Запрошуємо розробників корисного устаткування до співпраці

страница на русском: Технология литья по пенопластовым моделям выводит литейное производство на новый уровень

Технологія лиття по пінопластовим моделям виводить ливарне виробництво на новий рівень

Кращі технології кінця 20-го століття, удосконалюючись, міцно стають на промислову основу, визначають конкурентоспроможність виробництва, дають прибуток і привертають інвестиції в нове виробництво. Одна з цих технологій — лиття по піномоделям

Серед створених в останні десятиліття технологій в ливарній справі набирає популярність зручна технологія, коли отримати модель відливання означає вже наполовину отримати саме відливання. Модель відливання проводять з пінополістиролу (пінопласту). Пінополістирол відноситься до твердої піни (у фізичній хімії точніше визначається як ячейно-плівкова дисперсна система).

Моделі для серії відливань проводять задуванням гранул полістиролу в легкі алюмінієві прес-форми (вельми прості у виготовленні і часто багатовмісні) з подальшим спінюванням і склеюванням гранул при нагріві прес-форм до 120 ºС. Для разових і крупних відливань, іноді вагою до декількох тонн, підходить вирізування моделей з плит пінопласту нагрітим ніхромовим дротом, який, наприклад, після шаблонів з картону «як по маслу» ріже блоковий пінопласт. Модель, а потім і отримане по ній відливання, мають високу точність (відповідно, низьку металоємність) і конкурентний товарний вигляд.

Вільно можна бачити, «помацати» відливання ще в моделі, проміряти її стінки, чого при звичайному формуванні «у опоках в землю» для складних з декількома стрижнями відливань просто не зробити. Відсутній зсув стрижнів і форм при збірці (оскільки відсутні самі стрижні), що сприяє підвищенню розмірної точності відливок до рівня 7—9 класу ГОСТ 26645-85, а шорсткості їх поверхні до 12,5—25,0 мкм. Моделі фарбують швидковисихаючою фарбою з вогнетривким протипригарним порошком (зазвичай отримують покриття товщиною 0,4—0,8 мм), збирають з літником, засипають сухим піском в ящику (контейнері) і заливають металом.

При заливці метал випаровує модель і заміщає її собою. Ця операція заміни одного на інше і є ноу-хау технології лиття по газифікованих моделях (ЛГМ). У всіх інших способах формування по моделі, присутня операція її видалення перед заливкою і в цьому криється «секрет» точність отримуваних відливань. Що заформували, те і відлили в нерухомому навколишньому піску. Зняття «копії» з моделі відбувається одночасно з «перетворенням» моделі у відливання, що жартома можна порівняти з жертвою пішки (моделі) для виграшу тури (відливання) у шаховій партії. Такий підхід до лиття часто малозрозумілий вітчизняним машинобудівникам, наші ливарники до такого не звикли, стереотипи, завчені ще в інститутах, не дають побачити нових можливостей лиття, що гальмує розповсюдження ЛГМ.

Щоб модель не диміла в цеху при заливці, з контейнера зазвичай відсисають насосом гази — розрідження підтримують невелике, приблизно пів-атмосфери в течію до 15 хв. Після відключення відсмоктування газів, охолоджування відливань у формі продовжується ще на протязі 10—30 хв., а потім відливання з піском висипають їх контейнера і подають для виконання фінішних операцій. Можна також лити і без відсмоктування газів, наприклад, для разових відливань (великогабаритних штампів для кузовів автомобільного виробництва і тому подібне) при формуванні в рідко скляної суміші використовують трубчасті газовивідні канали з підпалом газу, що виходить. В процесі горіння газ від термодиструкції моделей практично повністю переводиться в двоокис вуглецю і пари води без виділення диму в цех.

Ділянки модельного виробництва забезпечуються модернізованими автоклавним устаткуванням з об’ємом камери 100—400 л (аналогічні автоклави найчастіше застосовують у фармацевтичній і медичній промисловості). Розроблені удосконалення в порівнянні з моделями, що серійно випускаються, дозволяють прискороти час спікання моделей 1,5—2 хв. при температурі 115—135 ºС і товщині стінки отримуваного відливання 5—10 мм і вище. Таким устаткуванням зараз оснащено ряд цехів в Україні.

Для серійного виробництва відливань поставляються напівавтомати, на яких цикл виробництва моделей пінопластів складає біля 2—3 хв. Практика показує, що вказане модельне устаткування в ливарних цехах, що діють, нашої країни є найбільш завантаженим і часто експлуатується у три зміни.

Виробничі ділянки (модельний, формувальний, плавильний, очисний) мають приблизно однакові площі і оснащуються простим устаткуванням (найбільш складним є згадане модельне). Все формування складається із засипки сухого піску з вібрацією контейнера без масивних високоточних машин пресування, струшування, пристроїв збірки форм, властивих традиційним видам формування. В даному випадку, акцент робиться на виробництво моделей, оскільки якість виконання моделі в основному визначає якість відливання.

