消失消失鋳造

公開時間： 07 / 27 2021 著者：サイト編集者訪問：18262

1.1概要

1958年、HF Shroyerは、拡張可能な発泡プラスチックモデルを使用して金属鋳物を製造する技術を発明し、特許を取得しました。最初に使用したモデルはポリスチレン（EPS）ボードでできており、砂を含むバインダーで成形されていました。ドイツの企業GrunzweigとHartmannがこの特許を購入し、開発して適用しました。バインダーフリーのドライサンドを使用して鋳物を製造する技術は、後に1964年にTRSmithによって特許を取得しました。1980年以前は、バインダーフリーのドライサンドプロセスの使用はFull Mold Process（Inc）によって承認されていました。その後、特許は無効になりました。

最も一般的で実用的な方法は、耐火材料でコーティングされたモデルをサンドボックスに入れ、モデルを乾いた砂でしっかりと満たし、液体金属を注いでフォームモデルを置き換えることです。この鋳造プロセスは、ロストフォームキャスティング（EPC）、ガス化モールドキャスティング、ソリッドモールドキャスティングなどと呼ばれます。米国鋳造協会のロストフォームキャスティング委員会は、プロセスの名前として「ロストフォームキャスティング」を採用しました。

ロストフォーム鋳造は、シリンダーブロック、シリンダーヘッド、クランクシャフト、ギアボックス、吸気管、排気管、ブレーキハブなどの非鉄金属および鉄金属の動力システム部品の製造に使用できる革新的な鋳造プロセスです。消失消失鋳造のプロセスフローは次のとおりです。

1）予備発泡
モデルの製造は、消失消失鋳造プロセスの最初のステップです。シリンダーヘッドなどの複雑な鋳造品の場合、いくつかのフォームモデルを個別に作成してから、モデル全体に接着する必要があります。各ブロックモデルには、製造用の金型のセットが必要です。さらに、各ブロックの正確な位置を維持するために、接着操作で金型のセットが必要になる場合があります。モデルの成形プロセスはXNUMXつのステップに分かれています。最初のステップは、ポリスチレンビーズを適切な密度に事前に膨張させることです。これは通常、蒸気で急速に加熱することによって実行されます。この段階は事前拡張と呼ばれます。

2）モデル形成
事前に膨張させたビードを最初に安定させてから、成形機のホッパーに送り、供給穴から供給します。金型キャビティが事前に膨張したビードで満たされた後、蒸気を導入してビードを柔らかくします。膨張し、すべての隙間を埋め、XNUMXつのボディに接着して、フォームモデルの製造プロセスを完了します。この段階は、オートクレーブ成形と呼ばれます。

成形後、金型の水冷キャビティ内で大量の水を流して金型を冷却し、金型を開いて金型を取り出します。このとき、金型の温度が上昇し、強度が低下します。したがって、変形や損傷を防ぐために、離型および保管中は注意が必要です。

3）モデルクラスターの組み合わせ
モデルを使用する前に、モデルを成熟させて安定させるために、適切な期間保管する必要があります。通常のモデルの保管期間は最大30日です。独自に設計された金型で成形されたモデルの場合、2時間の保管で済みます。モデルが成熟して安定した後、XNUMXつの部分に分けることができます。ブロックモデルは互いに接着されています。
ブロックモデルの接着は、ホットメルト接着剤を使用した自動接着機で行われます。接着面の接合部は、鋳造欠陥の可能性を減らすためにしっかりと密封する必要があります。

4）モデルクラスターディップコーティング
箱あたりの鋳物を増やすために、多くのモデルがクラスターに接着され、モデルクラスターが耐火塗料に浸され、約30〜60°C（86〜140°F）の空気循環オーブンで2〜3時間乾燥されることがあります。数時間、乾かし、モデルクラスターをサンドボックスに入れ、乾いた砂で満たし、しっかりと振動させます。モデルクラスターのすべての内部空洞と外部乾燥砂は、圧縮して支持する必要があります。

