잃어버린 폼 캐스팅은 어떻게 작동합니까?

잃어버린 폼 캐스팅은 어떻게 작동합니까?

잃어버린 거품 캐스팅 증발 패턴 캐스팅 또는 풀 곰팡이 주조로도 알려진 (LFC)는 혁신적인 Net-Net 자형 정밀 주조 기술입니다. 그것의 핵심 원리는 최종 주조와 동일한 폼 플라스틱 모델을 만들고,,, 특수 내화 코팅으로 코팅하고, 마른 모래에 매립하고, 진동을 통해 모래를 압축 한 다음, 용융 금속을 모델에 직접 붓는 것입니다. 폼 모델은 빠르게 기화, 분해 및 사라져 용융 금속이 금형 공동을 차지할 수 있습니다. 냉각 및 응고 후, 폼 모델의 모양을 정확하게 복제하는 주조가 형성됩니다. 이 기술은 재료 과학, 열역학, 유체 역학 및 정밀 제조 공정을 통합하여 독특한 장점으로 인해 현대 파운드리에서 중요한 위치를 유지합니다.

I. 잃어버린 거품 캐스팅의 핵심 원칙과 본질 : 열분해 대체 및 물리적 보존

잃어버린 거품 캐스팅의 비밀은 기본 원칙에 있습니다. "불분해 교체" . 전체 과정은 물리적 보존 법칙 (질량, 운동량 및 에너지 절약)을 엄격히 준수하고 일련의 복잡한 물리적 및 화학적 변화를 통해 폼 모델의 정확한 금속 교체를 달성합니다.

폼 모델의 열분해 및 실종 :

• 물리적 단계 (용융 및 연화) : 용융 금속 전선이 폼 모델 (일반적으로 팽창 된 폴리스티렌, EPS 또는 STMMA와 같은 공중 합체로 만들어진)에 접촉하면 강한 열 전달이 발생합니다. 폼의 유리 전이 온도 (~ 100 ° C) 및 용융점 (~ 170–240 ° C)은 용융 금속 온도 (예 : 강철> 1500 ° C)보다 훨씬 낮습니다. 모델 표면은 급격한 연화 및 용융을 겪고 액체 전면 층을 형성합니다.
• 화학 단계 (열분해, 균열 및 가스화) : 고온 및 저산소 조건 하에서 (코팅 및 건조 모래의 차폐 효과로 인해), 용융 중합체 사슬이 파손되어 복잡한 열분해 반응이 발생합니다. 이 흡열 공정은 소분자 가스 (주로 스티렌 단량체, 벤젠, 톨루엔, 에틸 벤젠, 수소, CO, CO, CO₂, 메탄 및 기타 탄화수소) 및 소량의 액체 타르 잔류 물 (예를 들어, 액체 폴리스티렌)을 생성합니다. 가스는 코팅 및 모래 구멍을 통해 빠져 나가고, 액체 제품은 고온으로 부분적으로 분해됩니다. 일부는 금속 전면에 의해 코팅 인터페이스로 밀려 나거나 주조 표면에 남아있을 수 있습니다 (제어되지 않으면 결함이 발생 함).

가스 갭 형성 및 인터페이스 반응 : 용융 금속 전면과 비교되지 않은 폼 모델 사이에 좁은 가스로 채워진 갭이 형성됩니다. LFC 의이 독특한 특징은 금속 충전 행동, 전면 안정성, 열전달 및 주조 품질 (예 : 탄소 폴드 결함)을 지시합니다.

금속 충전 및 응고 :

• 진공 보조 중력 붓기 : 금속은 중력 하에서 쏟아지는 컵에 쏟아지고, 전체 플라스크는 진공 청소기 (0.3–0.7 bar). 진공 청소기는 곰팡이 충전을 크게 향상시킵니다.
  • 흡입 효과 : 투과성 코팅 및 건조 모래 시스템을 통해 분해 폼에서 가스/액체를 지속적으로 추출하여 공동에서 제거를 가속화하고 가스 역 압력이 금속 흐름을 방해하는 것을 방지합니다.
  • 금형 강도 향상 : 느슨한 마른 모래 입자 사이의 압력 차이를 만들어 단단히 압축하고 곰팡이에 높은 강도와 ​​강성을 제공합니다. 이것은 전통적인 모래 주조의 바인더와 관련된 문제를 피하기 때문에 복잡한 얇은 벽 부분을 캐스팅 할 수 있습니다.
  • 야금 품질 향상 : 금속의 가스 포획을 줄이고 포함 부양 (게이팅/라이저 시스템에 의해 보조)을 촉진 할 수 있습니다.
• 전면 고급 모드 : 금속은 전체적으로 꾸준히 발전하지는 않지만 화분화 가스로 채워진 좁은 간격으로 인해 준-라미나 ( "층 같은") 방식으로 폼 모델을 점차적으로 대체합니다. 이 전면의 안정성은 미세한 모델 세부 사항을 복제하는 데 중요합니다.
• 응고 및 형성 : 금속이 공동을 완전히 채운 후, 코팅 및 건조 모래를 통해 열이 소산되어 응고가 시작됩니다. 건조 모래의 열전도율이 상대적으로 낮기 때문에, 고정화는 일반적으로 벽 두께와 합금 유형에 따라), 공급 및 응력 감소를 돕는다. 응고는 궁극적으로 원래 폼 모델의 형상과 매우 일치하는 금속 주조를 형성합니다.

에센스 요약 : 손실 된 폼 캐스팅은 강렬한 물리적 (용융, 기화, 탈출) 및 화학 (중합체 열분해/크래킹) 변화가 단단히 통합되는 동적 대체 과정입니다. 녹은 금속은 진공 및 보장 가스 제거 채널에 의해 제공되는 구동력에 의해 도움을받는 높은 열 에너지를 사용하여, 현장 내 현장에서 쉽게 기화 될 수있는 폼 플라스틱 모델 자체를 단단한 금속 엔티티로 고형화하여 "열, 금속으로 대체"를 달성합니다.

II. 손실 된 폼 캐스팅의 상세한 프로세스 흐름

잃어버린 폼 캐스팅은 최종 캐스팅 품질을 보장하기 위해 각 단계에 정밀한 제어가 필요한 다단계 시스템 엔지니어링 프로세스입니다.

1. 폼 패턴 제작 : 정밀도의 출발점과 기초.

