L’aplicació de la tecnologia de prototipatge ràpid en el càsting d’inversions

El prototipatge ràpid (RP) és una tecnologia d’alta tecnologia desenvolupada als anys noranta. Pot convertir ràpidament els conceptes de disseny a la ment de les persones en objectes reals. Cal destacar que tot el procés de desenvolupament de productes no requereix motlles ni equips de procés, cosa que redueix considerablement el cicle de producció de prototips i nous productes i es converteix ràpidament en un mitjà i una eina importants per millorar la competitivitat de les empreses. L'enquesta a Internet per qüestionaris publicada per INCAST 1990 (2004) mostra que més del 11% de més de 93 fabricants de fosa d'inversió a Europa han utilitzat prototips ràpids. Tots els entrevistats coincideixen que l'ús d'aquesta nova tecnologia és essencial per accelerar nous productes. És molt important desenvolupar i millorar la capacitat de les empreses de respondre ràpidament al mercat.

L’aplicació de mètodes comuns de prototipatge ràpid en el càsting d’inversions

L’aplicació de la tecnologia de prototipatge ràpid en la fosa d’inversió inclou principalment els aspectes següents:

1. Feu una inversió

Quan es fabriquen patrons, la màquina de prototipatge ràpid no només pot introduir models geomètrics tridimensionals establerts per altres programes CAD, sinó que també pot rebre fitxers de dades escanejats per un CT industrial (Tomografia per ordinador). Per exemple, primer escanegeu la peça (hèlix de cargol, figura 12-1a) mitjançant CT per obtenir una imatge bidimensional de la seva secció transversal (figura 12-1b). Posteriorment, el programari de processament d’imatges combina les imatges bidimensionals de cada secció (Figura 12-1c) per formar un model geomètric tridimensional (Figura 12-1d). A continuació, envieu-lo a la màquina de prototipatge ràpid per crear un patró (Figura 12-1e) [2]. Aquest mètode d’enginyeria de restauració (inversa) no només pot restaurar peces de la màquina, sinó també imitar certs òrgans humans.

2. Fabricació de motlles (emmotllament per compressió) i altres equips de procés

Hi ha dos mètodes per fabricar motlles de fosa de precisió mitjançant prototips ràpids: un consisteix a fabricar primer un motlle mestre i, després, a refer el perfilat de goma epoxi o silicona; l'altre mètode és utilitzar el bloc de perfilat tridimensional generat en el sistema CAD. El model geomètric s'introdueix directament a la màquina de prototipatge ràpid per fer un modelat de resina. Aquest tipus de perfilat és adequat principalment per a la producció en lots petits (desenes de peces). Si s’escampa una capa metàl·lica d’uns 2 mm de gruix sobre la superfície del motlle principal i després s’omple resina epoxi per fer un perfil compost metall-epoxi, pot complir els requisits de produir centenars de peces de fosa de precisió. Quan s’utilitza el mètode SLS, per exemple, l’objecte de processament es canvia de pols de resina a pols d’acer amb una fina capa de resina termoestable a la superfície, sinteritzat làser per formar un compacte, i després es dispara per eliminar la resina i, finalment, líquid de coure s’infiltra als porus del compacte. El perfilat resultant és similar al metall en termes de resistència i conductivitat tèrmica. A més, la tecnologia de prototipatge ràpid també es pot utilitzar per fabricar determinats motlles de forma irregular.

3. Producció directa de foses de motlles

A principis dels anys noranta, el Laboratori Nacional Sandiana als Estats Units va dur a terme un estudi especial anomenat Fast Casting (FastCAST), que va rebre el nom de Direct Shell Casting (DSPC). Malauradament, hi ha molt pocs informes més tard.

El 1994, Z Corporation dels Estats Units va desenvolupar amb èxit la tecnologia d'impressió 3D Impressió 3D. La tecnologia va ser inventada i patentada originalment pel professor Ely Sachs del Massachusetts Institute of Technology. El principi bàsic és similar al mètode SLS. En primer lloc, es ruixa una capa de material refractari o pols de plàstic amb un corró. La diferència respecte a SLS és que, en lloc de conduir un cap emissor de làser, condueix un capçal d’impressió d’injecció de tinta per polvoritzar cola per “imprimir” segons la forma de la secció transversal del producte. Repetiu les accions anteriors fins que s’acabin les peces, de manera que s’anomena “tecnologia d’impressió 3D”. Els seus avantatges són els baixos costos operatius i materials i l’alta velocitat. Si la pols polvoritzada és una pols mixta de guix i ceràmica, es pot convertir directament i ràpidament en un motlle (motlle de guix) per a la fosa d’alumini, magnesi, zinc i altres foses d’aliatge no ferrós, anomenades ZCast (Figura 12-2) .

