумированием внутренней полости опоки через шланᴦ. Далее каналы модельной плиты соединяются с атмосферой (отрезок пленки отделяется от модельной плиты и прижимается к песку), цилиндр пускает стол (вытяжной модели), и готовая полуформа выдается из машины по рольгангу [1]. Существенным недостатком такой машины является ручная операция нанесения герметизирующей пленки на опоку, что снижает производительность и делает невозможной автоматизацию процесса изготовления литейных форм.

Этой же фирмой была разработана многопозиционная карусельная машина (рис. 1.5), содержащую позиции изготовления форм А, сборки Б, заливки В, выбивки Г. Опоки перемещаются по рельсам. В центре расположена вакуум-камера, с которой соединœены вращающиеся патрубки и вакуум-проводы, снабженные клапанами и вращающимися соединительными втулками. На позицию А поочередно в разъединœенном виде подаются опоки, снабженные буферными устройствами и колесами для перемещения. Модели верха и низа размещены на поворотном столе 1 и перемещаются в вертикальном направлении подъемными устройствами.

При подъеме модели происходят: нанесение на модель синтетической пленки устройством 2, соединœение тела модели с вакуумной системой, поворот подготовленной модели, установка опоки, засыпка формовочного материала из бункера 3, герметизация верха опоки слоем пленки, вакуумирование формы, опускание стола с моделью, дальнейшая транспортировка готовой полуформы. На столе 4 осуществляется переворот нижних опок вилочными захватами, подхватывающими рукоятки опок.

Рисунок 1.5 — Схема многопозиционной карусельной машины

На позиции Б происходит сборка полуформ, при этом верхние опоки поднимаются цилиндрами и тягами. Укрепленными на консоли, а также захватами, фиксирующими положение опоки. Опоки верха опускаются на нижние опоки, а готовые формы поступают на участок заливки В, после чего неĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ время перемещаются по кругу и охлаждаются. Вблизи позиции выбивки залитые опоки подхватываются приводом, снабженным цилиндром со штоком и опорой. На позиции Г отключается система вакуумирования формы, вследствие чего формовочный материал и отливка проваливаются на расположенные ниже приемные конвейеры. При дальнейшем перемещении опок по кругу происходят разъединœение опок и переворот нижних опок в положение, крайне важное для формовки. В процессе движения и переворота опоки постоянно соединœены с вакуумпроводами через вращающиеся соединительные втулки[1].

Одним из существенных недостатков машины, как и всœех машин карусельного типа, является то, что поворот карусели осуществляется только после того, как будет выполнена самая длительная операция (в данной машинœе это операция изготовления форм).

Читайте также

Тема 1.5 Вакуумнопленочный способ и машины (6 часа) М 2 1.5.1 Принципиальная схема вакуумно-плёночной формовки Сущность процесса вакуумной формовки заключается в использовании синтетических полимерных пленок и вакуума для получения литейных форм. Сущность способа и. [читать подробенее]

Модельная оснастка изготовление

Модельной оснасткой — называют разнообразные приспособления и инструменты, используемые для изготовления литейной формы, а в дальнейшем — для изготовления отливки.

ПРЕИМУЩЕСТВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МОДЕЛЬНОЙ ОСНАСТКИ

Защита от износа;

Устойчивость к внешним воздействиям.

Модельная оснастка — это целый комплекс различных инструментов, применяемых при изготовлении литейной формы, а в дальнейшем для производства отливки. Разработкой проектов и последующим выпуском занимается специализированное модельное производство, где применяются самые современные технологии и материалы. Изначально проект разрабатывается в трехмерном виде с помощью компьютера, чтобы наиболее подробно изучить все части будущей модели. Непосредственно сами модели, а также стержневые ящики, изготавливаются на специальных станках с ЧПУ или посредствам 3D принтера.

Изготавливается оснастка для литья на основе холодно-твердеющих смесей (ХТС), таких как древесноволокнистая, модельная плита и композитные материалы.

Чаще всего выпускается алюминиевая, деревянная, пластиковая или чугунная оснастка.

Ресурс, который может обеспечить модельная оснастка, может варьироваться в пределах от 1000 до 15000 съемов в зависимости от материала оснатки. Самыми прочными материалами являются чугун, сталь и алюминий, после них идет пластмасса, а затем уже дерево и фанера.

Материалы, используемые нами для изготовления модельной оснастки:

модельный пластик различной твердости;

стеклопластик (контактная формовка);

МДФ с последующей пропиткой и обработкой;

пенополистирол твердых марок;

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ МОДЕЛЬНОЙ ОСНАСТКИ

Самый бюджетный и простой вариант — модельная оснастка из МДФ.