   • 원료 선택 :
     • 확장 가능한 폴리스티렌 (EPS) : 가장 흔하고 저렴한 비용, 탁월한 거품 성형 성, 좋은 차원 안정성, 성숙한 사전 확장 및 노화 과정. 단점 : 불완전한 열분해, 고 탄소 잔류 물 (2-4%), 점성 액체 생성물 (주로 액체 폴리스티렌), 탄소 폴드, 탄소 픽업 (특히 저탄소 강철) 및 광택 탄소 결함. 가스 제품은 분자량이 높으며 (예 : 스티렌 단량체) 배기 부담이 증가합니다. 해당되는: 주철 (회색 철, 연성 철 - 기화에 덜 민감) 및 비철 합금 (Al, Cu)에 선호됩니다. 비정규 표면 요구 사항이있는 중소형 강철 주물의 경우 엄격한 공정 제어가 필요합니다.
     • 확장 가능한 메틸 메타 크릴 레이트-스티렌 공중 합체 (STMMA) : 스티렌 (ST) 및 메틸 메타 크릴 레이트 (MMA)의 공중 합체. MMA 성분은 산소 함량을 증가시켜보다 완전하고 빠른 열분해를 초래합니다. 탄소 잔류 물은 EPS (<0.5%, 0.02%)보다 현저히 낮으며, 액체 제품은 최소이며 분자량/쉽게 기화되며 가스 제품은 분자량이 낮고 (CO₂, CO, HAL) 쉽게 배출됩니다. 탄소 주름과 기화를 크게 줄여 표면 품질이 향상됩니다. 단점 : 더 높은 비용 (EPS보다 30-50% 더 많은), 성형 수축이 약간 높아짐 (곰팡이 보상이 필요), 약간 낮은 강성 (큰 부품 강화가 필요함)으로, 일부 제형은 고온에서 부드럽게/변형 될 수 있습니다. 해당되는: 강철 주물 (특히 저탄소 및 스테인레스 스틸)에 선호되는 재료. 고품질의 복잡한 얇은 벽 주철 및 비철 주물. LFC 캐스팅 품질을 개선하기위한 핵심 재료 (특히 표면 및 재료 순도). MMA 함량은 합금 유형 (스틸/철), 벽 두께 및 쏟아지는 온도 (일반적으로 15-30%)에 따라 최적화되어야합니다.
     • 확장 가능한 폴리 프로필렌 (EPP) : 장점 : 매우 낮은 열분해 잔류 물 (거의 완전히 기화 된), 사실상 탄소 검은 색 또는 광택 탄소 문제가 없습니다. 단점 : 어려운 거품 (고온 필요), 표면 마감이 좋지 않은, 강도가 낮은 변형, 어려운 치수 제어, 높은 비용. 해당되는: 주로 특별한 요구 사항 (예 : 매우 낮은 기화기)에 대해 매우 제한적입니다.
   • 원료 형태 : 폭발 제를 함유하는 사전 확장 가능한 비드 (예 : 펜탄).
   • 예전 전 (예전) : 비드는 사전 엑스 팬더 (증기 가열)에서 연화되고, 블로우 싱제는 기화되고 팽창하여 구슬 부피가 정해진 밀도 (일반적으로 최종 패턴 밀도의 2-5 배)로 증가합니다. 온도, 시간 및 증기 압력은 폐쇄 세포 구조 및 표적 밀도 (패턴 강도, 표면 품질 및 열분해 제품 수량에 직접 영향을 미치는 균일 한 사전 확장 비드를 얻기 위해 엄격하게 제어됩니다.
   • 노화/안정화 : 사전 확장 된 비드는 내부적으로 음압을 개발합니다. 내부적으로 공기 침투를 허용하고, 균형을 잡고, 건조하고, 안정화되고, 탄력을 얻기 위해 기간 (8-48 시간) 동안 공기에 저장되어야합니다. 성형 중에 과도한 수축 또는 변형을 방지해야합니다.
   • 성형 (성형) : 노화 된 구슬은 성형 다이로 공급됩니다.
     • 곰팡이: 일반적으로 밀도가 높은 벤트 구멍이있는 알루미늄 합금 (직경 ~ 0.3-0.8mm).
     • 프로세스: 비드는 금형 공동 -> 가열을 위해 도입 된 증기 (2 차 확장, 연화, 결합) -> 냉각수 냉각 및 세트 -> 진공 보조 데 몰딩. 성형 온도, 압력, 시간 및 증기 품질은 패턴 밀도, 융합 및 표면 마감에 중요합니다. 고품질 패턴은 균일하게 밀도가 높고, 잘 뿌려지고, 매끄럽고, 차원 적으로 정확하며, 날로 인해 균일해야합니다.

2. 패턴 클러스터 어셈블리 (클러스터 어셈블리) : 개별 폼 패턴 (다중 부품 패턴 포함), 게이팅 시스템 (Sprue, Runners, Ingates) 및 라이저 시스템 (피드 라이저, 슬래그 트랩)은 일반적으로 EPS/STMMA로드에서 가공됩니다. 이들은 완전한 패턴 클러스터 (캐스트 클러스터)를 형성하는 특수한 친환경 핫 멜트 접착제 (과도한 가스/잔류 물을 피하기 위해)를 사용하여 정확하게 결합됩니다. 어셈블리 품질은 금속 흐름과 주조 무결성에 직접적인 영향을 미칩니다.

3. 패턴 건조 및 수리 : 조립 된 클러스터는 완전히 건조해야합니다 (수분 제거). 패턴 표면의 결함 (예를 들어, 융합 라인 우울증, 작은 구멍, 경미한 손상)은 표면 품질을 보장하기 위해 수리 및 연마됩니다.

4. 패턴 클러스터 코팅 (코팅) : 코팅은 LFC 성공을위한 중요한 장벽 및 기능 층입니다.

   • 기능 :
     • 지지 모델 : 깨지기 쉬운 폼 패턴에 충분한 강성을 제공하여 성형 진동 동안 변형/손상을 방지합니다.
     • 분리 장벽 : 열분해 생성물 (액체 타르, 탄소 검은 색)이 건조 모래를 관통하는 (오염 된 모래) 또는 주조 표면에 달라 붙는 (결함을 일으키는)를 방지합니다.
     • 투과성 채널 : 폼 열분해 중에 생성 된 대량의 가스가 건조 모래로 코팅을 통해 빠르게 빠르게 탈출하여 진공 시스템에 의해 대피하는 데있어 탁월한 투과성이 필수적입니다. 투과성은 가장 중요한 코팅 특성 중 하나입니다.
     • 내화성 보호 : 용융 금속의 충격과 열 영향을 견딜 수있어 마른 모래가 소결을 방지합니다.
     • 표면 마감 : 캐스팅 표면 품질 및 윤곽 정의에 영향을 미칩니다.
     • AIDS 쉘 제거 : 냉각 후 코팅은 주조와 쉽게 분리되어야합니다.
   • 구성:
     • 불응 성 집계 : 주요 구성 요소 (일반적으로 건조 중량으로 60-75%). 공통 유형 : 지르콘 모래/밀가루 (Zrsio₄, 높은 내화성/열전도도, 불활성, 우수한 표면 마감, 높은 비용, 임계 표면에 사용), 실리카 밀가루 (Sio₂, Common, 낮은 Cost), 보크 사이트 (ALAOIT, 우수한 혹시 성능), Mullite, Kyanite, Graphite Powder 등), 입자 크기 분포는 강도 및 투과성을 보장 할 수 있어야합니다.
     • 바인더 : 녹색과 건조한 강도를 제공하십시오. 수성 공통 : 나트륨/칼슘 벤토나이트, 실리카 졸, 알루미나 졸, CMC, 폴리 비닐 알코올 (PVA), 라텍스 (LA), 수지. 알코올 기반 : 가수 분해 된 에틸 실리케이트. 유형 및 양은 강도, 투과성, 균열 저항에 영향을줍니다.
     • 서스펜션 에이전트/캐리어 : 골재를 안정적으로 매달린 상태로 유지하십시오. 수성 : 벤토나이트, 유기 중합체 (예 : CMC). 알코올 기반 : 유기 벤토나이트, PVB.
     • 첨가제 : 유변학 (deflocculants), 항-조직 (생체화물), 디포 아메르, 계면 활성제 (습윤성 향상), 방지제 등을 개선합니다.
   • 코팅 준비 : 성분 비율, 첨가 시퀀스, 혼합 시간 및 강도 (고속 분산기), 점도 (흐름 컵 또는 회전 점도계에 의해 측정 됨)를 엄격하게 제어합니다. 코팅은 안정적인 최적의 성능을 달성하기 위해 충분한 수화 (일반적으로 24 시간)가 필요합니다.
   • 코팅 응용 프로그램 프로세스 :
     • 담그기 : 전체 클러스터가 코팅 탱크에 담그고 천천히 철회했습니다. 균일 한 두께, 실행/처짐, 풀링, 거품이 필요합니다.
     • 붓기/브러싱 : 큰 부품 또는 지역 수리에 적합합니다.
   • 코팅 두께 : 주조 크기, 벽 두께, 합금 유형에 따라 일반적으로 0.5-2.0mm (강철은 더 두꺼운 코팅이 필요합니다). 중요한 영역 (예 : 잉글랜드 근처, 핫스팟)은 국부적으로 두껍게 될 수 있습니다.
   • 건조: 코팅은 완전히 건조되고 경화되어야합니다 (수분 함량 <1%). 일반적인 방법 :
     • 주변 건조 : 오랜 시간 (24-48 시간), 변형이 발생하기 쉽습니다.
     • 저온 건조 (≤50 ° C) : 건조, 습도 및 공기 흐름 제어가 중요합니다.
     • 제습 건조 : 가장 효과적이고 효율적인 (시간으로 줄일 수 있음), 온도/습도의 정확한 제어 (예 : 30-40 ° C, 습도 <30%), 최소 패턴 변형. 현대의 주류 방법.
   • 코팅 검사 : 두께 (게이지), 표면 품질 (시각적), 투과성 (특수 투과성 테스터), 강도 (스크래치 또는 모래 마모 테스트)를 점검하십시오.