La comparació dels efectes d’aplicació de mètodes de prototipatge ràpid d’ús comú 

Actualment, els mètodes de prototipatge ràpid més populars en la producció real inclouen litografia tridimensional (SLA), sinterització làser selectiva (SLS), deposició de fusió (FDM), fabricació de laminats (LOM) i fosa directa de motlles (DSPC)) Espereu. En els darrers anys, moltes institucions d’investigació estrangeres han comparat els mètodes anteriors en termes de qualitat dels patrons de producció i rendiment en el càsting d’inversions. Els resultats són els següents:

• 1) El mètode SLA té la precisió dimensional més alta del patró, seguit de SLS i FDM, i el mètode LOM és el més baix [4].
• 2) Rugositat superficial del patró La superfície del patró es poleix, s’acaba i es mesura amb un mesurador de rugositat superficial. Els resultats es mostren a la taula 12-1 [4]. Es pot veure que la rugositat superficial és més fina pels mètodes SLA i LOM, i el mètode FDM és el més gruixut.
• 3) La capacitat de reproduir parts fines La capacitat d’aquests quatre mètodes per reproduir parts fines es va investigar amb un bastidor amb un pas de dents d’uns 3 mm com a objecte. Com a resultat, SLA és el millor i FDM és el pitjor [4].
• 4) Rendiment en la fosa d’inversió Entre els quatre mètodes anteriors, el producte en si és un mètode de motlle de cera (com ara FDM o SLS), que es pot adaptar fàcilment als requisits del procés de fosa d’inversió i, sens dubte, té un millor rendiment. Tot i que també es poden cremar patrons de resina o paper, no són tan fàcils d'adaptar als requisits de la fosa d'inversió com els motlles de cera. Es necessiten millores contínues per evitar desavantatges.

Comparació de la rugositat superficial dels patrons

Des d’un punt de vista general, tot i que el mètode SLA té certa incompatibilitat amb el procés de fosa d’inversió, és popular per la seva bona precisió dimensional i qualitat superficial. Als països estrangers, especialment a les indústries aeroespacial i militar, s’utilitzen àmpliament empreses de fosa per inversions. Tot i que la qualitat del mètode SLS és lleugerament inferior a la del SLA, és fàcil adaptar-se als requisits del procés de fosa d’inversió. Per tant, cada cop s’utilitzen més aplicacions en el càsting d’inversions nacionals. Tot i que el mètode FDM és el més fàcil d’adaptar als requisits del procés de fosa d’inversió, la precisió dimensional i la qualitat superficial dels motlles de cera no són satisfactoris; mentre que el mètode LOM és de qualitat acceptable, però és difícil adaptar-se a la fosa d’inversió. Per tant, és difícil adaptar-se a la fosa d’inversió. La promoció i l'aplicació dels dos mètodes en el càsting d'inversions estan subjectes a certes restriccions.

Noves novetats en l'aplicació de SLA i SLS en càsting d'inversions

1. Nova resina fotopolimeritzable

El mètode SLA s’ha comercialitzat ja el 1987. Originalment s’utilitzava per fabricar models físics i prototips amb determinades funcions. A principis de la dècada de 1990, el programari QuickCast de 3D System Inc als Estats Units es va desenvolupar amb èxit, cosa que va permetre a la màquina de prototipatge ràpid SLA produir una estructura en forma de panal (Figura 12-3a) tot mantenint un aspecte suau i dens (Figura 12 -3b), no només estalvia el 90% dels materials d’emmotllament, sinó que també quan es dispara la closca, el patró primer col·lapsa cap a l’interior sense trencar-la. A més, la gent va descobrir gradualment que per a les resines fotopolimeritzables per a la fabricació de motlles també han de complir els requisits especials següents:

• Viscositat: si la viscositat de la resina és massa alta, serà difícil drenar la resina restant a la cavitat després de fer el patró. Si hi ha massa resina residual, encara pot esquerdar la closca durant la cocció, de manera que sovint és necessària una separació centrífuga. Mesures. A més, la superfície del patró acabat també és difícil de netejar.
• La cendra residual: aquest és potser el requisit més important. Si la cendra residual després de coure la closca provocarà inclusions no metàl·liques i altres defectes a la superfície de la fosa.
• · Contingut d’elements de metall pesat: això és particularment important per a la fosa de superaliatges. Per exemple, l’antimoni és un element relativament comú en les resines de fotopolimerització SLA. Si apareix a la cendra residual després de disparar la closca, pot contaminar l'aliatge i fins i tot provocar el desballestament de la fosa.
• Estabilitat dimensional: la mida del patró s’ha de mantenir estable durant tota l’operació. Per aquest motiu, la baixa absorció d'humitat de la resina també és molt important.

