E-materiały do kształcenia zawodowego

E‑book do e‑materiału Prowadzenie procesu odlewniczego

MTL.04. Organizacja i nadzorowanie procesu odlewniczego - Technik odlewnik 311705

bg‑cyan

Etapy procesu odlewniczego

E‑BOOK

1

Spis treści

Projekt modelu odlewniczego

Cały proces odlewniczy rozpoczyna się w momencie, gdy trzeba wykonać odpowiedni przedmiot. Rysunek techniczny przedmiotu, jaki ma powstać, trafia na biurko technologa. Ten musi wybrać odpowiednią technologię, by skonstruować przedmiot. W pierwszej kolejności wyznacza powierzchnię podziału. Ważnym krokiem jest uwzględnienie skurczu odlewniczego stopu, z którego ma być wykonany odlew.

Skurcz stopów odlewniczych z metali nieżelaznych

Rodzaj stopu odlewniczego

Skurcz odlewniczy hamowany [%]

Skurcz odlewniczy swobodny [%]

Brązy cynowe

1,2

1,4

Brązy bezcynowe

1,6 - 1,8

2,0 - 2,2

Brązy krzemowe

1,2 - 1,8

Mosiądze cynkowe

1,5 - 1,7

1,8 - 2,0

Mosiądze krzemowe

1,6 - 1,7

1,7 - 1,8

Mosiądze manganowe

1,8 - 2,0

2,0 - 2,3

Silumin

0,8 - 1,0

1,0 - 1,2

Stop Al‑Cu

1,4

1,6

Stopy magnezu

1,2 - 1,6

Skurcz stopów odlewniczych z żeliwa szarego

Rodzaj odlewu

Skurcz odlewniczy hamowany [%]

Skurcz odlewniczy swobodny [%]

Odlewy drobne i średnie

0,9

1,0

Odlewy średnie i duże

0,8

0,9

Odlewy cięzkie

0,7

0,8

Skurcz stopów odlewniczych z żeliwa ciągliwego

Rodzaj żeliwa

Skurcz odlewniczy hamowany [%]

Skurcz odlewniczy swobodny [%]

Żeliwo ciągliwe białe

0,8 - 1,5

1,5 - 2,5

Żeliwo ciągliwe czarne

do 1,2

Skurcz stopów odlewniczych ze staliwa

Rodzaj staliwa

Skurcz odlewniczy hamowany [%]

Skurcz odlewniczy swobodny [%]

Staliwo węglowe niskostopowe

1,3 - 1,7

1,6 - 2,0

Staliwo chromowe wysokostopowe

1,0 - 1,4

1,3 - 1,7

Staliwo ferrytyczno‑austenityczne

1,5 - 1,9

1,8 - 2,2

Staliwo austenityczne

1,7 - 2,0

2,0 - 2,3

Kolejnym etapem jest odpowiednie umieszczenie naddatków technologicznych. Zaliczamy do nich: naddatki na obróbkę skrawaniem i pochylenia odlewnicze (czerwone). Pierwsze z nich stosowane są, gdy wymagana jest odpowiednia dokładność powierzchni. Pochylenia (zielony kolor) mają zastosowanie podczas formowania. To dzięki nim można bez problemu usunąć model z formy. W wielu wyrobach wymagane jest zastosowanie rdzenia (niebieski). Wymusza to umieszczanie znaków rdzeniowych w projekcie modelu. Technolog musi także wskazać miejsce doprowadzenia ciekłego metalu. Zazwyczaj jest to najgrubsza ścianka odlewu. Po utworzeniu odpowiedniej dokumentacji materiały są dostarczane do modelarni. Ostatnim krokiem jest obliczenie i dobranie układu wlewowego dla całej technologii.

R12E5J7kbrSLK
Rysunek technologiczny
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Modelarze zgodnie z dokumentacją wykonują modele odlewnicze (przy produkcji małoseryjnej bądź jednostkowej) lub płyty modelowe (stosowane przy formowaniu maszynowym i przy produkcji wielkoseryjnej). Modele wykonywane są najczęściej z drewna, ale spotyka się także te wykonane z metalu (brąz) oraz żywic. Drewno jest używane do wykonywania modeli dlatego, że jest to materiał ekonomiczny, wykazuje małą gęstość właściwą, łatwość obróbki i łączenia, odporność na naprężenia zginające, rozciągające i ściskające. Jednak posiada też pewne wady, takie jak niejednorodna budowa i pochłanianie wilgoci z masy formierskiej. To sprawia, że model pod wpływem zbyt dużej wilgotności może zmienić swoje wymiary. Modele wykonane z drewna pokrywa się lakierem, co stanowi zabezpieczenie przed wilgocią i uszkodzeniami wywołanymi przez uderzenia podczas formowania. Dodatkowo uszkodzenia takie jak rysy, pęknięcia, nakłucia i rzadzizny uzupełnia się za pomocą kitu sporządzonego z mieszaniny kredy, pokostu i kleju stolarskiego.

Przykładowy materiał do wykonania modeli

Materiał

Cecha stopu

Zalety

Wady

Żeliwo

150
200
250

dobra wytrzymałość i obrabialność, gładka powierzchnia, niski koszt

duży ciężar, trudności w naprawie

Stopy miedzi

B102
B663
B555
MM58
MO59

gładka powierzchnia, odporność na korozję i przyczepność masy formierskiej

duży ciężar, deficytowość składników stopowych, wysoki koszt

Stopy aluminium

AK51
AK52
AK64
AM4

lekkość, odporność na korozję, dostateczna wytrzymałość, dobra obrabialność, gładka powierzchnia

duży koszt wykonania

Drewno

Drzewa iglaste (sosna, świerk, jodła)

Drzewa liściaste (olcha, lipa, grusza, buk)

lekkość, odporność na korozję, dostateczna wytrzymałość, dobra obrabialność, gładka powierzchnia, niski koszt, łatwość pokrywania lakierami ochronnymi, odporność na naprężenia

możliwy skurcz w róznych kierunkach, w zależności od gatunku drewna, niejednorodna budowa, zdolność do pochłaniania wilgoci

Tworzywa sztuczne

Polimery, hydrożele, ceramika

wytrzymałość, odporność na korozję, mały skurcz, odporność na ścieranie, możliwość szybkiego prototypowania drukiem 3D

cena, ograniczenia w metodach produkcji, trudności w naprawie

W modelarni wykonywane są także modele używane w specjalnych technologiach formowania, np.: wykonywane z wosku dla technologii wytapianych modeli albo wykonywane ze styropianu dla technologii pełnej formy. W najnowocześniejszych odlewniach modele są drukowane w technologii 3D.

RJCSd7j9Oh2fS
Cykl projektowania modelu odlewniczego w druku 3D
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Wspomniany wyżej druk 3D pozwala także na prototypowanie. Coraz większe zastosowanie znajdują programy symulacyjne. Pozwalają one na badanie przepływów w układach wlewowych, procesu krystalizacji oraz powstawania wad związanych ze skurczem i geometrią modelu.

Powrót do spisu treściPowrót do spisu treści

Powiązane materiały multimedialne