5. 성형 (진동 압축) :

   • 플라스크 준비 : 진공 시스템에 연결된 벽에 진공 챔버 및 필터 스크린 (금속 메쉬 또는 투과성 벽돌)이있는 특수 플라스크.
   • 성형 모래 : 건식 (수분 <0.5%), 바인더 프리 실리카 모래 (일반적인 AFS 40-70, 즉 0.212–0.425mm) 또는 특수 모래 (특수 요구 사항 영역을 위해 Chromite 모래, 지르콘 모래, 올리 빈 모래)를 사용하십시오. 모래 온도는 일반적으로 <50 ° C를 제어합니다. 모래에는 정기적으로 배설과 냉각이 필요합니다.
   • 패턴 클러스터 배치 : 코팅 된 건조 된 클러스터를 플라스크의 바닥에 조심스럽게 놓아 쏟아지는 컵 위치를 쏟아지는 스테이션과 정렬합니다.
   • 모래 충전 및 진동 압축 :
     • 샤워 충전 : 모래가 클러스터 캐비티 주변과 부드럽게 채워져 패턴 충격을 피합니다.
     • 3D 마이크로 진동 : 진동 테이블에 플라스크. 낮은 진폭 (0.5–1.5mm), 중간 높이 주파수 (40–60Hz) 마이크로 진동을 사용합니다. 진동 매개 변수 (시간, 주파수, 진폭), 모래 특성 (크기, 모양, 수분) 및 충전 속도는 공동으로 압축 효과를 결정합니다.
   • 압축 목표 : 패턴과 복잡한 공동 내에서 모래에서 고도로 균일하고 충분한 압축 밀도 (> 80% 이론적 밀도)를 달성하여 금속 절단 및 열 충격에 대한 코팅 패턴을지지하여 곰팡이 붕괴, 곰팡이 벽 이동, 모래 침투 및 차원 편집을 방지합니다. 압축 불충분은 많은 결함 (예 : 곰팡이 벽 이동, 치수 오류)의 근본 원인입니다.
   • 프로세스 모니터링 : 고급 생산 라인은 센서를 사용하여 모래 흐름, 진폭, 주파수 및 압축 밀도를 모니터링 할 수 있습니다 (간접 또는 직접 측정).
   • 덮개 및 밀봉 : 플라스틱 필름 (예 : 폴리에틸렌)으로 플라스크 상단을 덮으십시오. 진공 밀봉을 보장하기 위해 밀봉 스트립 (종종 접착제 고무 스트립)을 사용하여 필름을 플라스크 플랜지 가장자리에 단단히 밀봉하십시오. 필름은 공기를 분리하여 쏟아지는 동안 공기 유입을 방지하여 진공 장을 방해 할 수 있으며, 진공 상태로 모래를 꺼내는 것을 방지합니다. 필름에 마른 모래 또는 무게를 쌓아서 뜨거운 금속으로 화상을 입지 않도록 보호하십시오.
   • 진공 시스템 연결 : 호스를 통해 플라스크 진공 포트를 진공 펌프 시스템에 연결하십시오. 현대적인 설정에는 종종 쏟아지는 스테이션 당 전용 진공 펌프 세트 (액체 링 또는 로터리 베인 펌프)가 있습니다. 진공 라인에는 모래 유입을 방지하기위한 필터가 포함됩니다.

6. 붓는 것:

   • 진공 활성화 : 플라스크에서 세트 진공 수준을 달성하고 안정화하기 위해 쏟아지기 전에 진공 펌프 초 (일반적으로 0.3–0.7 bar / 0.03-0.07 MPa 절대 압력)를 달성하고 안정화시키기 전에 수십 초까지 몇 초를 시작하십시오. 진공 수준은 주조 구조 (복잡한 얇은 벽의 경우 더 높음), 합금 유형 (철, 강철, 비철), 부어 중량/속도를 기반으로 최적화 된 핵심 공정 매개 변수입니다.
   • 금속 처리 및 온도 제어 : 필요한 금속 처리 (정제, 변형, 접종)를 수행하고 쏟아지는 온도 (폼 기화 열 흡수를 보상하기 위해 모래 주조보다 약간 높음)를 정확하게 제어합니다. 전형적인 온도 : 회색 철 1350-1450 ° C, 연성 철 1380-1480 ° C, 강철 1550-1650 ° C, 알루미늄 합금 680-760 ° C.
   • 쏟아지는 작업 :
     • 높은 유속, 빠르고 꾸준한, 연속 : 컵을 계속 붓고 Sprue가 빠르게 채워 지도록 사이펀 효과를 만듭니다. 중단이나 튀는 것을 피하십시오.
     • 쏟아지는 시간 : 주조 중량, 벽 두께, 구조에 기초하여 최적화. 너무 긴 열분해 생성물을 증가시킵니다. 너무 짧으면 난기류, 공기 포획, 오해가 발생할 수 있습니다. 일반적으로 진공 상태 시간과 동기화됩니다.
     • 모니터링 : 크거나 중요한 주물은 자동 쏟아지는 기계를 사용할 수 있습니다. 운영자는 쏟아지는 컵 수준을 면밀히 모니터링해야합니다.

7. 냉각 및 진공 방출 : 쏟아지면, 주조 표면이 모래 압력에 저항하기에 충분한 강한 쉘로 완전히 고형화 될 때까지 진공은 기간 (몇 분에서 수십 분) 동안 유지되어야합니다. 진공을 너무 일찍 방출하면 주조 왜곡, 곰팡이 벽 움직임 또는 붕괴가 발생할 수 있습니다. 주조는 금형의 안전한 온도 (일반적으로 합금 및 크기에 따라 <500 ° C)로 계속 냉각되어 건조 모래의 느린 냉각 특성을 사용하여 응력을 줄입니다.

8. 쉐이크 아웃 및 청소 :

   • 모래 제거 : 최고의 보호 모래와 필름을 제거하십시오. 플라스크를 진동 쉐이크 아웃 머신으로 옮깁니다 (또는 회전율 고정물 사용).
   • Shakeout : 캐스팅에서 마른 모래를 진동하십시오. 마른 모래는 흐름성이 뛰어나 기존의 모래 곰팡이보다 소음과 먼지가 훨씬 적고 쉐이크 아웃을 쉽고 깨끗하게 만듭니다. Shakeout 캐스팅 클러스터 (캐스트 게이팅/라이저 시스템 코팅 쉘)가 전달됩니다.
   • 모래 가공 : 흔들리는 모래를 스크리닝 (파편 제거, 큰 코팅 조각), 냉각 (유체 침대 냉각기, 끓는 냉각기 등), dedusted (백 하우스 시스템), 샌드 호퍼로 돌아와 재사용됩니다. 모래 온도, 곡물 크기 분포 및 먼지 함량은 주기적 테스트가 필요합니다.
   • 게이팅/라이저 제거 : 주조 후 실온으로 냉각 된 후 절단 (그라인딩 휠, 가스 절단), 노크 (망치, 충격) 또는 특수 장비를 통해 게이팅 및 라이저 시스템을 제거하십시오.
   • 코팅 제거 : 진동 쉐이크 아웃 장비 또는 샷 블라스팅을 사용하여 대부분의 접착 된 내화 코팅을 제거하십시오. 깊은 구멍/내부 공동에서의 잔류 코팅은 샌드 블라스팅, 고압 물 제트 또는 화학적 세정이 필요할 수 있습니다.
   • 마무리 손질: 게이팅/라이저 남은 자, 지느러미, 버를 갈아냅니다. 표면 마감 요구 사항이 높은 주물을 위해 샌드 블라스팅, 연마 등을 수행하십시오.

III. 잃어버린 폼 캐스팅의 주요 기술적 장점과 특성

잃어버린 폼 캐스팅의 성공은 독특하고 중요한 장점에서 비롯됩니다.