En els darrers anys, DSM Somos dels Estats Units ha desenvolupat amb èxit un nou tipus de resina fotopolimeritzable Somos 10120, que compleix els requisits principals esmentats i és força afavorida pels fabricants de fosa per inversió. Aquest nou producte s’ha colat en tres plantes de colada de precisió diferents en tres aliatges (alumini, titani i aliatge de cobalt-molibdè) i ha obtingut resultats satisfactoris.

2. Utilitzeu el model SLA per a la producció de lots petits

Hi ha dos problemes principals a considerar en la producció per lots reduïts de peces de fosa de precisió mitjançant patrons SLA: un és la precisió dimensional que pot aconseguir el patró i la fosa i l’altre és si el cost de producció i el temps de lliurament tenen avantatges. Diverses plantes de fosa de precisió als Estats Units, com ara Solidiform, Nu-Cast, PCC i Uni-Cast, han utilitzat patrons SLA per emetre centenars de foses. Després de la mesura real de la mida de la fosa, l’anàlisi estadística demostra que s’utilitza la nova resina fotopolimeritzable 11120 desenvolupada per DSM Somos. Amb la tecnologia QuickCast, el patró SLA resultant té una desviació de mida no superior al 50% del valor de tolerància de fosa. La mida de la majoria de peces foses compleix els requisits de tolerància i el percentatge d’aprovats supera el 95% (figura 12-4) [7].

Tot i que el cost de fabricar un patró SLA és molt superior al de fabricar el mateix motlle de cera, triga més, però no cal dissenyar i fabricar el perfilat. Per tant, quan es produeix una sola peça en lots petits, el cost i el termini de lliurament continuen sent avantatges. Com més complex sigui el càsting, més evident és aquest avantatge. Agafeu com a exemple la fosa de precisió d’aviació de forma complexa produïda per Nu-Cast (Figura 12-5) [7], el cost de fabricació del motlle és d’uns 85,000 dòlars EUA, es produeixen 4 motlles de cera cada dia i el cost de cada cera motlle (inclosos els materials i la mà d’obra) 150 USD. Si s’adopta el mètode SLA, cada model SLA costa 2846 dòlars EUA, però no cal dissenyar i fabricar motlles. A partir d’aquest càlcul, si la producció és inferior a 32 peces, el cost d’utilitzar motlles SLA és inferior al dels motlles de cera; si hi ha més de 32 peces, el cost és superior als motlles de cera (figura 12-6); utilitzant motlles de cera, es necessiten 14-16 setmanes per dissenyar i fabricar motlles, i el motlle SLA no requereix un motlle. Per tant, si la producció és inferior a 87 peces, mitjançant motlles SLA, el lliurament de peces de fosa és més ràpid que els motlles de cera (Figura 12-7). Però més de 87 peces, el motlle de cera és més ràpid [7]. Un altre factor que cal tenir en compte és que si s’utilitza motlle de cera, quan s’actualitza el producte, s’ha de tornar a fabricar el motlle, cosa que costa; mentre que amb l’aspecte SLA, tot el que cal fer és canviar el model geomètric CAD, que és molt més fàcil i ràpid que tornar a fabricar el motlle. .

