Unul dintre cele mai versatile și mai eficiente procese în producție de astăzi este turnarea metalelor și iată de ce. Această metodă, în care metalul topit este turnat într-o matriță, datează de mii de ani.
Turnarea metalului este folosită de acum 6.000 de ani în săbii și verighete, până la pinioane și șuruburi. Astăzi, turnarea metalelor este încă utilizată în producția de piese pentru diverse industrii.
Turnări, sau piesele metalice generate în timpul procesului de turnare a metalului, pot varia de la câteva grame la mii de lire sterline.
Tot ce ar trebui să știți despre turnarea metalelor, cum ar fi ce este turnarea metalului, istoria turnării metalelor și tipurile de turnare a metalelor, poate fi defalcat după cum urmează:
Ce este turnarea metalelor?
Ce este turnarea metalică?
Turnarea metalelor este un tip de proces de turnare în care metalul topit lichid este turnat într-o matriță.
Interiorul matriței are impresia negativă a piesei de produs, astfel încât, atunci când metalul topit se răcește și se solidifică în matriță, acesta capătă forma finală dorită a piesei. Partea finală poate fi apoi îndepărtată din matriță.
În funcție de piesele care trebuie turnate și de metalele implicate, există diferite tipuri de turnare a metalelor, fiecare având propriul său avantaj special. Variația de tip poate fi uriașă în ceea ce privește modelele, matrițele și tehnicile de umplere utilizate.
Cum funcționează turnarea metalului?
De bază turnare metalică procesul descrie încălzirea unui metal, turnarea acestuia într-o matriță, așteptarea ca acesta să se răcească și să se solidifice, apoi îndepărtarea piesei finite din matriță.
De fapt, pot exista multe etape în procesul real, iar diferitele procese de turnare a metalului funcționează în cu totul alte moduri.
Mai jos este o descriere simplificată a procesului de turnare a metalului. Rețineți că unii pași se aplică diferit diferitelor variante de turnare, iar unii sunt pur și simplu omiși.
1. Realizarea modelelor: Majoritatea proceselor de turnare a metalelor necesită crearea unui model sau duplicat al piesei finale care urmează să fie realizată ca matriță. Modelele sunt fie permanente, fie consumabile și pot fi, de asemenea, realizate din ceară, lemn, plastic și alte tipuri de materiale.
2. Producția de bază: Unele piese turnate goale pot necesita dezvoltarea unui element intern solid, cunoscut sub numele de miez. Un miez este plasat în interiorul cavității matriței și definește geometria interioară a unei piese turnate. Un exemplu este cel al unui miez cilindric într-o matriță cilindrice mai mare, care va avea ca rezultat o piesă turnată în formă de tub.
3. Realizarea matriței: Formele sunt pregătite diferit în funcție de proces. De exemplu, o matriță permanentă poate fi prelucrată dintr-un metal folosind o mașină CNC, în timp ce o matriță de nisip este realizată ca un amestec de nisip și aplicată pe exteriorul modelului. Fabricarea matrițelor este cunoscută sub denumirea de fabricare a matrițelor și are o expertiză specifică.
4. Turnarea în matriță: Se încălzește la temperatura de topire și se toarnă în matriță sau se presează în ea. În turnarea gravitațională, materialul topit este turnat în jos în cavitate, în timp ce, în turnarea sub presiune înaltă, este utilizată o presiune mare pentru a-l forța în cavitate, necesitând forțe de strângere foarte mari pentru menținerea sigură a matriței.
5. Desfacerea piesei: Odată ce piesa turnată s-a răcit și s-a întărit, piesa este scoasă din matriță. În cazul turnărilor cu nisip, aceasta înseamnă că matrița trebuie distrusă, astfel încât piesa din interior să poată fi extrasă; cu matrițe permanente, cele două jumătăți ale matriței metalice sunt deschise și reutilizabile.
6. Post-procesare: Piesele metalice turnate pot necesita o curățare, cum ar fi îndepărtarea reziduurilor de mucegai, pentru a fi gata pentru utilizarea prevăzută sau pentru alte operațiuni de post-procesare.
Istoria turnării metalelor
Astăzi, piesele complexe sunt create utilizând turnarea metalelor pentru echipamente moderne, dar procesul este orice altceva decât nou. De fapt, au trecut peste 6.000 de ani de la prima turnare.
Cea mai veche turnare cunoscută este o broască de bronz despre care se estimează că a fost creată în 3.200 î.Hr. în Mesopotamia.
De la inventarea sa, turnarea metalelor a călătorit în toată lumea - din Egipt în China până în Europa și apoi în America. Prima instalație de turnare din America a fost creată în Saugus, Massachusetts, în 1645.