После завершения фрезеровки, для придания высокой твердости и повышению водоотталкивающих свойств поверхностному слою модели, ее рабочие поверхности подвергаются пропитке особыми смолами. Оснастка из МДФ подходит для выполнения небольшого числа отливок. Чаще всего этот материал используется при изготовлении оснастки для художественного литья.

Дерево считается классическим, легким и легкообрабатываемым материалом. Поэтому из дерева очень часто изготавливается модельно стержневая оснастка. Для производства модельной оснастки используется исключительно качественная и идеально высушенная древесина, а тонкие художественные детали требуют использования ценных пород твердой древесины. Такие сложности приводят к увеличению стоимости изготовления литейной оснастки из древесины по сравнению с оснасткой из МДФ. Конечно, в некоторых случаях модельная оснастка из древесины просто незаменима. Например, при изготовлении габаритных изделий деревянная оснастка предпочтительней из-за меньшего веса.

Оптимальный вариант для современного производства — изготовление модельной оснастки из пластика. В современной химической промышленности производится огромное количество видов полимеров, которые предназначены для производства литейной оснастки, в форме пасты, заливочного состава или плиты стандартного размера. Подобные материалы очень удобно использовать – они обладают однородной структурой и высокими эксплуатационными характеристиками. Некоторые модельные полиуретаны превосходят по износостойкости алюминиевые сплавы и могут выдерживать более 100 000 съемов. Изготовление литейной оснастки из пластика выгодно для производства крупных серий отливок на предприятиях, обладающих современным формовочным оборудованием.

Металлическая литейная технологическая оснастка является самым надежным и долговечным вариантом, хотя и самым дорогостоящим, так как обрабатывать металл намного тяжелее, нежели пластик либо дерево.

Подобную оснастку практически невозможно повредить.На нашем оборудовании мы можем изготовить оснастку из алюминиевых и других сплавов.

СФЕРЫ ПРИМЕНЕНИЙ МОДЕЛЬНОЙ ОСНАСТКИ

Мы предлагаем изготовление модельной оснастки для различных отраслей промышленности:

машиностроительное и художественное литье;

архитектура и дизайн.

Компания ООО «ФормаТех» готова предложить услуги изготовления модельной оснастки по выгодным ценам.

Для определения стоимости и сроков изготовления модельной оснастки, направьте ваш запрос через форму на сайте или на почту: info@forma-tech.ru
ТРЕБОВАНИЯ К ЗАЯВКЕ (В запрос включите следующую информацию):

1. Чертеж или 3D модель
2. Материал готового изделия
3. Дополнительные сведения

Минимальная стоимость модельной оснастки — от 5000 рублей
Срок изготовления модельной оснастки от 1 рабочего дня
В течение одного рабочего дня с вами свяжется специалист для уточнения деталей, расчета стоимости и сроков выполнения.
Если у вас отсутствует необходимая 3D модель или чертёж, мы поможем Вам их спроектировать и изготовить.

Литейная оснастка для литья металлов и сплавов

Требования к литейной форме Технологии литья Модельная оснастка Литье в песчаные формы Литье в кокиль Литье под давлением Литье по выплавляемым моделям

Литейное производство — одна из отраслей металлургии, специализирующаяся на переработке металлов и их сплавов, в частности, изготовлением деталей различных конфигураций методом заливки расплавленного металла в специальную форму, под принудительным давлением или естественным путем, с последующим охлаждением до застывания в форме нужной отливки — готового изделия или заготовки. В случае необходимости отливка затем подвергается механической обработке, для большей точности размеров либо уменьшения шероховатости поверхности. Таким образом, основная цель литейного производства – изготовление отливок, максимально соответствующих по форме и размерам конечному изделию.

Для получения качественных отливок на производстве используется специальная литейная оснастка — литейные формы, и от качества их исполнения и особенностей конструкции в большой степени зависит не только качество конечного изделия, но и трудозатраты на производство.

На производстве к качественной литейной форме предъявляют ряд требований, основные из них:

• прочность (выдерживать нагрузки)
• податливость (при усадке отливки уменьшаться в объеме)
• газопроницаемость (при эксплуатации в литейной форме образуются газы)
• огнеупорность (не поддаваться воздействию расплавленного металла)

По степени участия непосредственно в процессе литья литейная оснастка подразделяется на формообразующую (основную) и универсальную (вспомогательную). По количеству возможных заливок литейные формы бывают разовые и многократные, также есть подразделение форм по материалу, из которого они изготовлены (песчаные, металлические и т.д.).