1. 극단적 인 디자인 자유와 거의 네트 모양 :

   • 폼 패턴은 쉽게 가공되고 결합되어 매우 복잡한 중공 구조, 내부 통로, 곡선 채널 (예 : 엔진 블록/헤드, 임펠러, 복잡한 밸브 바디, 아트 조각), 전통적인 이별 라인의 한계 및 패턴 제거를 생산할 수 있습니다.
   • 가공 (예 : 복잡한 오일/물 통로)을 줄이거 나 제거하여 거의 네트 모양의 제조를 달성하고 재료를 절약하고 가공 비용을 절감합니다.
   • 전통적으로 여러 주물 및 어셈블리 (예 : 플랜지가있는 펌프 하우징, 구부러진 파이프)가 필요한 단일 조각 구성 요소로 생산할 수 있습니다.

2. 탁월한 차원 정확도 및 표면 품질 :

   • 이별 라인도없고 패턴 제거가 필요하지 않으며 모래 주조 (플래시, 불일치, 드래프트 각도, 곰팡이 벽 이동)에서 일반적인 치수 오류가 완전히 제거됩니다. 차원 정확도는 일부 복잡한 부분에 대해 CT7-CT9 (GB/T 6414), CT10에 도달합니다.
   • 우수한 폼 패턴 표면 마감 (RA 6.3-12.5μm), 우수한 코팅 복제, 결과 주물은 좋은 표면 마감 (RA 12.5-25μm, 샷 폭파 후 6.3μm 가능), 날카로운 윤곽, 세부 사항의 양호한 재생산 (텍스트, 패턴)을 갖습니다. 청소 시간과 후속 마무리 비용을 줄입니다.

3. 프로세스 단순화 및 효율성 증가 :

   • 단순화 된 단계 : 전통적인 모래 주조의 복잡한 단계를 제거합니다 : 모래 믹싱, 성형 (플라스크 회전, 폐쇄), 코어 만들기, 금형/코어 경화/건조 (고가의 코어 박스 포함). 프로세스 체인을 간소화합니다.
   • 더 짧은 사이클 시간 : 패턴은 대량으로 미리 생성 될 수 있습니다. 성형은 빠릅니다 (건조한 모래 진동 압축); 쉐이크 아웃과 청소는 매우 간단하고 빠릅니다. 전체 생산주기가 단축됩니다.
   • 더 작은 발자국 : 대형 모래 취급 시스템 (바인더 없음), 코어 모래 장비, 건조 오븐 등이 필요합니다.
   • 유연한 생산 : 동일한 플라스크는 다른 모양 (단지 패턴 클러스터를 변경)을 시전 할 수 있으며, 전문 금형 (플라스크는 보편적)이 필요하지 않으며, 다중 다양한 저용량 생산에 적응할 수 있습니다. 자동화 된 라인은 유연한 전환을 허용합니다.

4. 우수한 환경 성과와 개선 된 작업 조건 :

   • 바인더 없음 : 바인더가없는 마른 모래를 사용하여 전통적인 녹색 모래, 수지 모래 또는 나트륨 실리케이트 모래와 관련된 유해한 배출 (페놀, 푸란, So₂, 알칼리성 먼지)을 제거합니다.
   • 낮은 쉐이크 아웃 먼지 : 탁월한 마른 모래 흐름성은 쉐이크 아웃 (특히 먼지 수집 시스템) 동안 먼지가 거의 없음을 의미합니다.
   • 높은 재생 모래 속도 : 간단한 냉각 및 배양 후, 고형 폐기물 (작은 코팅 잔류 물 만)을 크게 감소시킨 후 마른 모래는 거의 100% 재사용 할 수 있습니다. 순환 경제와 일치합니다.
   • 노동 강도를 크게 줄였습니다. 무거운 램핑, 플라스크를 들어 올리는 모래 청소를 피하십시오. 운영 환경이 크게 향상되었습니다 (소음, 먼지, 열, 유해 가스 감소).

5. 전체 비용 절감 :

   • 재료 비용 : NET 모양은 가공 허용량 (일반적으로 1-3mm), 금속을 저장 (특히 비싼 합금)을 줄입니다. 건조 모래 및 폼 재료의 높은 이용. 긴 곰팡이 수명 (알루미늄 금형은 수만 부품을 생산할 수 있습니다).
   • 가공 비용 : 가공 단계를 줄이거 나 제거합니다 (예 : 복잡한 오일/물 통로).
   • 노동 비용 : 높은 자동화는 숙련 된 몰더의 요구를 줄입니다.
   • 관리 비용 : 단순화 된 프로세스 체인은 작업중인 재고를 줄입니다.
   • 스크랩 속도 : 프로세스 제어가 양호하면 스크랩 속도가 낮게 유지 될 수 있습니다 (<5%).
   • 에너지 소비 : 금형/코어 경화/건조를 제거합니다. 모래는 재생이 필요하지 않습니다 (냉각/배설물 만). 전반적인 에너지 소비는 일반적으로 전통적인 모래 주조보다 낮습니다.

IV. 재료 선택에 대한 주요 고려 사항

1. 폼 패턴 재료 :

   • 선택 기준 : 주요 고려 사항은 주조 재료 (강철/철/비철), 품질 요구 사항 (특히 표면, 기화 제한), 비용입니다. 2 차 요인 : 주조 크기, 구조적 복잡성 (패턴 강도 요구에 영향을 미치기). STMMA는 고급 응용 분야 (자동차, 펌프/밸브, 주요 건축 기계 부품)의 주류가되고 있습니다.

2. 내화 코팅 (코팅) : 설명 된 바와 같이, 코팅은 핵심 기능 물질이다. 조성물 (응집체, 바인더, 첨가제), 특성 (투과성, 강도, 굴절, 코팅 능력), 준비 과정 (혼합/분산, 노화) 및 적용 (디핑, 건조)은 엄격한 표준화 및 제어가 필요합니다. 코팅 투과성은 부드러운 가스 탈출을위한 생명선입니다.

3. 성형 모래 :

   • 실리카 모래 : 가장 일반적이며 저렴한 비용이 널리 사용됩니다. 건조, 둥근 또는 하위 앵그리, 잘 그레이드 된 모래를 사용하십시오 (Common AFS 40-70). 먼지 함량은 낮아야합니다 (<0.5%). 정기적으로 배설 및 냉각이 필요합니다.
   • 특수 모래 : 크로마이트 모래, 지르콘 모래, 올리 빈 모래 등 특수 요구 사항 영역 (예 : 두꺼운 강철 섹션 핫스팟, 모래 침투가 발생하기 쉬운 영역)에 사용됩니다. 높은 굴절성, 높은 열전도율, 낮은 열 팽창, 화학적 불활성과 같은 이점을 활용하여 모래 침투, 소결 및 뜨거운 찢어짐을 방지합니다. 일반적으로 비싸고 현지에서 사용됩니다 (모래를 마주 보는).

4. 금속 합금 :

   • 주철 (회색 철, 연성 철) : 가장 널리 사용되고 성숙한 LFC 응용 프로그램. 비교적 용서하는 프로세스 창 (특히 EPS 포함). 자동차 (섀시 브래킷, 배기 매니 폴드, 엔진 블록), 농업, 밸브, 파이프 피팅, 공작 기계 구성 요소에 널리 사용됩니다.
   • 주철 (탄소강, 저금산 강철, 고상한 강철, 스테인레스 스틸) : 큰 잠재력이지만 기술적으로 까다로운. 기화, 다공성, 포함, 탄소 주름을 방지하기 위해 STMMA (또는 매우 높은 MMA 함량), 엄격한 공정 제어 (붓기 온도, 진공, 코팅 투과성, 게이팅 설계)를 사용해야합니다. 펌프/밸브 바디, 마모 부품 (라이너, 해머), 건축 기계 부품, 하드웨어에 사용됩니다.
   • 알루미늄 합금, 마그네슘 합금, 구리 합금 : 상당한 장점 (복잡한 얇은 벽, 우수한 표면 마감), 응용 분야 (자동차 흡기 매니 폴드, 실린더 헤드, 변속기 하우징, 항공 우주 부품, 미술 캐스팅). 쏟아지는 온도가 낮아지면 폼 분해가 상대적으로 가벼워 지지만, 다공성/포함을 유발하는 열분해 생성물의 포획을 방지하는 데 필요한 관리가 필요합니다. 높은 투과성 코팅 결정. 높은 패턴 강도가 필요합니다 (성형 중 변형 방지). 마그네슘 합금에는 특수 안전 조치 (화재/폭발 방지)가 필요합니다.