Treceți rapid până la aproape 400 de ani mai târziu, iar turnarea metalului este astăzi departe. Astăzi, tehnologia computerizată și modelele imprimate 3D pot permite turnări metalice mult mai complicate, detaliate și precise.
Diferitele tipuri de turnare a metalelor
Acestea pot fi împărțite în linii mari în turnarea metalului folosind matrițe reutilizabile și turnarea metalului folosind matrițe consumabile.
Formele consumabile și matrițele reutilizabile sunt două tipuri diferite de materiale și fiecare este destinată turnării diferitelor piese metalice.
Nu contează care dintre cele două de mai sus este mai bună pentru un anumit loc de muncă; turnarea metalului implică turnarea metalului topit lichid într-o matriță, permițându-i să se răcească și să se întărească, apoi îndepărtarea metalului nou format din matriță atunci când s-a solidificat.
Mai jos sunt câteva dintre tipurile de turnare metalice utilizate pe scară largă. Printre acestea se numără turnarea în nisip, turnarea sub presiune și turnarea cu investiții, denumite altfel turnarea cu ceară pierdută.
Turnare cu nisip
Turnarea cu nisip este posibil cel mai ieftin, cel mai utilizat și eficient tip de procese de turnare disponibile.
Este, de asemenea, cea mai veche tehnică de turnare a metalelor, folosită în cazul în care cea mai veche utilizare înregistrată a turnării cu nisip datează din jurul anului 1540.
După cum sugerează și numele, turnarea în nisip utilizează nisip pentru a forma o matriță. În turnarea cu nisip, un model este scufundat într-un amestec pe bază de nisip în interiorul unei cutii speciale din două piese numită balon.
Se toarnă nisip în jurul modelului pentru a forma o matriță. Modelul este retras, lăsând în urmă o cavitate a mucegaiului.
Acum metalul topit este turnat în cavitatea matriței; se raceste si se solidifica.
Turnarea cu nisip verde, turnarea cu aer și turnarea cu nisip cu rășină sunt cele mai comune trei procese de turnare cu nisip.
- Turnarea cu nisip verde este o metodă care implică nisip umed.
- Turnarea cu aer set folosește lianți chimici pentru a lipi nisipul de turnare.
- Turnarea cu nisip rășină constă dintr-un amestec de nisip de cuarț și rășină.
Turnare sub presiune
Aproape toate întreprinderile industriale folosesc avantajele turnării sub presiune pentru piese, ceea ce face ca acesta să fie unul dintre cele mai importante și utilizate pe scară largă tipuri de turnare a metalelor pentru piese complexe de înaltă calitate.
Procesul de turnare sub presiune constă în forțarea metalului topit într-o matriță dintr-un alt metal numit matriță. Deoarece metalul topit este aplicat la o presiune atât de mare, caracteristicile foarte complicate pot fi turnate în părți extrem de detaliate.
Piesa este apoi ejectată când matrița este deschisă odată ce metalul topit s-a răcit și solidificat.
Fiecare matriță sau matriță este proiectată în mod specific și, astfel, investiția inițială este mai scumpă în comparație cu alte operațiuni de turnare.
Turnarea sub presiune are ca rezultat, de obicei, costuri unitare mai mici pentru producțiile de volum mare, deoarece matrițele sau matrițele pot fi reutilizate pentru a produce în serie piese similare.
Unul dintre cele mai utilizate procese de producție de turnare sub presiune care conțin aluminiu și produc produse din aluminiu de calitate superioară este turnarea sub presiune a aluminiului. Acest proces este deosebit de potrivit pentru a face următoarele:
- Forme dificile
- Gamă uimitoare de finisaje de suprafață
- Piese extrem de ușoare, fără a-și sacrifica rezistența
- Piese și ansambluri rezistente la coroziune
Turnare cu investiții (turnare cu ceară pierdută)
Turnarea cu investiții poate crea piese metalice foarte precise, cu o precizie dimensională excelentă. Este, de asemenea, cunoscut sub numele de turnare cu ceară pierdută.
Unul dintre procesele vechi de aproape 5.000 de ani, cel mai potrivit pentru formele complexe ale obiectelor, turnarea cu investiții produce un finisaj de suprafață mai fin decât turnarea cu nisip.
Procesul de turnare de investiții începe cu crearea unui model folosind ceară. Modelul de ceară este scufundat într-un material umed, asemănător argilului, cunoscut sub numele de suspensie.
Acesta este materialul de investiție. Modelul trebuie scufundat de mai multe ori, astfel încât să existe un strat exterior bun.
Odată ce materialul de investiție s-a întărit, ceara este topită la o temperatură foarte ridicată până când se topește și se scurge din investiție. De aceea este cunoscut ca “ceară pierdută.” Metalul topit este turnat în matriță și apoi, odată ce metalul s-a întărit, acest înveliș ceramic se rupe.