• литейные формы из металлов – чугуна и стали – выдерживают большое количество заливок, сотни и тысячи, поэтому относятся к многократным.
• песчаные формы и формы по выплавляемым моделям эксплуатируются с помощью приспособлений – моделей, они являются разовыми, а сам процесс производства таких форм называется «формовка». С помощью модели оформляют внутренние рабочие поверхности в песчаной литейной форме, они заполняются расплавленным металлом и формируют отливку.

Весь комплект приспособлений, необходимых для производства отливок, и представляет из себя литейную оснастку, а часть оснастки, необходимая для формирования рабочей полости в литейной форме при формовке – модельный комплект.

Изделия, полученные на литейном производстве из тугоплавких сплавов, необходимы в таких отраслях, как авиастроение, приборостроение, ракетостроение, судостроение, радиоэлектроника и атомная энергетика, а из коррозионно-стойких и жаропрочных сплавов – в химической промышленности. На сегодняшний день от 50% до 95% деталей промышленного оборудования изготавливается именно методом литья.

В современном литейном производстве широко применяется около пятидесяти технологий литья, наиболее часто используются:

• литье под давлением
• литье в песчаные формы
• литье по выплавляемым моделям
• литье в металлические формы или кокиля
• литье под низким давлением
• литье в оболочковые формы
• центробежное литье и др.

Коллектив Ульяновского Приборо-Ремонтного Завода обладает богатым опытом, позволяющим проектировать и изготавливать литейную оснастку для литья цветных металлов и сплавов, а именно: литья в кокиль, литья в песчаные формы (в землю), литья под давлением, а также осуществлять полный цикл изготовления пресс-форм для литья по выплавляемым моделям.

Модельные комплекты (оснастка) — литье в песчаные формы

Модельным комплектом называется технологическая оснастка, в том числе приспособления, которые формируют рабочую полость литейной формы; она включает в себя модели литниковой системы, модельные плиты, стержневые ящики, шаблоны сборочные и контрольные, а также литейную модель – приспособление, при помощи которого в литейной форме получается отпечаток, размерами и конфигурацией соответствующий необходимой отливке.

При изготовлении модели обязательно предусматривают припуски на механическую обработку готовой отливки, эти припуски закладываются при проектировании в чертеже отливки. Также размеры модели должны превышать размеры отливки на размер литейной усадки используемого при литье сплава. Эти и многие другие технологические особенности должны быть учтены специалистами при проектировании.

Литейные модели бывают разъемные и неразъемные, состоящие из двух или нескольких частей. По материалу изготовления модели бывают, в основном, пластмассовые, металлические и деревянные, так как модель должна быть одновременно прочной и жесткой, но легкой. Деревянные модели, с целью избежания коробления, изготавливают из отдельных склеенных брусочков, при этом важно разное направление волокон дерева.

Модели из дерева имеют свои преимущества – простота изготовления, умеренная стоимость, небольшой вес, и недостатки – малый срок службы, коробление, гигроскопичность, неоднородность структуры. Модели из металла используются при производстве отливок в больших количествах, в массовом производстве. Такие модели более долговечны, имеют более точную рабочую поверхность, однако они подвержены окислению и имеют очень большую массу. В зависимости от специфики работы такой оснастки и требований к условиям ее эксплуатации модели изготавливают из различных сплавов – на основе алюминия, стали, бронзы, латуни и чугуна. Пластмассовые модели сочетают в себе достоинства металлических и деревянных моделей, так как обладают небольшой массой, хорошей точностью, прочные, не поддаются короблению, устойчивы к воздействию влаги. Как правило, изготавливаются пластмассовые модели из составов на основе формальдегидных и эпоксидных смол.

В последнее время литье в песчаные формы применяется на производстве редко, большей частью, на крупных заводах авиационного, машиностроительного и автомобилестроительного производства. Как следствие, конструкторов и технологов, специализирующихся по этому виду литья, немного. В коллективе нашего предприятия имеются специалисты, обладающие опытом работы в этой достаточно сложной сфере.

Основную сложность составляет наличие большого количества стержневых ящиков, отъемных частей, а также необходимость создания двухсторонних моделей. Мы можем изготавливать металломодельную оснастку из алюминия и из стали. На такой оснастке можно лить цветные и черные металлы и сплавы, а также чугун.

