Wednesday, December 25, 2013

Еднократно калапирање


Еднократни калапи 

1.1Се користат во следните процеси на леење:
  1. Леење во школкести калапи
  2. Леење во гипсени калапи
  3. Леење во керамички калапи
  4. Леење со испарувачки модели (процес на леење со модели од пена)
  5. Леење со восочен модел 
1.Леење во школкасти калапи
Леењето во школки е нова постапка и потекнува од втората светска војна.
Оваа постапка се развила со цел да се смали тешката физичка работа во леарниците а и економски станала поисплатлива.
  • Пронаоѓачот на постапката леење во школко е Германецот Јохан Крониг.
  • Школката се изработува од чист кварцен песо и додаток на средство за врзување на база на смола.
  • Средството за врзување и песокот се мешаат во специјална затворена мешалка.
  • Мешалката е загреана до 40*C.
  • Приготвена смеса се нанесува на моделни плочи изработени од метал, при температура од 180-300*Cво време од 40-60 сек.
Денес постојат машини за изработка на школки и јадра од поединечно произвотство до целосно автоматизирано за програмскопроизводство.



2.Процес на леење во школки:
  • Прицврстен модел направен од железен метал или алуминиум се загрева на температура од 175*до 3700*се обложува со средства за раздвојување (силикон) и се прицврстува за кутија или комора. 
  • Кутијата содржи фин песок помешан со 2.5-4% термостабилен врзувач од смола кој ги обложува песочните честички или кутијата се ротира обратно или песочната мешавина се распрскува врз моделот прекривајќи го.
  • Потоа составот се ставаа во печка на краток временски период за да се доврши сушењето на смолата.
  • Во повеќето машини за калапење со школки печката се состои од метална кутија со горилници кои се нишаат врз школкастиот калап за да ја исушат.
  • Школката се сврднува околу моделот и се отстранува од него со користење на вградени исфрлувачки игли/
На овој начин се добиваат две полушколки кои се поврзуваат или се прицврстуваат заедно за да се формираат калап.


2.1Дебелината на школката може прецисно да се определи преку контролирање на времето во кое моделот е во контакт со калапот.
На овој начин може да се добие школка со бараната јакост и крутост за да ја издржи тежината на стопениот материјал/
  • Школките се лесни интеки поради што нивните термички карактеристики се разликуваат од оние на подебелите калапи.
  • Песокот за школката има многу помала пропустливост од песокот што се користи при калапење на песочни калаи затоа што при изработка на школкастите калапи се користи песок со многу помали зрна.
  • При распаѓање песокот за школки ослободува голем волумен на гас.
Па како последница на тоа до колку калапите не се доволно проветрени заробениот гас може да предизвика сериозни проблеми при леењето.
  • Високиот квалитет на конечната одливка ги намалува трошоците за чистење машинска и друга обработка на одливката.
  • Материјалите кои се леат на овој начин се :СЛ,челик ,лесни и обоени метали , освен легури на олово , цинк , магнезиум и титаниум и огноотпорни челици.


    Примена :
    Мали механички делови кои бараат висока точнос на димензиите , куќишта на преносници, глави на цилиндри , делови на менувач на сл.



    3. Леење во гипсени калапиВо процесто на леење во гипсените калапи , калапот се изработува од гипс со додавање на талк и слицка во прав за да се добие јакос.
    • Овие компоненти се мешаат со вода и добиената каша се истура врс моделот.
    • Откако гипсот ќе се свтрдне моделот се отсранува и калапот се суши на температура меѓу 150 и 260*Cза да се отсрани влагата.
    • Половинките од калапот се составуваат за да се добие шуплината се загреваат на 120*и се долева на стопен метал во калапот.
    3.1Гипсот е минерал по својот состав е калциумсулфат.
    • Неговата предност е тоа што лесно се обработува.
    • Добра страна е што е ефтин и најважна особина му е тоа што е хигроскопен-бпиба вода.
    Поради тоа што гипсените калапи имаат многу мала пропустливост, гасови што се создаваат за време на затврднување на металот нема од каде да излезат.
    3.2Моделите за калапи од гипс главно се изработуваат од :
    • Алуминиумски легури
    • Термостабилни пластики
    • месинг
    • цинкови легури
    Максималната температура која може да ја изрджи гипсениот калап е 1200*C


    4.Леење со керамички калапиПроцесто на леење со керамички калапи е сличен на процесто со гипсени калапи со таа разлика што се користи огноотпорни материјали погодни за примена на високи температури.
    • Кашата е мешавина од финозрнест циркон,алуминиум оксид и фузирана силика кои се мешаат сосврзнувачки средства и се истураат врз моделот кој е поставен на потпорна плоча.
    • Моделот може да биде направен од дрво или метал.