Оборотне охолоджування сухого піску ведуть в пневмопотоці, псевдокиплячому шарі або в простіших прохідних охолоджувачах з повторним використанням піску ~97%, а також застосовують термічній регенерації піску шляхом нагрівання його в межах 300—400 ºС, при якому відбувається допалювання і випаровування залишків деструкції пінопласту, піщинок, що осіли на поверхні. Втрати обороту піску складають просипи і відсів дрібної фракції для запобігання його надмірного запилення. Крім того, застосовують осадження пилу в циклонах при проходженні газів, що відсисаються з форми і допалювання газів, що відходять, в термокаталітичних установках із ступенем знешкодження 98%. При спалюванні в атмосферу виділяється газова суміш з 85% N2, 5% O2, 10% CO2, сліди вуглеводневої складової не перевищують 0,001%, що в 10—15 раз менше гранично допустимих норм викидів і, як наслідок, істотно поліпшується екологія виробництва.

Для чорних і кольорових сплавів використовується однакове модельно-формувальне устаткування, яке, завдяки своїй нескладності, без ускладнень виготовляють в Україні (для інших видів формування якісне устаткування зазвичай імпортують). У такий спосіб можна отримувати відливання з чавуну і сталі всіх видів, бронзи, латуні і алюмінію всіх марок. У ящику на «ялинці» можна відразу лити десятки відливань, як в ювелірному виробництві, що служить ще одним «козирем» для лиття по піномоделям.

На початку історії створення цього способу лиття у нас в країні лежить авторське свідоцтво СССР №136014 на винахід одиного з варіантів цього способу, яке в 1961 р. отримав наш співвітчизник одесит О. Р. Чудновський. З тих пір більш за півсотню вітчизняних винаходів «захищають новизну» технології. У наш час в світі по пынополістирольним моделях проводять ~1,4% від всієї кількості лиття (більш ніж 1,5 млн. т/рік), прогнози на найближче майбутнє дають цій технології 10—20% світового лиття. Значним резервом виглядає ринок країн СНД, де випуск лиття цим способом не перевищує 100 тис. т., а також ринок Росії, де в 2005 р. проведено цим способом всього 0,1% відливок.

Інститут ФТІМС НАН України (м. Київ), під керівництвом проф. О. И. Шинського десятки років удосконалює цю технологію, як «фірмову» спеціалізацію і один з напрямів науково-технічних напрацювань інституту. Інститут комплектує і поставляє устаткування і оснащення для ливарних цехів і ділянок в технологічні «ланцюжка» різної конфігурації, відпрацьовує технологію у себе і передає в цех замовника. Виконується пуско-наладка поставленого ливарного устаткування і шеф-монтаж.

Поставлені для ливарних цехів комплекти устаткування продуктивністю 150—5000 т відливок в рік. Це устаткування показало стабільну продуктивність при експлуатації в цехах України, Росії, поставлено і упроваджено таке устаткування в Польщі, Румунії і В’єтнамі, з останніх об’єктів — цех на 5000 т/рік у Дніпропетровську.

Досвід запуску цехів до 50—150 т/місяць що показав термін окупності 9—12 місяців, притому, що набір устаткування для дрібних цехів 10—80 т/місяць відрізняється мало.

Потенціал технології настільки значний, що він дозволяє лити не тільки метали і сплави, але і композити, які володіють підвищеними у декілька разів (в порівнянні з простими сплавами) службовими властивостями, наприклад, триботехничними. Ці нові литі матеріали і технології дають істотне зниження металоємності і собівартості продукції. Практика експлуатації організована інститутом виробництв показує, що зниження витрат на матеріали (витрата на 1 тонну придатного лиття складається з чотирьох модельно-формувальних матеріалів: кварцовий пісок — 6 кг, протипригарне покриття — 25 кг, пінополістирол — 6 кг і плівка поліетиленова — 10 кв. м., що пов’язує пісок не застосовується) дозволяє економити не менше $100 на тонні лиття, а розміщення відливань за всім обсягом контейнера скорочує витрату шихти металу на 150—250 кг, електроенергії на 100—150 кВт. год.