V. 전형적인 손실 폼 캐스팅 결함, 원인 및 예방 조치 분석

장점에도 불구하고 LFC의 고유 한 물리 화학은 특정한 결함 문제를 제시합니다.

1. 탄소 폴드 / 수지가 풍부한 층 :

   • 현상: 캐스팅 표면의 불규칙하고 주름진 어두운 색의 결함 (특히 상단 표면, 두꺼운 층 전이). 심한 사례는 광택이있는 탄소 필름을 보여줄 수 있습니다.
   • 원인 : 액체 열분해 생성물 (주로 액체 폴리스티렌/타르)은 신속하게 기화/탈출하지 못하고 발전 금속 전면에 의해 코팅 인터페이스로 밀려납니다. 응고 전면 포획에서의 난기류 또는 변동 또는 이러한 점성 액체를 금속 표면에 둘러싸고 접힘을 형성합니다. 가스 갭 압력 변동과 불안정한 금속 전선 사전은 이것을 악화시킨다. EPS는 STMMA보다 훨씬 더 쉽습니다.
   • 예방 조치 :
     • 패턴 재료 : EP보다 STMMA를 선호합니다. 균일 한 패턴 밀도와 양호한 융합을 보장하십시오.
     • 코팅: 투과성 증가는 핵심입니다! 포뮬라 최적화 (집계 그라데이션, 바인더 유형/양), 철저한 건조 (습식 코팅이 투과성이 좋지 않음). 경향이있는 지역에서 국부적으로 투과성/두께를 증가시킵니다.
     • 진공 과정 : 충분한 진공 청소기 (특히 부어 초기) 및 안정적인 펌핑 용량을 보장하십시오. 진공 프로파일을 최적화합니다 (예 : 사전 진공 진공 진공, 붓기 동안 안정성). 시스템 밀봉 무결성 (필름, 파이프)을 확인하십시오.
     • 게이팅 시스템 : 빠르고 안정적인 충전을위한 설계, 난기류 또는 정체 된 흐름을 피하십시오. 최고 게이팅은 가스 환기를 보조하지만 패턴에 영향을 미칩니다. 바닥 게이팅은 더 안정적이지만 가스 경로는 더 길다. 계단 게이팅, 슬롯 게이팅 공통.
     • 쏟아지는 과정 : 제어 쏟아지는 온도 (너무 높은 액체 점도가 증가하고 너무 낮은 유동성을 감소시킵니다). 충분히 빠르게 쏟아지는 속도를 확인하십시오 (사이펀을 위해 Sprue를 빨리 채우십시오).
     • 클러스터 설계 : 큰 평평한 표면을 피하고 프로세스 리브/통풍구를 첨가하여 열분해 제품을 채널하십시오.

2. 탄소 픽업 :

   • 현상: 용광로 화학에 비해 주조 표면/층 (특히 두꺼운 섹션 코어, 핫스팟 근처)의 탄소 함량이 상당히 높아집니다. 강철 (특히 저탄소)에서 특히 민감한/유해합니다.
   • 원인 : 불완전한 열분해로부터의 고체 탄소 잔류 물 (코크, 광택 탄소)은 뜨거운 강철 (높은 탄소 용해도)으로 용해됩니다. 주로 EPS 벤젠 고리 열분해로부터. 높은 패턴 밀도, 느린 쏟아지는 속도, 높은 붓기 온도, 낮은 진공, 열악한 코팅 투과성은 잔류 물 접촉 시간을 연장하여 기화가 악화됩니다. STMMA는 위험을 크게 줄입니다.
   • 예방 조치 :
     • 패턴 재료 : 강철에 stmma를 사용해야합니다! 패턴 밀도를 줄입니다 (강도를 유지하면서). 탄소가 풍부한 접착제를 피하십시오.
     • 코팅: 고유 한 비활성 응집체 (지르콘)는 탄소 확산을 차단할 수 있습니다. 우수한 투과성은 잔류 물 제거를 가속화합니다.
     • 진공 및 붓기 : 높은 진공은 가스 제거를 가속화합니다. 쏟아지는 온도를 줄입니다 (탄소 용해도/확산을 줄이십시오). 쏟아지는 속도를 높입니다 (탄소 접촉 시간이 단축).
     • 합금 설계 : 민감한 주조의 경우 용융 중에 대상 탄소 함량이 낮아집니다 (픽업 허용).
     • 캐스팅 디자인 : 지나치게 두꺼운 섹션을 피하십시오 (느리게 응고, 기화 시간이 길다).

3. 가스 다공성 :

   • 현상: 주조 표면 내부 또는 근처의 구멍, 벽은 일반적으로 매끄 럽습니다. 포획 가스 다공성 (불규칙) 및 침습성 가스 다공성 (둥근)으로 분류됩니다.
   • 원인 : 매우 복잡하고 다양 :
     • 포획 된 열분해 가스 : 과도한 쏟아지는 속도 또는 열악한 게이팅 설계로 인한 난기류는 열분해 가스를 금속에 뿌립니다.
     • 통풍구가 열악한 가스 침공 : 열악한 코팅/모래 투과성, 불충분 한/불안정한 진공, 쏟아지는 속도를 초과하여 통풍 용량을 초과하고 과도한 가스 부피가 적시 가스 탈출을 예방합니다. 고압 가스 포켓은 응고 전면에서 형성되고 압착 금속을 침범합니다.
     • 기타 출처 : 코팅 수분 기화, 금속 용융물로부터의 가스 또는 쏟아지는 난류, 합금 응고 수축 동안 가스 진화.
   • 예방 조치 :
     • 무늬: 제어 밀도, 융합 품질을 보장하십시오. 클러스터가 건조했는지 확인하십시오.
     • 코팅: 높은 균일 한 투과성을 보장하십시오! 엄격한 건조 제어.
     • 조형: 모래가 균일하게 압축되고 투과성이 있는지 확인하십시오 (제어 모래 온도, 곡물 크기).
     • 진공: 레벨을 최적화하고 (너무 높거나 낮음을 피) 안정성을 유지하십시오. 펌프 용량이 클러스터 가스 생성과 일치하는지 확인하십시오. 물개를 확인하십시오.
     • 게이팅 시스템 : 매끄럽고 저항성 시스템 (예 : 오픈)을 설계하여 금속 전면 상승이있는 가스를 배출합니다 (순수한 바닥보다 상단/스텝 게이팅이 더 좋습니다). 총 ingate 면적을 늘리십시오. 슬래그 트랩/라이저를 사용하십시오 (종종 피더와 결합). 컵을 계속 붓습니다.
     • 쏟아지는 작업 : 제어 붓기 속도 (난기류를 피하고 과도한 가스 간격 길이를 피하십시오). 적당한 쏟아지는 온도.
     • 금속 용융 : Degassing/Refining을 수행하십시오.