    5.Леење со испарувачки моделиТехника на леење со испарливи модели е релативно нова техника која овозможува низа предности во однос на леењето во песок-зголемено искористување на металот смалување или елиминачија на употребата на јадра чистење и машинска обработка.
    • Во контакн со течниот метал бурио во релативно време моделот се раглага и испарува праен со кристализачија на одливката.
    • Разложување на моделот со допир со течниот метал е иразито ендотермен процес така да втрдувањето на одливката се одвиваа во услови на подладување.
    • Одливките добиени со EPC медода се одликуваат со висок квалитет и ниска цена на изработка.
    5.1Но усвојување и примена на методата во производство носи низ тешкотии кои можат да ја направат скапа и долготрајна поради примена а тоа е :
    1. Одредување на праметрите на процесот
    2. Избор на материјало и конструкција на алатот за изработка на изпарливи модели
    3. Избор на материјалот-полимерите за моделот 
    4. Дефинирање на составот на огноотпорната облога и др.


    6.Леење со восочен модел
    • Со оваа постапка се изработуваат одливки од легиран сив лив и челик.
    • Најчесто тоа се ситни одливки кои по своите димензии облик и површина треба да се задоволат зададени технички прописи 
    • Принципот на оваа постапка е да се направи гроздов модел од восок кој потоа се привлекува со слој од кварцен песок и калапска смеша.


    7.Постапка при изработка на одливки
    1. Во метален калап изработен од челик се лее восок.
    2. Восокот во калапот се втрднува потоа се издвојува и се спојува со гроздви со други отврднати делови.
    3. Околу оската околу вертикалниот калап се поставуваат повеќе делови.
    4. Составувањето на деловите се врши рачно и со загреан алт и тоа доста прецизно.
    5. По ова нанесување моделот се суши со воздух
    6. Дното од калапот се одстранува и моделот се носи во сушара каде моделот се топи водата испарува.
    7. Во првата комора владее тем. Од 60*C . овде восокот се истопува
    8. Другио дел од комората се загрева на 950*за да се отсрани сета вода 
    9. Во третата комора се оладува на тем. Од 300*C.

    Вакуумско

    изработка на силиконски калап и леење на прототип :
    1. мастер моделот,кој е закачен за вливниот систем се спушта во контејнер
    2. емулзијата од силиконската гума се сипа во контејнерот преку моделот
    3 .потоа силиконската гума се суши во печка на температура од 70 степени во траење од три часа,додека не се втврдне
    4.така на добиениот калап од стврднат силикон се формира линијата на раздвојување од така раздвоениот калап моделот се вади,а на негово место останува шуплина
    5. половинките од калапот потоа се составуват,и се влива материјалот
    6. тоа мозе да биде полиуретан,а вливањето се врши под вакуум за да се избегнат неправилностите поради заробениот воздух.
    7.додатно печење е на температура од 70 степени во траење од 4 часа и е потребно за да се стврдни делот од полимер
    8. овие калапи се користат најцесто за вакуумско леење
    9.во калапот од силиконска гума може да се изработат до 20 делови,пред да почнат да пукаат
    постапката на изработка делови со вакуумско леење може да се подели во повеке фази:
    изработка на калапи,изработка на модели,постпроцесирање.

    Изработка на калапи
    за вакуумско леење неопходен е мастер модел према кој се изработува калапот.од квалитетот на мастер моделот зависи и квалитетот на одливката.за мастер модели постојат повеке постапки,RP и SLA постапка,бидејки процесот на вакуумско леење е посебно прецизен каде е можно да се пресликаат отпечатоците од прстите на одливката.
    калапите од силиконска гума се многу флексибилни ,исто така пред изработка на калапот треба да се затворат сите отвори на мастер моделот.Вливниот систем и каналите за обезвоздушување се додаваат на мастер моделот пред да се налее калапот.
    добрата страна на ваков начин на изработка е тоа што вливниот систем може да се дизајнира и изработи на RP машините заедно со мастер моделот.може да се формира и калап за изработка на повеке одливки одеднаш.
    кога мастер моделот е дополнет со вливниот систем и потпорите,целиот склоп се пропушта во леарската кутија и се фиксира.кутијата треба да е непропустлива за силикон и треба добро да поднесува температура до 80 степени.
    припрема на силиконот подразбира од него да се отстранат воздушните меури,што се постигнува со држење во вакуумска комора 15 минути.
    налевањето на калапот се врши внимателн да не дојде до крупни грески кој покасно ке ја отсликуват на одливката.после налевањето калапот се уфрла во вакуумска комора 15-20 мин заради одстранување на меури.
    иако силиконот може да се врвтдне на собна температура се препорачува сушење на 40 степени на 4-8 часа.пред да се пресече калапот мора да се одстрани кутијата и деловите на вливниот систем.доколку е означена поделбената линија треба да се пресече долж ознаката со скалпер.
    постапката на самото леење се состои во 3 чекори
    загревање на калапот,припрема на материјалот,леење.
    при леење калапот мора да се загрее на 70 степени и да се спои.едноставни калапи се состојат од 2 дела.напоредно со загревање на калапот се припрема и материјалот.тој се добива најчесто со смеса од две кемпоненти(основа и катализатор).двете компоненти посебно се загреваат на 70 степени во траење од 2 часа во вакуум.после припремата ,компонентие се сипаат во резервоар на машината која автоматски ја формира смесата.На крај се влива материјалот во вливниот систем а вакуумот овозможува калапот во целост да се исполни.