Технологія лиття по піномоделям має наступні техніко-економічні показники

Технологія лиття по піномоделям
коефіцієнт використання металу 80—98%
вихід придатного 65—80%
підвищення механічних характеристик матеріалу відливань на 10—15%
зниження маси відливань на 15—25%
зниження витрати шихтових матеріалів і фіросплавів на 15—25%
зниження витрати формувальних і стрижньових матеріалів на 80—90%
зниження капітальних витрат 2—2,5 рази
зменшення виробничих площ 3—4 рази
зменшення трудовитрат 30—50%

Трудомісткість фінішних операцій скорочується на 10—20% при одиничному і на 40—60% при серійному виробництві. Особливо крупна економія виходить при литті складних відливань із зносостійких сталей (шнеки для машин виробництва цеглини, била, молотки і деталі дробарок), оскільки різко знижуються витрати на їх механічну оброботку. Також ллють без обмежень колеса, зірочки, корпуси, сантехніку, головки і блоки циліндрів бензинових і дизельних двигунів, художні, паркові і інші відливання.

По даним General Motors, при виробництві блоку циліндрів за цією технологією його маса зменшилася на 15% і трудомісткість механічної обробки на 50% в порівнянні з традиційним литвом в стрижнях. Кількість головок і блоків циліндрів для автодвигунів, відлитих описуваним способом, досягла 8 мільйонів штук. Промислове освоєння серійного литва чавунних блоків автомобільних двигунів стоїть на порядку денному вітчизняного двигуновигототвлення. І технологи ФТІМС зараз відпрацьовують технологію лиття по спроектованому оснащенню на два види головок і блоків циліндрів двигунів з алюмінієвих сплавів і чавунів.

Для проектування і виготовлення прес-форм все ширше застосовують комп’ютери, коли по кресленню литої деталі, завдяки програмному забезпеченню, відразу вирізають модель пінопласту прес-форми. Тривалість операції займає буквально години. Потім по цій моделі відливають алюмінієву прес-форму, що часто не вимагає механічної обробки. Тобто, таким же способом точного литва отримують прес-форму, потім по ній проводять моделі, і далі відливання.

Для підприємців, охочих створювати або реконструювати ливарний цех, підкреслимо, що ЛГМ відноситься до високих ливарних технологій, які ламають стереотип про те, що високі технології — обов’язково складні малодоступні виробництва. Ділянки ЛГМ, наприклад, легко розмістити при кузнях, термічних, ремонтних і інших цехах.

На жаль, крупні металургійні держави Росія і Україна продовжують продавати за рубіж багато металу в чушках, слябах і масивних заготівках, а також лом. Тоді як Німеччина в 2004 р. експортувала 31% відливок, повністю імпортуючи руду і метал. Проте статистика останніх років показує випереджаюче зростання (на рівні до 25% у рік по Україні) оброблювальній промисловості, що об’єктивно стимулює перехід від продажу металу як сировини до поглибленої його переробки. І в цьому випадку без високоточних металозаготівок не обійтися. Тим більше це вигідно для нечисленних країн із замкнутим металургійним циклом, до яких відносяться Росія і Україна. Відродження вітчизняного машинобудування базується на розумінні того, що, чим раніше ми почнемо в деталі і машини переводити свій метал, тим швидше досягнемо європейського рівня добробуту.

Форма ялинки
Запірна арматура
Лиття форм
Різноманітність моделей пінопластів
Модель пінопластової крильчакти
Модель пінопластового шнека
Наконечники пінопластіві
Патрубки алюмінієві
Формування
Художні наконечники
Якір

Відповіді на запитання

Реквізити Майстерні своєї справи

Адреса і телефони:

Україна, Кіровоградська обл., м. Олександрія, вул. Куколівське шосе 5/1А,
тел./факс +38 (05235) 7 41 13,
+38 (067) 265 07 55 — Борис, менеджер (стінові камені, упаковування, смаження насіння, вібростоли и вібростанки)
+38 (067) 561 22 71 — Валентин, менеджер (термоблоки, пінополістирольне обладнання, котли, допалювачи)
+38 (067) 520 29 68 — Олександр, менеджер (лінії по пінопласту, гіпсокартону, пінобетону, лкм)
ICQ: 491675177
e-mail: [email protected]

Продається діючий бізнес по виробництву гіпсокартонних листів

Продається діючий бізнес по виробництву гіпсокартонних листів. Завод розташований в м. Миколаєві. Всі необхідні комунікації (газ, вода електроенергія) підведені.

Площа земельної ділянки 4600 м.кв. (включаючи площу під будівлею), площа під будівлею — 1300 м.кв. Продуктивність лінії виготовлення гіпсокартону — 1,5 млн.м.кв./год. У вартість бізнесу включається вартість картону для виробництва гіпсокартону — приблизно 40 т, крохмаль для виробництва гіпсокартону — приблизно 20 т, лігносульфанат і інші складові для виготовлення гіпсокартону. Окрім цього — дизельний навантажувач «Балканкар», вантажопідйомністю 1,2 т, вантажний автомобіль ЗІЛ-130.

Вартість бізнесу — 1 000 000 долларів США.
+38 067 520 49 72 — Олександр Анатолійович