4. 포함 :

   • 현상: 캐스팅 내의 비금속 이물질. LFC에서 일반적으로 : 코팅 내포물 (내화), 폼 분해 포함 (타르 슬래그, 탄소 덩어리), 모래 포함.
   • 원인 :
     • 코팅 스폴/침식 : 과도한 금속 충격 힘 손상 약/건조/저 스트림 코팅.
     • 포획 된 열분해 잔기 : 완전히 기화/제거되지 않은 액체/고체 잔류 물이 포획됩니다. 불량한 패턴 융합은 큰 잔류 물 형성에 걸리기 쉬운 "샌드위치"층을 생성합니다.
     • 모래 침투 : 코팅/플라스크를 통한 국소 저 모래 압축, 코팅 손상/크래킹, 과도한 진공 흡입 모래.
   • 예방 조치 :
     • 무늬: 강도, 안전한 결합, 부드러운 결함이없는 표면을 보장하십시오. 날카로운 모서리를 피하십시오. 부드럽게 수리하십시오.
     • 코팅: 강도 (최적화 바인더) 및 침식 저항 (높은 비응 성 골재)을 증가시킵니다. 패턴에 대한 좋은 접착력을 보장하십시오. 엄격한 건조 제어 (균열/박리 없음).
     • 조형: 균일 한 모래 압축을 보장하십시오. 진동 최적화 (코팅 손상을 피하십시오).
     • 진공: 과도한 진공 손상 코팅/모래를 피하십시오.
     • 게이팅 시스템 : 부드러운 디자인, 패턴/코팅 약점 (러너 버퍼 사용)에 직접 금속 충돌을 피하고 슬래그 트랩/필터를 설치하십시오. 큰 아파트/얇은 벽에서 직접 가리키는 것을 피하십시오.
     • 쏟아지는 작업 : 금속 튀는 충격을 피하십시오. 중앙에 쏟아지는 노즐 위치.
     • 금속 용융 : 슬래그 스키밍, 여과 (대형 필터)를 향상시킵니다.

5. 치수 편차 및 왜곡 :

   • 현상: 공차에서 치수를 주조하거나 뒤틀린 모양.
   • 원인 :
     • 패턴 왜곡 : 재료 수축 (성형 냉각, 스토리지 환경 변경), 변형, 결합 불량, 노화 불충분 한 부적절한 취급/저장.
     • 부적절한 성형 : 모래 충전 충격 또는 잘못된 진동 매개 변수는 패턴 왜곡/이동을 유발합니다. 불충분 한/고르지 않은 모래 압축 (부어 동안의 곰팡이 벽 움직임).
     • 코팅 영향 : 과도한 두께 또는 건조 수축 응력은 패턴 왜곡을 유발합니다.
     • 제한된 응고 수축 : 과도한 모래 압축 (특히 핫스팟) 또는 열악한 접전 (예 : 특수 모래 사용)은 정상 수축을 방해하여 뜨거운 눈물, 스트레스 왜곡 또는 대형 치수를 유발합니다.
     • 조기 진공 방출 : 고형화 된 쉘 전에 제거되면 모래 압력에 저항하기에 충분한 강도가있어 왜곡이 발생합니다 (얇은 벽의 큰 플랫).
     • 곰팡이 설계 : 폼 성형 다이는 패턴 수축 (EPS ~ 0.3-0.8%, STMMA가 약간 높음), 코팅 두께 및 금속 수축을 적절하게 보상하지 않았다.
   • 예방 조치 :
     • 무늬: 성형 공정의 엄격한 제어. 노화를 확인하십시오. 결합을 최적화하십시오. 안정적인 스토리지 env. 지원 지원. 정확한 측정 (3D 스캔).
     • 곰팡이 설계 : 패턴 수축, 코팅 두께 효과 및 금속 수축 (경험 시뮬레이션)을 정확하게 계산하고 보상합니다.
     • 코팅: 제어 두께 균일 성.
     • 조형: 진동, 모래 충전을 최적화하십시오. 균일 한 압축 밀도를 확인하십시오 (테스트 장비 사용). 사전 충전 모래/추가는 복잡한 패턴 내부의 지지대입니다.
     • 프로세스 제어 : 쉘이 충분히 강해질 때까지 진공 청소기를 엄격하게 유지하십시오. 큰 얇은 벽을위한 충분한 냉각 시간.
     • 캐스팅 디자인 : 탈착식 프로세스 리브/타이 바를 추가하십시오. 스트레스 농도를 줄이기 위해 구조를 최적화하십시오.

6. 곰팡이 붕괴 (동굴) :

   • 현상: 쏟아지는 동안/후에 모래 곰팡이의 부분 또는 대규모 지역 붕괴로 인해 불완전하거나 심하게 변형 된 주조가 발생합니다. 치명적인 결함은 일반적으로 전체 플라스크를 긁습니다.
   • 원인 :
     • 불충분 한 모래 압축 : 가장 흔한 원인. 잘못된 진동, 미세/먼지가 많은 모래 (가난한 흐름), 높은 모래 온도, 빠르고 고르지 않은 충전.
     • 저/손실 진공 청소기 : 펌프 용량이 불충분, 씰 고장 (필름 눈물/화상, 플랜지 씰 손상, 플라스크/필터 균열/막힘, 파이프 누출), 펌프 서지 중 진공 방울.
     • 과도한 쏟아지는 속도/충격 : 높은 쏟아지는 속도/금속 낙하 높이는 패턴/기저 모래에 폭력적으로 영향을 미쳐 국소 모래 강도를 초과합니다. 특히 약한 Sprue/바닥 영역.
     • 클러스터 설계/배치 불량 : 불안정한 클러스터, 큰 바닥 평평한 돌출부가 쏟아지는 동안, 약한 바닥 지지대 모래.
     • 코팅 고장 : 금속/잔류 물 압력 하의 저 강도/건조 코팅 침식 침식으로 금속/가스가 모래 층을 침범하게합니다. 특히 근처의 잉글랜드/얇은 벽.
     • 모래 문제 : 높은 수분 (> 0.5%) 증기 생성, 높은 먼지 (> 1%) 충전 공극/마찰 감소.
     • 조기 진공 제거 : 쉘이 충분히 강하기 전에 (Esp. 두꺼운 섹션).
     • 플라스크 디자인 : 벽의 불충분 한/고르지 않은 진공 챔버 영역, 약한 플라스크 강성.
   • 예방 조치 :
     • 진동 성형 최적화 : 매개 변수의 정확한 제어. 3D 진동기를 사용하십시오. 압축 밀도를 모니터링합니다 (> 80%).
     • 모래 충전 개선 : 샤워/다중 점 부드러운 충전. 제어 속도.
     • 모래 품질 보장 : 건조 (<0.5%), 깨끗한 (<0.5% 먼지), 등급 (AFS 40-70), 냉각 (<50 ° C). 모래 가공을 강화하십시오.
     • 신뢰할 수있는 진공 시스템 보장 : 적절한 펌프 용량/배관. 중복/백업.
     • 엄격한 씰 관리 : 고급 저항성 필름을 사용하고 보호 모래/담요를 바르십시오. 플랜지 씰을 유지하십시오. 정기 누출 검사/수리.
     • 진공 모니터링/제어 : 가능한 경우 게이지/센서, 알람, 폐 루프 제어를 설치하십시오.
     • 사후 진공 유지 : 껍질이 충분히 강할 때까지 잠그십시오 (수십 분까지).
     • 제어 쏟아지는 작업 : 쏟아지는 속도를 최적화합니다 (충격 방지). 금속 낙하 높이를 최소화하십시오.
     • 클러스터 설계/배치 개선 : 모래지지를위한 설계, 넓은 돌출부를 피하고지지/피트를 추가하십시오. 안정적인 배치를 보장하십시오. 어려운 구멍을 조심스럽게 미리 채우십시오.
     • 코팅 강화 : 강도/침식 저항을 증가시킵니다 (결합제, 골재). 철저한 건조/경화를 보장하십시오. 균일 한 두께를 보장하고 충격 구역을 두껍게하십시오.
     • 플라스크 유지 보수 : 구조, 씰, 필터의 정기 검사/수리.

VI. 전형적인 응용 분야 및 손실 폼 캐스팅의 예

LFC는 고유 한 장점을 활용하여 수많은 산업 분야에서 광범위하고 성장하는 응용 분야, 특히 복잡한, 고정밀, 대기성 또는 체중 감소 구성 요소를 위해 다음을 발견합니다.

1. 자동차 산업 : 가장 크고 가장 성숙한 응용 프로그램.