    Постпроцесирање
    кога делот е излеан,потребно е да се одстрани вливниот систем и да се стави калапот во печка на 68 степени.потоа треба да се одстрани вишокот на материјалот од делот.доколку се јават деформации ,со загревање на делот во печка на 10 мин може да се добие коректна геометрија.
    за вакуумско леење се користат разновидни материјали ,во основа се работи за полиуретанска пластика или PU.па така можат да се користат PU материјали со полипропилен,поликарбонат,па дури и со флексибилни карактеристики како гума.
    бидејки вакуумското леење е во основа слично со останатите постапки на леење ,можат да се користат постоечките технологии за уфрлување на делови од други материјали во одливката за креирање текстура и површинската обработка.
    Карактеристики на вакуумското леење
    изработка на мали серии -до 100 парчиња,совршена прецизност,голем избор на материјали,мах 850 грамови ,мах волумен 0.8 литри
    примена  леење на модели од прастика,изработка на титаниумски имплантанти.

    Ценрифугално

            Процесот на центрифугално леење ги користи силите на инерција за расподелба на стопениот метал во жуплините на калапот.За време на леењето калапите во кои се лее металот се вртат околу определена оска.колку е вртењето поголемо толку ке биде поголема центрифугалната сила за тоа е потребно да се определи бројот на вртење на калапот.
    Величината на центрифугланата сила треба да биде поголема од тежината за да ливот се расподели рамномерно по зидот на кокилата успехот зависи од брзината на вртење, Центрифугалната сила Fc=m*r*w2

          Односот на центрифугалната сила и тежината се нарекува гравитационен коефиицент К.
    Кокилата се изработуваат од сив лив, внатрешната страна се премачкува со премаз,Во зависност од положбата на оската на вртење центрифугалното леење може да биде:Вертикално,Хоризонтално оска на вртење се изведува на тој начин што ратопениот метал се внесува во калап кој е поставен хоризонтално.Се применува за добивање на шупливи цилиндрични одливки пр. Водоводни цевки.Вертикална оска металот се воведува во средината на калапот и одтука под дејство на центрифугалната сила се нанесува на зидовите на калапот.Леењето со наклонета  се применува за цевки со поголема должина
    Влијание на центрифугалната сила под дејство на центрифугалната сила неметалните вклучоци од растопениот метал многу побргу испливуваат на површината,одколку при дество на гравитација. Од овие причини одливките лиени со центрифуга имаат помалку вклучоци и помалку се порозни.Песочни ливови кристализацијата почнува истовремено и на надворешнио и на внатрешниот зид. Во текот на стврднување дебелината на тврдата кора расте и нечистотиите и гасовите се потицнуваат од средината на одливката.Центриф. леење со кокила-  заради брзото ладење на надворешниот дел кристализацијата почнува на надворешниот зид и постепено се проширува во внатрешноста,нечистотиите и гасовите се потиснуваат кон внатрешните површини.

       Може да се лее: Сив лив,челик,лесни и обоени метали,може да се лее и стакло,пластика и керамика. Се применува за производство на одливки за: Цевки со големи димензии,барабани за кочници,ременици,топовски цевки.чаури,прстени,валци,лежишта,запчаници,садови под притисок и сл. Карактеристик на процесот: Продуктивност и до 50парчиња,Припрема на прочес неколку недели,Искористување на металот:висока,Трошоци за алатот средни,Цена на опремата средна до голема,Трошоци за работници:ниски до средни, Додатна обработка на одливките:обавезна обработка на внатрешните површини. Конструктивни карактеристики на добиениот предмет:сложеност на обликот:ограничена, Додатоци за обработка:1,5-6mm,добри механички особини,Големина на одливката: од 0.5мдо1.8м,квалитет на поврпината:добар,средна површинска рипавост.