Custom Lost Foam Casting (také označované jako Evaporative Pattern Casting nebo EPC) je téměř -síťová{1}} výrobní technologie navržená pro složité, vysoce integrované kovové součásti. Využitím pěnových vzorů z expandovaného polystyrenu (EPS) nebo polymethylmethakrylátu (PMMA) zapuštěných do nespojeného křemičitého písku tento proces eliminuje tradiční vnitřní písková jádra, dělicí linie forem a úhly úkosu.
Během lití roztavený kov při kontaktu odpařuje polymerní vzor, replikuje přesnou geometrii s nulovým požadavkem na tah a minimálním vnitřním vzplanutím. To umožňuje konsolidaci vícedílných sestav (jako jsou přišroubovaná nebo svařovaná tělesa ventilů, bloky motorů a skříně čerpadel) do jednoho monolitického odlitku, což snižuje přídavky na sekundární obrábění na 1,0 mm – 2,5 mm.
Výrobní proces
Výrobní sekvence Lost Foam Casting ve Wabon Metals integruje automatizované modelovací nástroje s řízeným tepelným litím:
Nástroje a tvarování pěnových vzorů:Před-expandované kuličky EPS nebo PMMA se vstřikují do vyhřívaných hliníkových forem pomocí automatizovaných tvarovacích strojů. Hustota vzoru je udržována mezi 0,020 g/cm³ a 0,026 g/cm³, aby byla vyvážena rozměrová stabilita vůči uhlíkovým zbytkům během tepelného rozkladu.
Sestavení a hradlování clusteru:Segmenty vzoru a vnitřní tekutinové kanály jsou spojeny pomocí montážních přípravků-tavného lepidla. Systémy vodicích lišt, stoupaček a vtokových kanálů jsou integrovány přímo do clusteru.
Aplikace žáruvzdorného nátěru:Sestavené shluky se ponoří do žáruvzdorného povlaku na bázi vody- (suspenze oxidu křemičitého/mullitu) a suší se v prostředí s řízenou teplotou a vlhkostí- (35 stupňů, relativní vlhkost pod 40 %). Povlak vytváří propustnou skořepinu (tloušťka 0,5 mm – 1,0 mm), která podpírá stěnu pískové formy a zároveň umožňuje únik pyrolytického plynu.
Zhutňování vibrační baňkou:Vysušený klastr se umístí do baňky obklopené suchým křemičitým pískem bez pojiva. Tri-axiální vibrační stoly zhutňují písek kolem složitých vnitřních dutin při frekvencích 40 Hz až 60 Hz.
Tepelné lití a odpařování:Roztavená slitina se zavádí do vtokového kanálu. Teplo (teplota lití 1380 stupňů až 1450 stupňů pro železo; 1520 stupňů až 1580 stupňů pro ocel) okamžitě pyrolyzuje vzorek (EPS se přemění na plynný a kapalný zbytek), přičemž roztavený kov zabírá dutinu v objemové náhradě 1:1. K odsávání pyrolýzních plynů se používá podpora vakua (-0,03 MPa až -0,05 MPa).
Shakeout, tryskání a tepelné zpracování:Nevázaný písek při vytřásání volně teče bez mechanických vytloukacích- kladiv. Odlitky jsou otryskány ocelovými broky (Sa 2,5) s následnou normalizací, žíháním nebo kalením a popouštěním podle požadavků jakosti materiálu.