Литье под давлением цветных металлов и сплавов

В последнее время такой вид литья получил большое распространение. Отливки, получаемые в процессе литья под давлением, применяются в производстве мебели, бытовой техники, в автомобилестроении и многих других видах производства. Такие изделия очень прочные, герметичные и имеют хороший товарный вид. Оснастка для литья под давлением металлов и сплавов рассчитана на сотни тысяч, даже миллионы циклов литья, однако достаточно сложная для изготовления и дорогостоящая.

Для эксплуатации оснастки такого вида существует много разновидностей машин литья под давлением, модельный ряд постоянно обновляется. Они подразделяются на машины литья с горизонтальной камерой прессования и с вертикальной камерой прессования. Каждый из этих видов имеет свой ряд по габаритам, мощности, особенностям конструкции и производителям.

Наше предприятие успешно выполняло проектирование, изготовление и запуск в производство пресс-форм для пластмасс и металлического литья изделий, используемых в машиностроении, а также для производства продукции бытового назначения.

Пресс-формы для литья цветных металлов и сплавов под давлением могут быть разной степени сложности: с ползунами, с гидроцилиндрами, с наклонными толкателями, с вкладышами, одногнездные, многогнездные, с многими плоскостями разъема и т.д.. Для изготовления оснастки любой сложности у нас есть необходимый опыт и оборудование. В большинстве случаев имеем возможности и для эксплуатации этой оснастки на собственном оборудовании.

Литье по выплавляемым моделям

Литье по выплавляемым моделям чаще всего применяется для получения тонкостенных отливок сложной конфигурации, как в машиностроении, так и в художественной промышленности. Это один из самых древних способов литья скульптур, колоколов, пушек. Характерная особенность данного вида литья – каждая модель может быть использована для получения только одной отливки, так как в процессе изготовления формы вытапливается, а сама формовочная смесь состоит не из однородного расплавленного металла, а из огнеупорного мелкозернистого, пылевидного материала в связующем растворе. Именно такой состав смеси способствует получению отливок с высоким качеством поверхности. Точность самого отпечатка модели обеспечивается с помощью увеличенной температуры металла, поэтому формовочные и связующие материалы должны обладать высокой огнеупорностью. Недостаток такого метода – сложный и длительный процесс изготовления отливок, для которого необходима специально изготовленная дорогостоящая оснастка и грамотные высококвалифицированные специалисты.

Такой вид литья используется для литья черных и цветных металлов и сплавов. Конструкция пресс-форм очень разнообразна и зависит от планируемой потенциальной производительности и оборудования, на котором оснастка будет эксплуатироваться.

В машиностроении восковые модели отливок изготавливаются в гипсовых, пластмассовых и металлических формах; сам технологический процесс, как правило, механизирован и автоматизирован. Методом литья по выплавляемым моделям производятся детали для авиационной, приборостроительной, машиностроительной и некоторых других отраслей промышленности, где применяются технологии литья труднообрабатываемых сплавов, жаропрочных и коррозионно-стойких.

Оснастка для литья по выплавляемым моделям бывает механизированной (конструкции аналогичны пресс-формам для литья под давлением) и ручной разборки (конструктивно более разнообразны и производят отливки более сложной геометрии). Если от изделия требуется высокая степень точности, прочности и герметичности, то алюминиевые отливки такого вида литья предпочтительнее, чем отливки литья под давлением. При литье по выплавляемым моделям из черных металлов изделия получаются более точными и красивыми, чем отливки в песчаные формы. Наше предприятие может выполнить любой заказ по проектированию и изготовлению оснастки для литья по выплавляемым моделям, в тои числе с привязкой к оборудованию заказчика.

Производство пластиковой модельной оснастки для литья с помощью 3D-печати — экономически эффективный процесс. Напечатанные модели можно применять для формовки по технологиям ХТС, альфа-сет-процесс, а так же как выжигаемые модели.

Преимущества пластиковой модельной оснастки

Удобство использования, транспортировки и хранения

Напечатанные модели, имеют внутри сотовую структуру, за счет чего они легче чем деревянные в несколько раз. Это упрощает все процедуры по обработке и перемещению моделей.
При хранении пластик не изменяет своих размеров от влажности и температуры в отличие от дерева, которое коробится и меняет размеры в больших пределах.

Высокая точность и скорость изготовления моделей

По сравнению с ручным изготовлением, 3D-печать позволяет добиться меньших отклонений в размерах, особенно на сложной геометрии. Так же, сложные модели вручную изготавливаются намного дольше: например, 1 месяц вручную против 48 часов печати.