5）注ぐ
モデルクラスターがサンドボックス内の乾燥砂でしっかりと満たされた後、型を注ぐことができます。溶融金属を金型に流し込んだ後（鋳造温度は鋳造アルミニウムで約760C / 1400F、鋳鉄で約1425C / 2600F）、モデルを気化します。金属を交換して鋳物を形成します。図1は、サンドボックスと消失消失鋳造法の注入の概略図です。

ロストフォーム鋳造プロセスでは、従来の中空鋳造よりも注入速度が重要です。注湯工程を中断すると、砂型が崩壊して廃棄物が発生する場合があります。したがって、各注入の差を減らすために、自動注入機を使用するのが最善です。

図1サンドボックスと消失消失鋳造法の注入の概略図
6）落下砂の洗浄
注いだ後、鋳物はサンドボックス内で固化して冷却され、砂から落下します。鋳物の砂の落下は非常に簡単で、サンドボックスをひっくり返すと、鋳物は緩い乾燥した砂から落下します。その後、鋳物は自動的に分離され、洗浄され、検査され、鋳造ボックスに運ばれます。

乾燥した砂は冷却後に再利用でき、他の追加のプロセスが使用されることはめったにありません。金属スクラップは再溶解して生産に使用できます。

1.2消失消失鋳造プロセスの利点

消失消失鋳造プロセスには、技術、経済、環境保護というXNUMXつの主要な側面で利点があります。

1.2.1技術的側面

1）モデル設計の自由度の向上
新しいプロセスでスタイリングデザインを実行することは可能であり、最初の段階からモデルにいくつかの追加機能を追加することは完全に可能です。たとえば、ディーゼル予熱器には特別な機能部品があり、従来の鋳造方法の代わりに消失消失鋳造プロセスで製造できます。

2）鋳物の製造に使用される砂のコアを排除します

3）多くの鋳物はライザーなしで供給することができます

4）鋳造精度を向上させる
複雑な形状・構造が得られ、再現性100％の高精度鋳物を繰り返し製造でき、鋳物の肉厚偏差を-0.15〜 + 0.15mmに制御できます。

5）モデルの接合面にフラッシュがない

6）鋳物の重量を約1/3削減できるというメリットがあります。

7）加工代を減らす
加工代を減らすことができ、一部の部品は加工されない場合があります。これにより、機械加工や工作機械への投資が大幅に削減されます（たとえば、さまざまな状況で投資を半分に削減できます）。

8）従来のキャビティ鋳造と比較して、金型への投資が削減されます。

9）砂を落とし、コアアウトする従来のプロセスを完全に排除します

1.2.2経済的側面

1）全体として複雑な鋳物を製造することができます
新しいプロセス設計を採用することで、ブロックモデルを接着して全体的なモデルを形成し、複雑な一体部品にキャストすることができます。オリジナルの複数の鋳造アセンブリ部品（ディーゼル予熱器など）と比較して、1〜10倍のメリットがあります。

2）ワークショップの人員を減らす
消失消失鋳造工場を設立するには、従業員数が従来の鋳造工場よりも少ないため、この要素を考慮する必要があります。

3）柔軟な鋳造プロセス
新しいプロセスはフラスコ内に多数の類似または異なるキャスティングを同時に生成する可能性があるため、キャスティングプロセスの柔軟性は非常に重要です。したがって、ゲートシステムは非常に柔軟性があります。要するに、それぞれの利点は経済的利益と一致していると同時に、労働条件も改善していると言えます。

1.2.3環境保護

ポリスチレンとPMMAは、燃焼時に一酸化炭素、二酸化炭素、水、その他の炭化水素ガスを生成し、その含有量はヨーロッパで許可されている基準よりも低くなっています。乾いた砂は、100％リサイクル可能でバインダーを含まない天然珪砂を使用できます。モデルで使用されている塗料は、水に添加されたバインダーとその他の補助材料で構成されており、汚染を引き起こしません。

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