Piesele metalice turnate cu investiții au mai puține dimensiuni de finisare datorită finisajului suprafeței netede și preciziei dimensionale; prin urmare, reduce timpul total necesar pentru producerea articolului.
Avantajele turnării metalelor
Există numeroase motive pentru a alege turnarea metalului față de alte opțiuni de prelucrare a metalelor, cum ar fi forjarea sau prelucrarea CNC. Unele dintre beneficiile cheie ale turnării metalelor includ:
- Potrivit pentru producția de masă
- Poate produce piese uriașe și grele
- Poate produce piese cu pereți foarte groși
- Potrivit pentru piese mari dintr-o singură bucată (mai degrabă decât componente asamblate)
- Calități excelente ale rulmentului
- Ideal pentru unele aliaje usoare
- Versatilitate materială
Limitările turnării metalelor includ defecte inevitabile, precizie dimensională limitată (comparativ cu, de exemplu, prelucrarea CNC), intensitatea forței de muncă și, de obicei, cantități minime mari de comandă.
Ce material este folosit la turnarea metalelor?
Unul dintre avantajele turnării metalelor este că pot fi folosite o varietate de metale. Cu toate acestea, metalele de turnare cel mai frecvent utilizate sunt oțelul, oțelul inoxidabil, aluminiul, cuprul, magneziul și zincul.
Staniul, aliajele de plumb și fierul pot fi, de asemenea, utilizate în turnarea metalelor. Temperatura necesară pentru a topi metalul depinde de metalul utilizat. Unele metale durează mai mult să se încălzească decât altele.
De ce să alegeți turnarea metalului?
Turnarea metalelor a fost folosită de-a lungul istoriei pentru a produce piese care sunt fie imposibile, fie foarte costisitoare de realizat prin forjare. Permite producerea precisă și eficientă a unor cantități foarte mari de piese metalice identice.
Deoarece fiecare turnare de metal este realizată dintr-un model și matriță unice, turnarea metalului este potrivită pentru producția de articole în cantitate mică și în cantitate mare.
Mai mult, deoarece turnările metalice elimină deșeurile prin topirea lor în procesul de turnare, acest proces permite reciclarea și utilizarea resturilor de metal, reducând astfel deșeurile.
De ce este importantă turnarea metalelor?
Turnarea metalelor este o parte integrantă a economiei industriale americane, care oferă aproape jumătate de milion de locuri de muncă în Statele Unite.
Piesele turnate formează aproape 90% din toate bunurile de folosință îndelungată fabricate și includ totul, de la automobile, locomotive, mașini grele pentru construcții, până la aparate de uz casnic, arme, jucării și echipamente medicale.
De ce să alegeți Kbear Metal ca producător de turnare de metal?
Alegerea producătorului potrivit de turnare a metalelor este crucială, iar Kbear Metal se remarcă ca lider de încredere în industrie.
Cu ani de experiență vastă, ne-am perfecționat expertiza pentru a oferi soluții de turnare de înaltă calitate în industrii precum construcții, auto și mașini industriale.
Cunoștințele și precizia echipei noastre asigură că fiecare turnare îndeplinește standardele riguroase ale industriei.
Kbear Metal urmează turnarea: turnarea în nisip, turnarea sub presiune, turnarea cu investiții și turnarea centrifugă pentru a îndeplini cerințele de diversitate în proiect.
Ei țin pasul cu cuptoarele moderne și mașinile de turnat, echipamente utilizate în producție, prin utilizarea tehnologiilor avansate cu simulare CAD pentru a asigura acuratețea, eficiența și consistența chiar și pentru proiectele complexe și mari.
Asigurăm calitatea prin asigurarea achiziției de materiale de cea mai bună calitate, cum ar fi oțel, fier, aluminiu și aliaje de cupru; asigurând astfel că fiecare produs este dur și atinge standardele de performanță.
Un proces puternic de control al calității este înrădăcinat în excelență, în care fiecare etapă a producției va fi inspectată cu precizie.
Fii partener cu Kbear Metal. Vă asociați cu o organizație de producție și un angajament față de inovație, o cultură a fiabilității și soluții personalizate peste așteptări.
Concluzie
Turnarea metalelor este un proces esențial, cu o istorie bogată și un viitor promițător.
Procesul satisface cerințele oricărei industrii, de la construcții la industria aerospațială prin turnarea metalului topit în forme precise și durabile.
Turnarea metalelor este coloana vertebrală a inovației în care va fi utilizată tehnologia de accelerare, urmată de producerea unei componente de înaltă calitate în realizarea a destul de multe componente.
Poate fi văzută ca o piesă mică și ar putea încerca să construiască o mașinărie mare, turnările metalice sunt excelente pentru toate tipurile de nevoi de producție.