Уменьшение себестоимости литья

За счет большей точности, 3D-печать позволяет уменьшить припуски под мех обработку, что выливается в экономию при литье.

Повышение эффективности производства, снижение издержек

Следует учитывать, что внутри модель получается с сотовым заполнением, прочность получается, в основном, за счет внешней стенки. Толщина стенки достаточная для большинства изделий — 2,0-3,5 мм.

Внутренняя структура изделия при печати позволяет снизить расход материала при сохранении высокой прочности, необходимой для формовки

Описание этапов изготовления оснастки методом 3D печати

1. Экспорт 3D-модели изделия из программы трехмерного моделирования Для 3D-печати необходимо иметь файл 3D-модели в формате STL. Все программные пакеты, используемые для проектирования обьемных моделей, поддерживают сохранение в этот формат.
2. Преобразование 3D-модели в G-code и загрузка на 3D-принтер 3D-модель разбивается на слои с преобразованием в управляющий код для принтера. Это выполняется автоматически в специальном ПО для компьютера, идущем в комплекте.
   Процесс аналогичен написанию программ для ЧПУ станков, но не требует специальных навыков и сводится к нажатию одной кнопки.
   Пользователю нужно лишь указать некоторые параметры, влияющие на компромисс между скоростью печати, качеством и прочностью изделия.
3. 3D-Печать. Для запуска печати необходимо загрузить файл g-code на 3D-принтер по локальной сети через Wi-Fi или Ethernet.
   Печать длится от нескольких минут до нескольких суток, в зависимости от обьема модели.
   Управление станком осуществляется через локальную сеть с любого компьютера, планшета или смартфона. Присутствует разграничение прав доступа для по паролю.
   Встроенная камера позволяет контролировать процесс из любой точки мира.
4. Механическая постобработка и покрасочные работы. После окончания печати модель имеет неровности, обусловленные послойной наплавкой пластика.
   1. Начальный этап постобработки модели — устранение грубых неровностей (если таковые имеются из-за геометрии 3d-модели), а так же выламываемого материала, строящегося под свисающими частями.
   Допустимо использовать любые низкооборотистые шлифмашины. При шлифовке самого пластика машинами на высоких оборотах он будет плавиться, что нежелательно.
   2. Склейка модели, если она была напечатана по частям, производится клеями для пластика. Мы применяем эпоксидный клей ЭДП. Если текучесть мешает процессу склейки, то используем Поксипол.
   3. Далее следует покрытие всей поверхности жидкой шпаклевкой (двухкомпонентной), для заполнения впадин и слоистости изделия. Желательно выполнять краскопультом.
   4. Шлифовка. Выполняется как орбитальными шлиф машинами, так и вручную. Цель — выравнивание нанесенного ранее слоя. Необходимо постепенно снижать размер зерна на наждачной бумаге, доводя до пригодного к покраске.
   5. Покраска. Рекомендуется предварительная грунтовка акриловым грунтом. Краска — автомобильная акриловая эмаль. Но можно использовать более дешевые краски.Перед нанесением каждого покрытия поверхность необходимо обезжиривать с помощью спец составов либо растворителя 646. Использование ацетона не допускается.
   Используемый пластик PLA не обладает химической стойкостью, но при проведении окрасочных работ не разрушается и обеспечивает хорошую адгезию.

В случае, если печать была выполнена с наилучшим качеством (в настройках ПО), то поверхность получается очень гладкой, что дает возможность обойтись без этапа обработки поверхности жидкой шпаклевкой.
Таким образом существенно ускоряется постобработка. Однако, это приводит к большему времени печати.

Изготовление выжигаемых литейных моделей на 3д принтере

Литье по выжигаемым моделям — одна из технологий точного литья. Технология применяется при изготовлении ответственных деталей в таких отраслях промышленности как авиакосмическая, судостроительная, оборонная и других. Использование 3D печати может существенно оптимизировать процессы получения точных отливок.

Напечатанная на 3д принтере модель для литья по выжигаемым моделям. Материал: Filamentarno Wax3D. Источник: filamentarno

Технологический процесс литья по выжигаемым моделям похож на технологию литья, в которой используется выплавление восковой модели. Но в случае применения 3д печати используется не воск, а специальный полимер, либо пластик.