Materiály a technické specifikace
Matice schopností slitiny
|
Kategorie materiálu |
Standardní stupně |
Mechanické vlastnosti |
Klíčové aplikace |
|
Tvárná litina (nodulární železo) |
ASTM A536 65-45-12, 80-55-06, 100-70-03 EN-GJS-400-15, EN-GJS-500-7 |
Tah: 415–700 MPa Výtěžnost: 275–480 MPa Tažnost: 3–18 % |
Skříně náprav, ramena náprav, bloky hydraulických ventilů, převodovky. |
|
Šedá litina |
ASTM A48 třída 30, třída 35, třída 40 EN-GJL-250, EN-GJL-300 |
Tah: 200–350 MPa Tvrdost: 170–260 HBW |
Bloky motorů, hlavy válců, brzdové bubny, skříně kompresorů. |
|
Uhlíková ocel |
ASTM A27 Grade 65-35, ASTM A216 WCB/WCC |
Tah: 450–580 MPa Výtěžnost: 240–315 MPa |
Držáky těžkých zařízení, konstrukční držáky, tělesa ventilů. |
|
Slitina a nerezová ocel |
ASTM A351 CF8, CF8M (304/316) ASTM A148 80-50, 90-60 |
Tah: 485–650 MPa Odolnost proti korozi: Vysoká |
Námořní hardware, oběžná kola čerpadel pro chemické procesy, skříně turbín. |
|
Hliníkové slitiny |
A356.0-T6, A380.0, AlSi7Mg |
Tah: 220–310 MPa Hustota: 2,68 g/cm³ |
Automobilové sací potrubí, chladiče, konstrukční držáky. |
Procesní parametry a toleranční standardy
|
Parametr |
Standard specifikace ztracené pěny |
Srovnání / Poznámky |
|
Rozměrová tolerance |
ISO 8062-3 DCTG 6 až DCTG 8 (CT6–CT8) |
Těsnější než lití do písku (CT9–CT11); přibližuje Investment Casting (CT4–CT6). |
|
Přídavek lineárního smrštění |
0,8 % – 1,5 % (v závislosti-na slitině) |
Modelování vzorů v CADu na základě modelování tuhnutí. |
|
Drsnost povrchu (Ra) |
Ra 6,3 µm – 12,5 µm (standardní) Ra 3,2 µm (s PMMA a jemným povlakem) |
Eliminuje broušení na neopracovaných konstrukčních površích. |
|
Minimální tloušťka stěny |
3,0 mm (tvárná litina / ocel); 2,5 mm (hliník) |
Zabraňuje předčasným chybám při rozkladu pěny. |
|
Příspěvek na obrábění |
1,0 mm – 2,0 mm |
Úspora 40 %–60 % úběru suroviny ve srovnání s litím do písku (3–6 mm). |
Klíčové vlastnosti produktu
Požadavek na nulový úhel ponoru:
Umožňuje paralelní vertikální stěny a složité vnitřní kanály bez úkosu, což šetří hmotnost a čas obrábění.
Integrace monolitických součástí:
Vnitřní průchody, olejová vedení, montážní příruby a výztužná žebra mohou být vytvarovány jako jedna jednotka, což eliminuje montážní hardware a těsnicí spoje.
Žádné dělicí čáry formy nebo jádrový tisk Flash:
Vzhledem k tomu, že písek neobsahuje pojivo a obklopuje jeden shluk pěny, je eliminován odlitek švu, což snižuje náklady na omílání a ruční broušení až o 70 %.
Vysoká rozměrová konzistence napříč šaržemi:
CNC-obráběné hliníkové vzorovací nástroje zajišťují opakovatelnou geometrii vzoru v rozmezí ±0,2 mm pro kritická montážní centra.
Typické aplikace
Průmyslová stopa:Navrženo pro vysoce{0}}složité, středně{1}}až{2}}velkoobjemové průmyslové součásti vyžadující tlakovou těsnost, vnitřní vedení kapaliny nebo optimalizaci hmotnosti konstrukce.
Manipulace s kapalinami a hydraulika:Tělesa vícecestných ventilů, tělesa vysokotlakých čerpadel, odstředivá oběžná kola, hydraulické rozdělovací bloky (vnitřní olejové kanály lisované bez jádrového vrtání).
Automobily a užitková vozidla:Bloky válců motoru, skříně převodovky, výfukové potrubí, čepy řízení náprav, brzdové třmeny.
Zemědělské a stavební stroje:Nosiče planetových převodů, ramena traktorů, závěsné konzoly, rámy pásových kladek.
Výroba a energie:Součásti nábojů větrných turbín, skříně převodovek, tělesa kompresorů, trysky hořáků.
Obrábění a sekundární operace
Za účelem dodání kompletně dokončených, vhozených{0}}komponentů pro montáž, Wabon Metals provozuje-vlastní strojní dílnu a dokončovací zařízení:
CNC obrábění:
4osá a 5osá horizontální obráběcí centra (HMC), vertikální obráběcí centra (VMC) a CNC soustružnická centra. Přesnost polohy: ±0,005 mm.
Tepelné zpracování:
Počítačem{0}}řízené elektrické pece pro žíhání, normalizaci, kalení a temperování (Q&T), řešení a stárnutí (T6 pro hliník) a odbourávání stresu.
Povrchová úprava:
Automatizované tryskání oceli, galvanické pokovování zinkem, fosfátování manganem, epoxidové práškové lakování a lakování mokrým stříkáním (až do standardů C5 pro korozní prostředí).