   • 엔진 구성 요소 : 실린더 헤드 (통합 수/오일 재킷), 흡기 매니 폴드 (복잡한 흐름 경로, 얇은 벽, 가벼운), 엔진 블록 (부분 구조), 배기 매니 폴드, 터보 차저 하우징 (얇은 벽, 열 저항), 오일 팬, 괄호 (엔진/변속기/섀시, 고성분).
   • 드라이브 트레인 : 변속기 하우징, 클러치 하우징 (복잡한 내부 공동, 높은 정밀 요구 사항).
   • 섀시 및 서스펜션 : 스티어링 너클, 제어 암 (경량, 고강도), 차동 하우징.
   • 제동 시스템 : 브레이크 캘리퍼 하우징 (부분 복합 구조).
   • 기타 : 워터 펌프 하우징, 오일 냉각기 덮개. 주요 장점 : 연료 효율을위한 경량 설계를 가능하게합니다. 복잡한 냉각수/오일 통로를 통합하여 열 효율 및 신뢰성을 향상시킵니다. 가공 및 누출 위험을 줄입니다. 높은 차원 정확도는 조립 공차를 최소화합니다. 유연한 생산은 모델 업데이트에 적응합니다.

2. 건설 기계 및 중장수 트럭 :

   • 유압 구성 요소 : 밸브 블록 (복잡한 교차 구멍, 깊은 구멍), 펌프/모터 하우징 (고압 밀봉, 복잡한 흐름 경로).
   • 구조 및 마모 부품 : 택시 괄호, 액슬 하우징, 기어 박스 하우징, 다양한 브래킷, 내마모 인 라이너, 망치 헤드, 턱 플레이트 (복잡한 윤곽선이있는 높은 망간 강철 주물). 주요 장점 : 복잡한 내부 유압 부품을 제조합니다. 강도를 향상시키기 위해 큰 구조 부품의 모 놀리 식 주조를 가능하게합니다. 최적화 된 성능을 위해 마모 표면을 정확하게 복제합니다.

3. 펌프, 밸브 및 유체 제어 :

   • 슬리퍼: 원심 펌프 하우징, 임펠러 (복잡한 곡선 흐름 경로, 우수한 유압 성능), 기어/나사 펌프 하우징.
   • 밸브 : 볼/게이트/글로브/나비 밸브 바디 (복잡한 흐름 경로, 높은 밀봉 요구 사항), 밸브 캡, 시트.
   • 파이프 피팅 : 복잡한 파이프 조인트, 멀티 아웃 렛 피팅. 주요 장점 : 부드러운 내부 흐름 경로는 난기류 손실을 최소화합니다. 모 놀리 식 주조는 누출 경로를 제거합니다. 높은 정밀도는 밀봉 표면 품질 및 어셈블리 정확도를 보장합니다.

4. 공작 기계 및 일반 기계 :

   • 공작 기계 침대/베이스/컬럼 (부분 소형 메드륨 크기; 차원 정확도, 진동 댐핑).
   • 기어 박스 하우징, 감속기 하우징.
   • 압축기 하우징, 다양한 괄호, 커플 링. 주요 장점 : 임계 짝짓기 표면의 정밀도를 보장합니다. 복잡한 하우징의 모 놀리 식 주조를 가능하게합니다. 댐핑 리브/구조를위한 높은 설계 자유.

5. 광업 및 마모 산업 :

   • 볼 밀 라이너, 크러셔 라이너, 턱 플레이트, 망치 헤드, 버킷 치아 (고 염소 철, 고해자 강철).
   • 컨베이어 시스템 마모 부품, 버킷 구성 요소. 주요 장점 : 정확하게 마모 프로파일을 복제합니다. 복잡한 형상 및 내부 보강재 (예 : 내장 카바이드 인서트)를 활성화합니다. 재료 활용을 향상시키기 위해 초안 각도를 제거합니다.

6. 파이프 피팅 및 하드웨어 :

   • 다양한 연성 철 파이프 피팅 (팔꿈치, 티, 크로스, 감속기), 특히 복잡한/대형 직경 유형.
   • 건축 하드웨어 (브래킷, 커넥터), 소방 보호 피팅. 주요 장점 : 코어가없는 복잡한 내부 공동을 형성합니다. 높은 차원 정확도 및 밀봉; 높은 생산 효율성과 비용 효율성.

7. 항공 우주 (신흥 필드) :

   • 비 임박한 하중 부유 구조 (브래킷, 하우징, 프레임).
   • 엔진 보조 구성 요소 (입구 안내서,지지).
   • 복잡한 얇은 벽 알루미늄/마그네슘 합금 부품 (중량 감소를 활용). 주요 장점 : 복잡한 경량 구조를 용이하게합니다. 부품 수와 조인트를 줄입니다. 현재의 채택은 엄격한 신뢰성/인증 요구 사항에 의해 제한되었지만 특수 합금 정밀 주물에 대한 상당한 잠재력을 가지고 있습니다.

8. 미술 캐스팅 및 특별 분야 :

   • 큰 조각, 복잡한 아트 워크 (폼 프로토 타입의 금속 복제).
   • 악기 구성 요소 (예 : 황동 기기 부품).
   • 이식 할 수없는 의료 기기 주택 (복잡한 인클로저). 주요 장점 : 예술적 세부 사항을 완벽하게 복제합니다. 전통적인 방법으로 달성 할 수없는 복잡한/초록 형상을 활성화합니다.

VII. 손실 된 거품 캐스팅의 기술적 한계와 과제

장점에도 불구하고 LFC는 고유 한 한계와 지속적인 과제를 가지고 있습니다.

1. 높은 툴링 비용 및 개발 시간 :

   • 초기 투자 : 알루미늄 폼 패턴 몰드는 비싸다 (특히 복잡한 부품의 경우). 단위당 비용은 대량 생산량이 낮을 수 있지만, 곰팡이 비용은 프로토 타입/대형 단일 피스 주물의 경우 지배적입니다.
   • 확장 된 개발주기 : 체인 (제품 설계 → 금형 설계/제조 → 폼 패턴 시험/수정 → 프로세스 검증)는 전통적인 목재 패턴 모래 주조 시험보다 길다. 3D 프린트 프로토 타입 패턴은 개발을 가속화하지만 대량 생산에는 여전히 금속 금형이 필요합니다.

2. 크기 제한 :

   • 폼 패턴 강도 : 큰 얇은 벽 또는 날씬한 폼 패턴은 제조, 취급, 코팅 및 성형 중에 변형/파손이 발생하기 쉽습니다. 구조적 보강재 (RIB), 고강도 폼 (고밀도 STMMA) 및 내부 모래 지지자는이를 완화하지만 실용적인 한계 (현재 질량 생산 길이, <5 톤 무게, 더 큰 부품에는 특수한 프로세스/제어가 필요합니다).
   • 장비 제약 : 매우 큰 주물에는 엄청난 플라스크, 진동기, 크레인, 용광로 및 진공 시스템이 필요하므로 대규모 투자가 필요합니다.

3. 재료 및 야금 제약 :

   • 탄소에 민감한 합금 : 표면 기화를 제거하는 것은 저탄소 강 (C <0.2%)과 특정 스테인레스 강 (STMMA)에서도 초소형 탄소 적용의 사용을 제한하는 데 어려움을 겪고 있습니다.
   • 매우 높은 멜팅 지점 합금 : 매칭 폼 열분해 속도와 금속 전면 전진, 코팅 굴절 성 및 용융물/열분해 생성물 사이의 반응은 슈퍼 합금/티타늄 합금에 복잡합니다. 채택은 제한적입니다.
   • 표면 마감 한계 : 기존 모래 주조 (샷 폭발 후 RA 6.3-25μm)보다 우수하지만 일반적으로 투자 캐스팅 (RA 1.6-6.3μm) 또는 다이/저압 주물보다 열등합니다. 미러 피니시 요구 사항에 부적합합니다.
   • 야금 순도 : 열분해 생성물로부터 포획 된 포함/가스의 가능성은 엄격한 품질 관리가 필요하다.

