잃어버린 폼 캐스팅 : 전통적인 정밀 캐스팅 과정의 돌파구

1. 개념 분석
잃어버린 거품 캐스팅 전체 금형 주조 또는 기화 된 금형 주조로도 알려진 (LFC)는 혁신적인 정밀 주조 공정입니다. 그것의 핵심은 폼 플라스틱 (일반적으로 폴리스티렌 EPS 또는 공중 합체 STMMA)을 사용하여 최종 주조와 정확히 같은 형태 인 정확한 곰팡이 (즉, "폼 패턴")를 만드는 것입니다. 쏟아지는 과정에서 고온 용융 금속은 폼 곰팡이와 접촉하여 빠르게 기화되고 사라집니다. 용융 금속은 그 공간을 차지하고, 원하는 캐스팅은 냉각 및 응고 후 직접 얻어진다. 전체 과정에서 폼 곰팡이의 "실종"은 가장 중요한 기능이며 이름의 기원입니다.

2. 전체 프로세스에 대한 자세한 설명

곰팡이 설계 및 제조 :
캐스팅 도면에 기초한 3 차원 설계, 수축 허용량의 정확한 계산.
필요한 폼 몰드 (또는 금형 조합)는 CNC 가공 또는 금형 폼 성형을 사용하여 제조됩니다.
폼 패턴 준비 :
재료 : 주로 프리로 명명 된 EPS (확장 가능한 폴리스티렌) 비드 또는 STMMA (스티렌 메틸 메타 크릴 레이트 공중 합체) 비드를 사용합니다. STMMA는 검은 탄소 결함을 줄이고 더 넓은 응용 프로그램을 가지고 있습니다.
성형 : 구슬을 공동으로 알루미늄 합금 금형에 채우고, 증기로 가열로 전달하고, 구슬이 팽창하고, 융합하고, 공동을 채우고, 냉각 후 조밀 한 폼 패턴을 형성합니다. 복잡한 주물은 다중 패턴 구성 요소 (특수 핫 멜트 접착제 사용) 결합 및 조립이 필요합니다.
패턴 클러스터 어셈블리 :
다중 폼 패턴 (쏟아지는 시스템 및 라이저 시스템 포함)을 전체 "패턴 클러스터"에 정확하게 결합합니다. 쏟아지는 시스템의 설계는 중요하며 충전 및 가스화에 직접적인 영향을 미칩니다.
페인트 코팅 :
목적 : 패턴의 강도와 표면 마감을 향상시킵니다. 금속 액체가 마른 모래로 침투하는 것을 방지하기 위해 절연 층을 형성하고; 폼 가스화 제품을 방전 할 수있는 통기성 채널을 제공하십시오.
페인트 : 대부분 수성 내화 코팅 (예 : 석영 분말, 보크 사이트 분말, 운모 분말 등 바인더 및 현탁제).
방법 : 딥 코팅, 샤워 코팅 또는 스프레이 코팅, 코팅 두께 (보통 0.5-2mm) 및 균일 성을 엄격하게 제어 한 다음 건조시켜야합니다.
마른 모래 진동 성형 :
코팅 된 패턴 클러스터를 청소할 수있는 특수 샌드 박스에 넣으십시오.
마른 석영 모래 또는 바인더가없는 다른 내화 모래 (보석 모래와 같은)를 채우고 첨가 된 수분 및 균일 한 입자 크기를 채 웁니다.
진동 테이블을 시작하여 마른 모래가 진동 아래의 패턴 클러스터 주변의 모든 간격으로 단단히 채워져 필요한 소형을 달성 할 수 있습니다.
붓는 것:
샌드 박스의 상단을 플라스틱 필름으로 덮고 진공 청소하십시오 (보통 0.025-0.05 MPa의 음압을 유지).
진공 조건 하에서, 용융 금속 (일반적으로 사용되는 주철, 주철, 알루미늄 합금, 구리 합금 등)을 쏟아지는 시스템에 꾸준히 지속적으로 붓습니다.
고온 용융 금속은 폼 패턴을 빠르게 가열하고 기화시키고, 생성 된 가스는 코팅과 건조 모래 사이의 기공을 통과하고 진공 시스템에 의해 추출된다. 용융 금속은 폼 패턴이 사라진 후 형성된 공동을 완전히 채 웁니다.
냉각 및 모래 제거 세정 :
캐스팅은 샌드 박스에서 완전히 냉각되고 굳어집니다.
진공 청소기를 제거하고 샌드 박스 상단의 마른 모래를 제거하십시오.
포장 된 마른 모래와 함께 캐스팅을 붓거나 들어 올립니다.
뒤집기, 진동 및 기타 방법을 통해 마른 모래는 주조와 자동으로 분리되어 효율적인 모래 떨어지는 것을 달성합니다. 냉각 및 먼지 제거 후, 마른 모래는 거의 100%를 재활용 할 수 있습니다.
청소 : 붓기 및 라이저 시스템, 잔류 페인트, 플래시 버 등을 제거하여 완성 된 캐스팅을 얻습니다.
3. 핵심 특징 및 장점