Kontrola kvality a inspekce
Zajištění kvality je integrováno do každého kroku a je podporováno naším systémem řízení kvality ISO 9001:2015 a IATF 16949:
|
Typ inspekce |
Zařízení / Metoda |
Standard hodnocení / způsobilost |
|
Chemické složení |
Optický emisní spektrometr (OES) |
100% teplo-pomocí-ověření chemického složení tepla před naléváním. |
|
Rozměrová kontrola |
3D souřadnicový měřicí stroj (CMM), 3D laserový skener |
Přesnost souřadnicového měřicího stroje do 1,8 µm + L/300. Byla poskytnuta úplná inspekční zpráva GD&T. |
|
Vnitřní integrita (NDT) |
Rentgenová radiografie, ultrazvukové testování (UT), magnetické částice (MT) |
Detekuje poréznost plynu, uhlíkové inkluze nebo smršťovací dutiny podle ASTM E446 / E186. |
|
Mechanické testování |
Univerzální zkoušečka tahu, tvrdost podle Brinella/Rockwella, Charpy V-vrubový ráz |
Ověření kluzu, tahu, prodloužení a rázové energie při pokojové teplotě a teplotě pod{0}}nulou. |
|
Testování těsnosti tlaku |
Hydrostatické a pneumatické -testování pod vodou |
100% testování těles -udržovacích ventilů a těles čerpadel až do 30 barů. |
OEM a zakázková výroba
Podporujeme úplný vývoj životního cyklu produktu OEM/ODM, od vyřezávání prototypů až po nástroje pro hromadnou výrobu:
Prototypování a ověřování malých{0}}objemů:Přímé CNC obrábění masivních pěnových bloků EPS/PMMA. Eliminuje náklady na nástroje z tvrdého hliníku pro testování funkčního prototypu 1–20 kusů. Dodací lhůta: 10–15 dní.
DFM a simulace odlévání:Analýza tuhnutí MAGMASOFT® / ProCAST k identifikaci potenciální pórovitosti smrštění, studených uzávěrů nebo zachycení plynu z vyhoření pěny před řezáním nástroje.
Nástroje pro hromadnou výrobu:Vysoce{0}}odolné více{1}}dutinové hliníkové nástroje s automatizovanými ejektorovými systémy, navržené pro 100000+ vstřikovacích cyklů. Dodací lhůta: 25–35 dní.
Co by měli kupující poskytnout pro RFQ
Chcete-li obdržet přesnou cenovou nabídku do 24–48 hodin, uveďte:
3D CAD modely:
Soubory STEP (.stp), IGES (.igs) nebo SolidWorks (.sldprt).
2D technické výkresy:
PDF s tolerancemi obrábění, povrchovou úpravou (Ra) a kritickými specifikacemi GD&T.
Specifikace materiálu:
Standard (např. ASTM A536 65-45-12, EN-GJS-500-7) nebo chemické/mechanické cíle.
Objem výroby:
Odhadované roční množství objednávky (EAU) a velikosti dávkových dodávek.
Rozsah dodávky:
Jako-odlévané, hrubě opracované, plně CNC dokončené, tepelně zpracované nebo s povrchovou úpravou.
Požadavky na kontrolu:
Povinné NDT (X-ray, UT, MT), zprávy CMM, 3.1 materiálové certifikáty podle EN 10204.
Často kladené otázky
Otázka: Jaké jsou náklady a přesnost odlévání ztracené pěny v porovnání s litím pomocí ztraceného vosku (Lost Wax)?
Odpověď: Lost Foam nabízí srovnatelnou geometrickou volnost a téměř{0}}čistou přesnost tvaru (CT6–CT8) při nižší jednotkové ceně pro střední-až{4}}velké součásti. Ztracená pěna eliminuje více-stupňové namáčení keramického pláště a odpařování vosku v autoklávu. Investiční lití však dosahuje mírně jemnější povrchové úpravy (Ra 1,6–3,2 µm vs. Ra 6,3 µm) a je vhodnější pro tenkostěnné malé díly (pod 2 mm).
Otázka: Jak zabráníte defektům uhlíku a poréznosti plynu během odpařování pěny?
Odpověď: Poruchy uhlíku zmírňujeme řízením hustoty vzoru (pod 0,022 g/cm³), používáním PMMA-smíšené pěny pro slitiny nízkouhlíkové oceli, aplikací vysoce-propustných žáruvzdorných povlaků a použitím vakua-asistovaného lití (-0,04 MPa) k rychlé extrakci pyrolýzních plynů z kovu
Otázka: Jaké je typické MOQ pro zakázkovou výrobu nástrojů?
Odpověď: Naše výrobní MOQ je flexibilní v závislosti na velikosti součásti. U malých-až{2}}středních odlitků (1–10 kg) začíná MOQ na 500 jednotkách na výrobní sérii. U velkých odlitků (nad 50 kg) začíná MOQ na 50–100 jednotkách. Prototypové objednávky využívající CNC-obráběnou pěnu vyžadují MOQ pouze 1 kus.
