Tại sao đúc xốp bị mất giảm chi phí gia công?

Mất bọt đúc (LFC), một quy trình đúc mô hình bay hơi tiên tiến, đã đạt được lực kéo đáng kể trong các ngành sản xuất tìm kiếm hiệu quả và giảm chi phí. Một động lực chính của việc áp dụng là khả năng chứng minh của nó để giảm chi phí gia công so với các phương pháp đúc truyền thống.

Nguyên tắc cốt lõi: Đúc gần ròng

Trọng tâm tiết kiệm gia công của LFC là khả năng sản xuất của nó Đúc gần n-net với độ chính xác chiều đặc biệt và chi tiết phức tạp. Quá trình này liên quan đến việc tạo ra một mẫu bọt polystyrene, giống hệt với phần cuối cùng mong muốn, được phủ một bùn gốm chịu lửa. Mô hình này được nhúng trong cát không được làm, và kim loại nóng chảy được đổ trực tiếp lên nó, làm bốc hơi bọt và thay thế chính xác nó. Sự sao chép trực tiếp này mang lại các bộ phận đòi hỏi phải loại bỏ vật liệu ít hơn đáng kể trong các hoạt động gia công tiếp theo.

Các yếu tố chính thúc đẩy giảm chi phí gia công:

1. Giảm trợ cấp cổ phiếu gia công:

   • Sao chép trực tiếp: Không giống như đúc cát, đòi hỏi các góc nháp và bản in cốt lõi để loại bỏ mẫu, các mẫu LFC có thể được thiết kế mà không cần các góc nháp (hoặc với bản nháp tối thiểu) và kết hợp trực tiếp các tính năng bên trong phức tạp. Điều này dẫn đến việc đúc gần hơn với hình học phần cuối cùng.
   • Dung sai chặt chẽ hơn: LFC có thể đạt được dung sai kích thước AS-CAST chặt chẽ hơn (thường trong số 13-15 lớp) và độ lặp lại tốt hơn so với nhiều quy trình đúc cát thông thường. Điều này trực tiếp chuyển thành ít vật liệu cần được gia công để đáp ứng các thông số kỹ thuật cuối cùng. Việc giảm phụ cấp cổ phiếu gia công từ 30-50% trở lên là phổ biến.

2. Loại bỏ việc loại bỏ vây cốt lõi:

   • Không có lõi truyền thống: Các hốc bên trong LFC được hình thành bởi chính mẫu bọt, hoàn toàn loại bỏ sự cần thiết của các lõi cát riêng biệt và vây lõi (flash) xảy ra khi lõi đáp ứng khoang khuôn trong đúc cát truyền thống.
   • Giảm lao động hoàn thiện: Loại bỏ vây cốt lõi là một hoạt động gia công/chà nhám bán tự động hoặc bán tự động trong đúc cát. Các vật đúc LFC nổi lên hầu như không có vây cốt lõi, giảm đáng kể hoặc thậm chí loại bỏ bước hoàn thiện tốn nhiều thời gian và tốn nhiều thời gian này.

3. Cải thiện bề mặt hoàn thiện:

   • Bề mặt mượt mà hơn: Lớp phủ gốm được áp dụng cho mẫu bọt dẫn đến một kết thúc bề mặt đúc mịn hơn đáng kể so với cát xanh thông thường hoặc thậm chí nhiều vật đúc cát liên kết nhựa. Mặc dù vẫn yêu cầu gia công cho các bề mặt chức năng, kết thúc ban đầu được cải thiện thường cho phép các vết cắt ban đầu ít tích cực hơn và có khả năng vượt qua ít hơn để đạt được chất lượng bề mặt cuối cùng mong muốn.

4. Giảm biến dạng và căng thẳng dư:

   • Làm mát thống nhất: Khuôn cát không được điều trị trong LFC cung cấp điện trở tối thiểu đối với sự co rút tự nhiên của kim loại khi nó làm mát và củng cố. Điều này thúc đẩy làm mát đồng đều hơn trong suốt quá trình đúc.
   • Căng thẳng thấp hơn: Các ràng buộc giảm trong quá trình làm mát giảm thiểu sự phát triển của các ứng suất dư trong quá trình đúc. Mức độ căng thẳng còn lại thấp hơn làm giảm khả năng biến dạng trong quá trình gia công, dẫn đến kết quả kích thước có thể dự đoán được hơn và có khả năng giảm nhu cầu vượt qua gia công hoặc cố định phức tạp.

Ý nghĩa và cân nhắc thực tế

Hiệu ứng tích lũy của các yếu tố này là đáng kể:

• Giảm thời gian máy: Việc loại bỏ vật liệu ít hơn trực tiếp chuyển sang thời gian chu kỳ ngắn hơn trên mỗi phần trên các trung tâm gia công.
• Chi phí dụng cụ thấp hơn: Giảm gia công cổ phiếu mở rộng tuổi thọ của công cụ (công cụ cắt kéo dài hơn) và có thể cho phép công cụ nhỏ hơn, ít tốn kém hơn.
• Giảm tiêu thụ năng lượng: Chu kỳ gia công ngắn hơn tiêu thụ ít năng lượng hơn.
• Ít lãng phí hơn: Giảm thiểu việc loại bỏ vật liệu làm giảm khối lượng swarf kim loại được tạo ra, giảm chi phí xử lý chất thải và cải thiện năng suất vật liệu.

Điều quan trọng cần lưu ý là LFC yêu cầu kiểm soát quá trình và sản xuất mẫu chính xác. Chi phí mẫu và nhu cầu về dụng cụ chuyên dụng có thể cao hơn các mẫu cát đơn giản. Tuy nhiên, đối với việc sản xuất khối lượng trung bình đến cao của các bộ phận phức tạp, đặc biệt là những bộ phận có hình học bên trong phức tạp hoặc yêu cầu kích thước yêu cầu, các khoản tiết kiệm đáng kể được thực hiện trong các hoạt động gia công thường mang lại lợi thế chi phí tổng thể hấp dẫn và thời gian tiếp thị nhanh hơn. Việc giảm gia công là một yếu tố quan trọng làm cho bọt mất một giải pháp sản xuất hấp dẫn về mặt kinh tế qua các ngành công nghiệp ô tô, hàng không vũ trụ, máy bơm và van.