높은 정밀 및 복잡한 기하학적 모양 :
폼 곰팡이는 매우 복잡한 모양 (복잡한 캐비티 및 곡선 표면 포함)으로 쉽게 처리 할 수 ​​있습니다.
이별 표면이 필요하지 않음, 몰드 테이퍼 (또는 매우 작은 테이퍼), 고 차원 정확도 (최대 CT7-9 레벨), 우수한 표면 거칠기 (최대 6.3-25μm)가 필요하지 않습니다.
프로세스를 단순화하고 전체 비용을 줄입니다.
전통적인 모래 주조에 필요한 목재 금형/금속 금형 제조, 코어 만들기 및 박스 어셈블리와 같은 복잡한 공정을 생략하십시오.
바인더 및 모래 믹싱 장비는 필요하지 않으며 모래 가공 비용은 매우 낮습니다 (건조 모래는 반복적으로 재사용 할 수 있음).
가공 허용량을 줄이고 금속 재료를 절약하십시오. 생산주기를 단축시킵니다. 특히 복잡한 부품의 중간 정도 배치 생산에 적합합니다.
설계 유연성 및 통합 :
다중 피스 통합 주조는 본딩을 통해 달성 될 수있어 후속 조립 공정을 줄입니다.
디자인 자유는 매우 높고 변화하기 쉽습니다.
우수한 표면 품질 :
표면이 매끄럽고 윤곽선이 깨끗하며 주조의 외관 품질이 좋습니다.
깨끗하고 환경 친화적 :
바인더없이 마른 모래를 사용하고 수지, 물 유리 등으로 인한 유기 폐기물 가스 오염이 없습니다 (그러나 폼 가스화 제품은 올바르게 처리해야합니다).
오래된 모래의 재활용 속도는 높고 고형 폐기물이 적습니다.
작업 환경은 비교적 먼지가 많습니다 (진공 추출 덕분).
4. 도전과 제한

폼 곰팡이 생산 비용 : 단일 피스 소형 배치의 경우 폼 곰팡이 비용이 높을 수 있습니다 (그러나 3D 프린팅 폼 곰팡이 가이 문제를 개선하고 있습니다).
크기 제한 : 대형 주물 (특히 두껍고 큰 부품)을 쏟을 때, 폼은 폭력적으로 가스가 생성되어 많은 양의 가스를 생성하여 쏟아지는 붓기, 모공 및 탄소 포함과 같은 결함을 유발할 수 있으며 공정 제어가 더 어렵습니다. 일반적인 범위는 0.5kg에서 50 톤 사이이지만 일반적으로 수십 킬로그램에서 몇 톤에서 일반적으로 사용됩니다.
클러스터 조합 및 코팅 품질 관리 : 어셈블리 정확도 및 코팅 품질은 최종 캐스팅의 품질에 큰 영향을 미치므로 섬세한 작동과 엄격한 검사가 필요합니다.
가스화 제품 처리 : 폼 열분해 및 가스화는 대량의 기체 및 소량의 액체 (TAR- 유사) 제품을 생산하며, 진공 시스템에 의해 제 시간에 배출되고 연소와 같은 적절한 처리 (예 : 기공, 탄소 증가 및 주름과 같은 결함을 유발할 수 있습니다.
적용 가능한 합금 범위 : 쉽게 산화되거나 탄소에 민감한 합금의 적용 (예 : 일부 티타늄 합금 및 고 망간 강철)은 비교적 제한적입니다.
5. 넓은 응용 분야

잃어버린 폼 캐스팅은 많은 산업에서 고유 한 장점으로 빛납니다.

자동차 산업 : 엔진 실린더 블록, 실린더 헤드, 흡기 및 배기관, 크랭크 샤프트, 기어 박스 하우징, 브래킷, 브레이크 디스크/드럼 및 기타 주요 구성 요소.
밸브 및 파이프 피팅 : 복잡한 밸브, 파이프 피팅 및 다양한 재료 (주철, 주철, 스테인리스 스틸)의 펌프 몸체.
엔지니어링 기계 : 내마모 부품, 유압 부품 및 하우징 부품.
농업 기계 : 주택, 기어 박스, 브래킷.
광업 기계 : 내마모 안감, 컨베이어 트로프.
미술 캐스팅 및 건축 하드웨어 : 조각, 장식 부품, 난간 액세서리 및 기타 복잡한 모양 공예품.
항공 우주 : 알루미늄 합금 및 마그네슘 합금의 일부 비로드 베어링 구조 부분.
6. 미래 개발 동향

고성능 폼 재료 : 가스화 잔류 물이 낮고 강도 및 치수 안정성을 갖는 폼 재료를 개발합니다.
3D 프린팅 폼 금형 : 빠른 프로토 타이핑 기술 (바인더 제트기, FDM)은 복잡한 프로토 타입과 소량의 모델을 제조하는 데 사용되며 전통적인 곰팡이의 한계를 뚫고 제품 개발 가속화됩니다.
코팅 기술 혁신 : 강도, 공기 투과성 향상 및 환경 친화적 인 코팅을 개발합니다.
지능형 프로세스 제어 : 센서 및 수치 시뮬레이션 (충전 용소화 가스 흐름 커플 링 시뮬레이션)을 적용하여 주조 시스템 및 프로세스 매개 변수의 설계를 최적화합니다.
대규모 및 얇은 벽 : 더 크고 얇은 벽 주물의 생산 기술 병목 현상을 극복하십시오.
녹색 : 환경 영향을 더욱 줄이기 위해 폐기물 가스 수집 및 정화 기술 향상.