3. Patró de cera impregnada de poliestirè sinteritzat SLS

SLS va utilitzar inicialment un làser per sinteritzar una pols de cera especial en un motlle de cera, que és molt adequat per a les característiques del procés de fosa d’inversió. Ja a finals del 1990, hi havia més de 50 foneries als Estats Units, que produïen uns 3000 motlles de cera i els colaven amb èxit. Produeix una gran varietat de peces de fosa metàl·lica. Tot i això, la pols de cera no és el material d’emmotllament més ideal. La força del motlle de cera que se’n fa és insuficient i és fàcil suavitzar-se i deformar-se quan la temperatura és alta i és fàcil trencar-la quan la temperatura és baixa. Per tant, a principis dels anys noranta, alguns usuaris de SLA als Estats Units van intentar substituir la pols de cera per pols termoplàstics com el poliestirè (PS) o el policarbonat (PC). Aquest tipus de material es transforma en una forma solta i porosa (la porositat supera el 1990%), cosa que redueix el risc d'inflor i esquerdes de la closca durant la desemmotllament. Després de disparar la closca, el contingut de cendres és menor, però la superfície del patró és rugosa. Per tant, després de fer el patró, cal encerar-lo i polir-lo a mà per fer la superfície llisa i densa. En l'actualitat, aquest mètode s'ha utilitzat àmpliament a casa i a l'estranger.

Conserveu la font i l'adreça d'aquest article per tornar a imprimir-les:L’aplicació de la tecnologia de prototipatge ràpid en el càsting d’inversions  

Minghe Casting Company es dedica a fabricar i proporcionar peces de fosa de qualitat i alt rendiment (la gamma de peces de fosa a pressió metàl·lica inclou principalment Fosa a pressió de paret prima,Fundició a càmera calenta,Fosa a pressió a càmera freda), Servei rodó (Servei de fosa a pressió,Mecanitzat en cnc,Fabricació de motllesQualsevol requisit personalitzat de fosa a pressió d’alumini, fosa a pressió de magnesi o de Zamak / zinc i altres foses es pot posar en contacte amb nosaltres.

Sota el control d’ISO9001 i TS 16949, tots els processos es duen a terme a través de centenars de màquines avançades de fosa a pressió, màquines de 5 eixos i altres instal·lacions, que van des de les bombes a les rentadores Ultra Sonic. equip d’enginyers, operadors i inspectors experimentats per fer realitat el disseny del client.

Fabricant contractual de peces de fosa a pressió. Les capacitats inclouen peces de fosa a pressió d’alumini de cambra freda des de 0.15 lliures. fins a 6 lliures, configuració de canvis ràpids i mecanitzat. Els serveis de valor afegit inclouen polit, vibració, desbarbat, granallat, pintura, revestiment, recobriment, muntatge i eines. Els materials treballats inclouen aliatges com 360, 380, 383 i 413.

Assistència al disseny de fosa a pressió de zinc / serveis d'enginyeria simultània Fabricant a mida de peces de fosa a pressió de zinc. Es poden fabricar peces de fosa en miniatura, peces de fosa a pressió a alta pressió, peces de motlle multi-lliscant, peces de motlle convencionals, peces de matrius unitats i peces de fosa independents i peces de fosa segellades a cavitat. Les peces de fosa es poden fabricar en longituds i amplades de fins a 24/0.0005 polzades +/- XNUMX polzades de tolerància.  

Fabricant certificat ISO 9001: 2015 de magnesi fos a pressió, les capacitats inclouen fosa a pressió de magnesi a alta pressió de fins a 200 tones de càmera calenta i 3000 tones de càmera freda, disseny d’eines, polit, emmotllament, mecanitzat, pintura en pols i líquid, QA complet amb capacitats CMM , muntatge, embalatge i lliurament.

Certificat ITAF16949. Inclou un servei de càsting addicional càsting d'inversió,colada de sorra,Fundició Gravity, Colada d'escuma perduda,Fundició centrífuga,Fundició al buit,Fundició permanent de motllesLes capacitats inclouen EDI, assistència en enginyeria, modelatge sòlid i processament secundari.

Indústries de fosa Estudis de casos de peces per a: Cotxes, Bicicletes, Avions, Instruments musicals, Embarcacions, Dispositius òptics, Sensors, Models, Dispositius electrònics, Tancaments, Rellotges, Maquinària, Motors, Mobles, Joieria, Plantilles, Telecom, Il·luminació, Dispositius mèdics, Dispositius fotogràfics, Robots, escultures, equip de so, equipament esportiu, eines, joguines i molt més. 

Què us podem ajudar a fer a continuació?

∇ Aneu a la pàgina d'inici de Fundició a la Xina

By Fabricant de fosa a pressió Minghe | Categories: Articles útils |material etiquetes: Fosa d'alumini, Fosa de zinc, Fosa de magnesi, Fundició de titani, Fundició d'acer inoxidable, Fosa de llautó,Fosa de bronze,Emetent vídeo,Història de l'empresa,Colada de fosa d'alumini | Comentaris desactivats