На сегодняшний день в нашем распоряжении находятся 2 материала, которые могут быть использованы для печати выжигаемых моделей: распространенный пластик PLA и материал WAX3D компании Filamentarno. Оба материала обладают очень низкой зольностью и уже успешно применяются данного вида литья

В случае печати модели из пластика PLA — модель можно только выжигать. А в случае применения материала WAX3D — можно выплавлять как обычный воск, т.к. этот материал был специально разработан для 3D печати выплавляемых моделей.

Применение этого современного материала позволяет использовать напечатанные на 3D-принтере восковки для выжигания без изменения технологического процесса, что особенно важно на крупных предприятиях.

Покрытие для литейного оборудования

Телефон: 8(905) 349-20-71

8(917)610-18-72 Факс/ Телефон: 8(8422) 24-22-45

г. Ульяновск, ул. Промышленная 5, строение 1

Новости «Симбирские печи»

Закончилась сборка Установки УЛВБ мод. 5895Н

Команда ООО «Симбирские печи» закончила сборку УЛВБ

УСТАНОВКА ДЛЯ ЛИТЬЯ В ВАКУУМЕ «УЛВБ» мод. 5895Н

Предназначена для производства отливок колес турбины турбокомпрессоров и других деталей из жаропрочных сплавов на никелевой и кобальтовой основе. В установке отсутствует плавильный тигель. Все операции плавки металла и заливки форм автоматизированы.

Производство «Колёс для транспортных тележек и железнодорожных кранов»

Установка литья в вакууме бестигельная (УЛВБ)

ООО «Симбирские печи» начали изготовление, сборку и наладку машины — «Установка литья в вакууме бестигельная (УЛВБ)» для производства крыльчатки турбины двигателя, по заказу ООО Литоформ на поставку ПАО КАМАЗ

Вы здесь: Главная />Статьи и публикации в СМИ />ХII cъезд литейщиков России. Технологические особенности производства стального литья методом литья по газифицируемым моделям (ЛГМ) с использованием нового оборудования

ХII cъезд литейщиков России. Технологические особенности производства стального литья методом литья по газифицируемым моделям (ЛГМ) с использованием нового оборудования

Процесс ЛГМ постепенно находит широкое распространение в литейных цехах в России.
Наибольшее распространение ЛГМ получил при производстве серого чугуна и алюминиевых сплавов.
При применении ЛГМ в стальном литье возникает существенный недостаток-науглероживание до 0,15-0,2% С.
Учитывая сталелитейную направленность литейного производства в России, проблема получения качественных отливок методом ЛГМ весьма актуальна.
При этом нужно учесть, что процесс ЛГМ в России применяют в небольших литейных цехах.
Исходя из этого, целью нашей работы была разработка оптимальных параметров отдельных этапов техпроцесса для стального литья и применение для этих целей нового оборудования и, самое главное, разработка методов контроля на каждом из этапов технологии.

Процесс ЛГМ

Процесс ЛГМ состоит из двух этапов:

• получение качественных пеномоделей и сборки их в кластеры;
• виброуплотнение кластеров наполнителем заливка жидким металлом под вакуумом.

Нами была поставлена задача – разработать оптимальные параметры на всех стадиях этих двух этапов и их контроль в условиях мелкосерийного производства, что является крайне сложным по сравнению с массовым автоматизированным производством.

I. Технология получения качественных пеномоделей (кластеров) для стального литья

При использовании традиционного пенополистирола, благодаря высокому науглероживанию +0,15-0,2% С, получить качественные стальные отливки весьма проблематично.

В этой связи наиболее приемлемым являются новые пеноматериалы-сополимеры, которые в своем составе содержат полимер метилметакрилат (РММА) и полистирол (EPS).

В состав РММА входит кислород, поэтому при взаимодействии с жидким металлом он сразу же превращается в газ, исключая образование «жидкой фазы», что устраняет указанный дефект — науглероживание

Формула РММА: (С8Н8О2)-m

В настоящее время для ЛГМ производится две марки сополимера:

• CLEAPOR 500A (производитель Япония);
• STMMA (производитель Китай).

Подвспенивание сополимера

Специально для подвспенивания гранул

сополимера и дальнейшего спекания пеномоделей разработано компьютерное управление стандартного автоклава ГП- 100-ПМ. (см.фото)

alt=»01″ width=»100″ height=»150″/>Основным назначением данной системы автоматического управления (САУ) является реализация интерфейса и автоматическое поддержание рабочих режимов пара в стерилизаторе.

Данная система позволяет управлять процессом, поддерживая рабочую температуру камеры автоклава.

Задув и спекание подвспененных гранул сополимера

alt=»03″ width=»100″ height=»140″/>Для качественного задува подвспененных гранул было изготовлено новое задувное устройство, которое позволяет равномерно заполнять полости прессформ (см. фото).