4. 프로세스 감도 :

   • 다중 인자 커플 링 : 성공은 수많은 매개 변수 (폼 밀도/퓨전, 코팅 강도/투과성, 압축 균일 성, 진공 안정성, 쏟아지는 온도/속도)의 정확한 제어 및 매칭에 의존합니다. 모든 링크의 고장으로 인해 배치 스크랩이 발생할 수 있습니다.
   • 결함 제어 난이도 : 탄소 주름, 기화 및 다공성과 같은 결함을 예방/해결하려면 복잡하고 상호 관련된 원인과 때로는 좁은 공정 창으로 인해 깊은 전문 지식이 필요합니다.
   • 프로세스 모니터링 난이도 : 충전/응고는 밀봉 된 건식 모래 곰팡이 내에서 발생하여 직접 관찰/실시간 모니터링 (X- 레이 가능이지만 비용이 많이 듭니다)을 방해합니다. 매개 변수 제어 및 사후 검사에 의존합니다.

5. 환경 및 안전 고려 사항 :

   • 열분해 가스 배출 : 대량의 가스 (Styrene, Toluene, Benzene, CO 등)는 효율적인 수집/처리 (연소, 흡착, 촉매 산화)가 필요하며 배출 제어 시스템에 대한 투자가 필요합니다.
   • 먼지 제어 : 모래 충전, 성형, 쉐이크 아웃 및 모래 가공 중 먼지 생성은 먼지 추출 시스템이 필요합니다.
   • 소음: 진동 테이블과 쉐이크 아웃 장비는 소음을 생성합니다.
   • 거품 폐기물 : 원시 폼 재료 및 결함 패턴은 적절한 재활용/처리 (예 : 단량체/에너지 회복을위한 열분해)가 필요합니다.

6. 생산 효율성 병목 현상 :

   • 패턴 생산 및 건조 : 폼 클러스터 만들기 (몰딩, 노화, 조립) 및 코팅/건조 (코팅 건조)는 잠재적 인 병목 현상이므로 큰 WIP 인벤토리가 필요합니다.
   • 냉각 시간 : 마른 모래의 느린 냉각은 특히 두껍고 무거운 주물의 경우 장기간 플라스크를 차지합니다. 큰 자동 라인에는 수많은 플라스크가 필요합니다.

VIII. 잃어버린 폼 캐스팅의 미래 개발 동향

도전과 기회를 해결하는 주요 혁신 동향 :

1. 재료 혁신 :

   • 고성능 폼 : 잔류 물이 낮은 물질, 더 높은 강도, 더 나은 거품/성형성 및 차원 안정성 (예 : 새로운 공중 합체, 변형 된 EPS/STMMA, 바이오 기반/분해성 재료)을 갖는 재료를 개발합니다. 목표 : 결함 (특히 차단/주름)을 제거하고 합금 범위 (예 : UHSS, 특수 스테인레스 강) 확장, 더 큰 얇은 벽 부품을 활성화합니다.
   • 기능화 된 내화소 코팅 :
     • 균형 잡힌 투과성/강도 : 나노 기술, 소설 바인더 (예 : 복합 시스템), 최적화 된 골재 그라데이션.
     • 맞춤형 단열재/냉각 : 첨가제 (중공 미소 구, 고전도 입자) 국소 열 제어를위한 첨가제/공급을 최적화합니다.
     • "스마트"코팅 : 온도/압력 변화에 반응하는 코팅을 탐색하십시오.
     • 친환경 코팅 : VOC 감소; 수성 코팅 성능을 향상시킵니다.
   • 최적화 된 특수 모래 사용 : 비용을 줄이기 위해 고성능 모래 (지르콘, 크롬)을 임계 영역 (핫스팟, 화상 지역)에보다 정확하고 효율적으로 적용합니다.

2. 프로세스 최적화 및 스마트 화 :

   • 정확한 진공 조절 : 실시간 센서 피드백 (압력, 온도) 및 폼 열분해 모델을 사용하여 지능형 진공 시스템을 개발하여 쏟아지는 동안 동적 조정 (예 : 예측 고혈압 시작, 그라디언트 감소), 충전 안정성을 개선하고 결함을 줄입니다.
   • 고급 CAE 시뮬레이션 :
     • 다중 물리 커플 링 : LFC 특이 적 결함의 정확한 예측을 위해 코팅/모래를 통한 폼 열분해 동역학, 가스/액체 제품 수송, 금속 충전/고화 (열 전달, 흐름, 수축, 응력)를 통합하십시오.
     • 가상 프로세스 최적화 : CFD 시뮬레이션은 지능적인 게이팅/벤팅/클러스터 설계를 안내하며 물리 시험 및 개발 시간/비용을 크게 줄입니다.
     • 결함 근본 원인 분석 : 시뮬레이션을 통해 결함 기원을 빠르게 추적합니다.
   • 프로세스 모니터링 및 빅 데이터 :
     • 인라인 감지 : 고급 센서 (플라스크의 다중 포인트 압력/온도, 실시간 부유 속도/온도, 폐 루프 진공 제어).
     • AI/ML 통합 : 생산 데이터 (매개 변수, 센서 판독 값, 품질 결과)를 분석하여 예측 품질 모델을 구축하고 매개 변수를 자동 최적화하며 스마트 생산/QC를위한 예측 유지 보수를 가능하게합니다.

3. 빠른 프로토 타이핑과 통합 :

   • 폼 패턴의 직접 3D 인쇄 : 전통적인 곰팡이를 제거합니다. 복잡한 패턴을 직접 인쇄합니다 (예 : 비드 본딩 또는 FDM을 통해). 프로토 타입, 저용량 또는 기상 금형에 불가능한 형상에 이상적입니다. 재료/정확도 개선이 진행 중입니다.
   • 간접 하이브리드 (3D 샌드 프린팅 LFC) : 중요한 영역 또는 전체 금형의 3D 인쇄 모래 코어/금형을 LFC 원리 (전체 패턴 실종)와 결합하여 매우 큰 부품 또는 특수 요구 사항을 결합합니다.

4. 장비 자동화 및 효율성 :

   • 완전 자동 라인 : 패턴 성형, 클러스터 어셈블리, 코팅/건조, 성형, 붓기, 쉐이크 아웃/청소의 로봇 공학/자동화를 향상시키고 효율성, 일관성 및 안전성 향상.
   • 효율적인 건조 기술 : 코팅/패턴 (최적화 된 전자 레인지, IR 건조)을 위해 더 빠르고 균일 한 저에너지 건조를 개발합니다.
   • 대규모 및 집중 시스템 : 초대형 주물 (풍력/원자력, 조선)을위한 특수 LFC 장비/기술을 개발하십시오. 모래 가공의 효율성/현명도를 향상시킵니다 (냉각, 배양).

5. 응용 프로그램 필드 확장 :

   • 고 부가가치 정밀 주물 : 항공 우주, 의료 (비로드 베어링 임플란트의 탐색) 및 고급 합금/정밀 제어와 결합 된 복잡한 형성 기능을 사용한 고급 계측으로 침입하십시오.
   • 복합 캐스팅 : 금속 매트릭스 복합재 (MMC) 부품에 대한 LFC를 탐색합니다.
   • 녹색 파운드리 향상 : 낮은 에너지 소비를위한 프로세스 최적화; 열분해 가스 처리 (촉매, 열 회수); 사전 폼 폐기물 재활용 (화학/물리); 풀 라이프 사이클 녹색 제조를 촉진하십시오.

ix. 잃어버린 폼 캐스팅과 다른 캐스팅 과정의 비교

포지셔닝 요약 :

• LFC의 핵심 경쟁력 : 조작 매우 복잡합니다 (특히 내부 통로/채널/중공 구조), 중간-정당화/표면 품질 , 중간에서 높은 볼륨 철/비철 주물 (특히 철 합금 및 복잡한 비철 부품). 설계 자유, 프로세스 단순화 및 환경 적 이점은 대체하기 어렵습니다.
• 복잡성 낮음 : 전통적인 모래 주조는 비용 (특히 프로토 타입/매우 큰 부품) 및 유연성 이점을 유지합니다.
• 최고 정밀/표면 또는 작은 부품 : 투자 캐스팅이 우수합니다.
• 작은 얇은 벽이 아닌 부품의 대량 생산 : 다이 캐스팅은 효율성과 비용이 탁월합니다.
• 중간 높이의 중간 정도의 복잡한 비철 부품 : 영구 곰팡이 캐스팅은 강력한 경쟁자입니다.