Литьё по газифицируемым моделям

Металл заливают на пенопластовую копию, зарытую в сыпучий песок

При литье по газифицируемым моделям пенопластовую копию детали закапывают в сыпучий песок и заливают металл прямо на неё. Горячий металл испаряет пенопласт и занимает его точное место. Так делают блоки двигателей, головки цилиндров и детали лодочных моторов, часто со сложными внутренними каналами, для которых при литье в песок потребовалось бы много стержней.

Литьё по газифицируемым моделям · покрытие, засыпка, заливкаЧитайте три панели слева направо; номера в кружках соответствуют шагам ниже.

Как это работает

Сделайте пенопластовую копию. Модель формуют из гранул вспененного полистирола — того же лёгкого пенопласта, что и одноразовый стаканчик, — или вырезают вручную для единичных изделий. Пенопластовые литники приклеивают, а сложные детали можно склеить из нескольких пенопластовых слоёв.
Покройте её. Пенопласт окунают в тонкое огнеупорное (термостойкое) покрытие и сушат. Покрытие не пускает песок, но пропускает газ.
Засыпьте сыпучим песком. Покрытый пенопласт помещают в опоку, и вокруг него засыпают сухой песок без связующего. Встряхивание опоки на вибростоле уплотняет песок во все полости.
Залить. Расплавленный металл заливают в пенопластовый литник. Пенопласт плавится и превращается в газ прямо перед фронтом металла, а газ уходит сквозь покрытие в песок.
Высыпьте песок. После остывания опоку опрокидывают; сыпучий песок высыпается и используется повторно. Отливку извлекают и отрезают литник.

Ключевые факты

Материалы: В основном алюминиевые сплавы и чугун; также некоторые стали и медные сплавы
Типичные детали: Блоки двигателей и головки цилиндров, впускные коллекторы, корпуса лодочных моторов, корпуса насосов и клапанов, арт-объекты
Размер детали: От менее 1 кг до нескольких сотен килограммов
Точность: Около ±0,3–±0,5 мм на элементе 100 мм
Качество поверхности: Ra (средняя шероховатость) около 2,5–25 мкм, часто со слабой фактурой пенопластовых гранул
Подходящая партия: Большие объёмы с формованным пенопластом; единичные изделия с пенопластом, вырезанным вручную
Стоимость оснастки и оборудования: Алюминиевые формы для пенопласта стоят десятки тысяч долларов; автоматизированные линии — миллионы
Скорость: Охлаждение занимает от минут до часа; автоматизированные линии заполняют опоку примерно раз в минуту

Сильные стороны и ограничения

Сильные стороны

Сложные формы и внутренние каналы без стержней
Нет линии разъёма, а значит, нет облоя
Сыпучий песок без связующего легко использовать повторно
Несколько деталей можно объединить в одну отливку

Ограничения

Новая пенопластовая модель сгорает на каждую деталь
Хрупкие пенопластовые модели легко повредить
Остатки пенопласта могут вызывать дефекты, такие как складки или углеродные следы
Формование пенопластовых моделей в больших объёмах требует дорогой оснастки

Где применяется

АвтомобилестроениеБлоки двигателей, головки цилиндров, коленчатые валы, коллекторы
СудостроениеБлоки и корпуса лодочных моторов
Насосы и клапаныКорпуса насосов, корпуса клапанов, трубные фитинги
МашиностроениеКорпуса редукторов, кронштейны
Искусство и прототипированиеЕдиничные скульптуры и детали из пенопласта, вырезанного вручную

Как узнать процесс

Слабый рисунок из мелких круглых ямок на поверхности, оставленных пенопластовыми гранулами.
Нигде на детали нет шва линии разъёма.
Линии клея там, где пенопластовые слои склеивали, иногда видимые как тонкие выступы.
Сложные внутренние каналы в одной детали, без отверстий под знаки стержней.