Склейка моделей

В случае простых разъемов моделей целесообразно соединять стыковочные поверхности путем их расплава.

Для сложных поверхностей применяется специальный термопластический клей с минимальной газотворностью, что особенно важно для сополимера.

Требования к противопригарным покрытиям для стальных отливок

При использовании сополимера противопригарное покрытие должно обладать высокой термостойкостью и газопроницаемостью. Таким требованиям отвечает покрытия ASK (Германия) марки Polytop FS3.

Равномерность покрытия и оптимальная его толщина достигается путем применения новой краскомешалки, в которой происходит непрерывное перемешивание краски.

Технологи я сушки

alt=»04″ width=»100″ height=»85″/>От качества сушки противопригарного покрытия зависит качество отливки.После просушки краска не должна иметь остаточной влажности и трещин. Для выполнения этих требований был разработан специальный сушильный шкаф, в котором достигается необходимая температура 52-54°С и высокий теплообмен, обеспечивающий влажность не более 16% (см.фото).

Выводы:

1. Разработана и освоена технология и новое оборудование для ручного изготовления качественных моделей из сополимера, а также выбраны параметры контроля на всех стадиях процесса.
2. Оптимальными параметрами процесса являются:

• качественное подспенивание исходных гранул сополимера до плотности не более 24-26 г/л и содержание пентана в подспененных гранулах не менее 6,8-7,0 %;
• выбранные параметры задува для различных пеномоделей обеспечивают равномерное заполнение гранулами полостей прессформ и качественную структуру моделей после их спекания в автоклаве;
• правильно подобранное противопригарное покрытие и метод окраски обеспечивают оптимальную толщину краски и ее газопроницаемость;
• специальное оборудование для сушки окрашенных моделей обеспечивает температуру не менее 52-54°С и равномерную просушку краски;
• оптимально разработана литниковая система,которая позволяет получить хорошую проливаемоть блока.
• правильный выбор конструкции модельного блока (кластера) обеспечивает его жесткость при заполнении наполнителем и последующим виброуплотнением.

Комплект оборудования для ручного изготовления пенополистироловых моделей

II. Технология формовки и заливки сополимерных кластеров жидким металлом.

alt=»06″ width=»100″ height=»136″/>Выбор оптимальных параметров формовки

Цель формовки-равномерно заполнить наполнителем все полости пеномоделей, чтобы обеспечить высокое качество поверхности отливки. Специально для ЛГМ был разработан вакуумный контейнер для формовки и заливки кластеров (см. фото).

Контейнер имеет необходимую жесткость, благодаря которой вибрация вибростола эффективно передается на находящийся внутри контейнера наполнитель.

Подвод вакуума к контейнеру осуществляется через специальный клапан, распоположеный в его днище.

Оптимальные параметры виброуплотнения

Успех данной операции зависит от следующих факторов:

• жесткой конструкции вакуумного контейнера и его гидравлического прижима к вибростолу;
• наличия пневмоподушек, на которых происходит виброуплотнение контейнера;
• специального вибростола, который обеспечивает высокую текучесть наполнителя при вибрации;
• наличия специального передвижного бункера-дозатора, при помощи которого происходит послойное заполнение.

Засыпное устройство

alt=»07″ width=»100″ height=»138″/>Засыпное устройство представляет собой стационарный бункер с шиберным затвором для регулировки потока песка и передвижной дозатор, с помощью которого происходит послойное заполнение контейнера. Количество слоев-от 3 до 5 в зависимости от конструкции. кластера.

Данное устройство позволяет контролировать процесс получения “постели”, установку модельного блока и процесс вибрации.

Вибростол

Данный вибростол позволяет стабильно добиваться высокой текучести наполнителя при послойном заполнении контейнера.

Конструкция данного стола позволяет:

• производить вибрацию контейнера с использованием гидравлических прижимов к вибростолу в процессе его работы;
• система управления параметрами вибростола позволяет выбрать оптимальные параметры вибрации, в том числе и амплитуду.

Нами были отработаны оптимальные параметры вибрации:

• коэффициент ускорения — 1,3;
• частота вибрации — 60 Гц.

Система пескооборота

Система включает:

• два камерных пневмонасоса;
• охладитель-классификатор;
• систему трубопроводов;
• шкаф управления.

Система полностью работает в автоматическом режиме.

Данная система позволяет стабилизировать температуру песка после его заливки жидким металлом, надежно удалять пылевидную фракцию для поддержания высокой газопроницаемости наполнителя.

Вакуумная система

Перед заливкой контейнер с наполнителем накрывается пленкой и книжнему клапану контейнера подключается вакуумная система.

Величина вакуума -0,6-0,8 атм.

Вакуум создается системой, состоящей из:

• вакуумного насоса ВВН1-12;
• вакуумного ресивера;
• системы вакуумопроводов для подсоединения вакуума к контейнеру.

Комплексно-механизированная линия ЛГМ

Все технологические особенности формовки и заливки были нами отработаны на комплексно-механизированной линии, которая была введена в эксплуатацию на новом литейном комплексе ОАО «Сарапульский электрогенераторный завод» (Удмуртская Республика)

• Производительность – 6 форм/час;
• Размеры контейнера – 1000х1120х1100 мм.

Опыт эксплуатации показал, что на данной линии можна получить 16 опок в смену с выходом 500 кг годного стального литья. Линией управляет 1 рабочий.

Анализ результатов качества отливок, полученных по новой технологии

На линии была отработана оптимальная технология стальных отливок пяти наименований. Материал-сталь 45Л. Для пеномоделей применяли пенополистирол марки Т185 и китайский сополимер марки $ТММА.

Исследования показали, что при использовании сополимера науглероживание составляет +0,03. 0,04%С, т.е. науглероживание снижается практически в 10 раз. Отливки имели равномерную структуру и отсутствие карбидов.

Сравнительный анализ отливок, полученных методом ЛГМ и ЛВМ, показал практически равноценное качество их поверхности: отсутствовали типичные дефекты ЛГМ, такие, как песчаные и газовые раковины и остатки жидкой фазы. Брак составляет не более 1%.

Применение новых наполнителей процесса ЛГМ для стального литья

Нами были проведены опытные производственные испытания нового перспективного наполнителя для ЛГМ – добыче нефти.

Был использован материал CARBOACCUCAST, выпускаемый Копейским ГОКом. Данный материал имеет несколько существенных преимуществ перед кварцевым песком:

• высокая термическая стойкость;
• высокая текучесть;
• округлость гранул составляет 0,9 единиц по сравнению с 0,7 единиц кварцевого песка;
• отсутствие пылевидной фракции и, как следствие, высокую газопроницаемость.

Газопроницаемость карбокерамики составляет 420-450 ед.по сравнению с кварцевым песком-250-280 ед.

Высокая термостойкость данного материала обусловлена наличием в нем минерала мулита.

Данные преимущества позволяют качественно заполнить все полости пеномодели и получить высокое качество поверхности.

Проведенные нами промышленные испытания сополимера и карбокерамики подтвердили высокое качество отливок.

Были изготовлены отливки из стали 40Х и из высокопрочного чугуна ВЧ50.

Отливки из ВЧ50 выдержали давление в 500 атм.

В ближайшее время данная технология будет внедрена на Рязанском заводе «Тяжпрессмаш».

Экономическая эффективность новой технологии

• технологию ЛВМ целесообразно применять для отливок массой до 0,5 кг, а отливки по ЛГМ от 0,5 до 30 кг.
• длительность циклов полученных отливок снижается в 8 раз для ЛВМ (16 часов) и для ЛГМ (2часа).

С учетом стоимости исходных материалов себестоимость отливок, полученных методом ЛГМ в 3-5 раз дешевле ЛВМ.

Заключение

1. Отработаны технологические параметры техпроцесса ЛГМ на всех его стадиях в условиях мелкосерийного производства и введено в эксплуатацию новое оборудование.
2. Технология ЛГМ взамен ЛВМ позволяет получить качественные стальные отливки при строгом соблюдении отработанных параметров и их тщательного контроля.
3. Применение сополимерас карбокерамикой делает процесс ЛГМ для стальных отливок и высокопрочного чугуна весьма перспективным.
4. Количество рабочих на участке ЛГМ составляет 4-5 чел. в смену.

Фотографии моделей и отливок, полученных по технологии ЛГМ

Источник http://oplib.ru/random/view/761780

Источник http://raydget.ru/2102-modelnaya-osnastka-izgotovlenie/

Источник http://simbirsk-furnace.ru/publikatsii-v-smi/23-khii-c-ezd-litejshchikov-rossii-tekhnologicheskie-osobennosti-proizvodstva-stalnogo-litya-metodom-litya-po-gazifitsiruemym-modelyam-lgm-s-ispolzovaniem-novogo-oborudovaniya.html