لماذا يقلل صب الرغوة المفقودة من تكاليف الآلات؟

المفقودة صب الرغوة (LFC) ، وهي عملية صب نمط تبخرية متقدمة ، قد اكتسبت جرًا كبيرًا في الصناعات التحويلية التي تسعى للحصول على الكفاءة وخفض التكاليف. يتمثل المحرك الرئيسي لتبنيه في قدرته على خفض تكاليف الآلات مقارنة بطرق الصب التقليدية.

المبدأ الأساسي: صب على شكل شبكة

في قلب مدخرات تصنيع LFC هي قدرتها على الإنتاج القرب من الشبكة المسبوكات بدقة أبعاد استثنائية وتفاصيل معقدة. تتضمن هذه العملية إنشاء نمط رغوة البوليسترين ، وهو مطابق للجزء النهائي المطلوب ، مطلي بطيور خزفية حرارية. يتم تضمين هذا النمط في الرمال غير المتوحنة ، ويتم سكب المعدن المنصهر عليه مباشرةً ، ويتبخر بالرغوة ويحل محله بدقة. ينتج عن هذا النسخ المتماثل المباشر أجزاء تتطلب إزالة مواد أقل بكثير خلال عمليات الآلات اللاحقة.

العوامل الرئيسية التي تدفع تخفيض تكلفة الآلات:

1. انخفاض بدل مخزون الآلات:

   • النسخ المتماثل المباشر: على عكس صب الرمل ، الذي يتطلب زوايا مسودات وطبعات أساسية لإزالة الأنماط ، يمكن تصميم أنماط LFC بدون زوايا مسودة (أو مع الحد الأدنى من المسودة) ودمج ميزات داخلية معقدة مباشرة. ينتج عن هذا المسبوكات أقرب بكثير إلى هندسة الجزء النهائي.
   • تحمل أكثر تشددا: يمكن لـ LFC تحقيق التحمل أكثر تشددًا من الأبعاد (غالبًا داخلها من 13 إلى 15) وتكرار أفضل مقارنة بالعديد من عمليات صب الرمال التقليدية. هذا يترجم مباشرة إلى أقل مواد تحتاج إلى تشكيلها لتلبية المواصفات النهائية. تعتبر التخفيضات في بدلات مخزون الآلات من 30 إلى 50 ٪ أو أكثر شائعة.

2. القضاء على إزالة الزعنفة الأساسية:

   • لا يوجد نوى تقليدية: تتشكل التجاويف الداخلية في LFC بواسطة نمط الرغوة نفسه ، مما يلغي تمامًا الحاجة إلى النوى الرملية المنفصلة والزعانف الأساسية (الفلاش) التي تحدث حيث تلبي النوى تجويف القالب في صب الرمال التقليدية.
   • انخفاض العمالة النهائية: إن إزالة الزعانف الأساسية هي عملية تصنيع/رمل يدوي أو شبه آلية في صب الرمال. تظهر مصبوبات LFC خالية تقريبًا من الزعانف الأساسية ، مما يقلل بشكل كبير أو حتى التخلص من هذه الخطوة المكثفة للعمالة والمستهلكة للوقت.

3. تحسن السطح الانتهاء:

   • أسطح أكثر سلاسة: ينتج عن الطلاء السيراميك المطبق على نمط الرغوة إلى النهاية السطحية الأكثر سلاسة بشكل ملحوظ مقارنة بالرمل الأخضر النموذجي أو حتى العديد من المسببات الرملية المربوطة بالراتنج. في حين لا يزال يتطلب الآلات للأسطح الوظيفية ، فإن النهاية الأولي المحسنة غالبًا ما تسمح بتخفيضات أولية أقل عدوانية ومرور أقل من تصاريح الآلات لتحقيق جودة السطح النهائية المطلوبة.

4. انخفاض التشويه والإجهاد المتبقي:

   • تبريد موحد: يوفر قالب الرمل غير المتواضع في LFC الحد الأدنى من المقاومة للانكماش الطبيعي للمعدن لأنه يبرد ويصلب. هذا يعزز المزيد من التبريد الموحد في جميع أنحاء الصب.
   • ضغوط أقل: القيد المخفض أثناء التبريد يقلل من تطور الضغوط المتبقية داخل الصب. انخفاض مستويات الإجهاد المتبقي يقلل من احتمال التشويه أثناء التشغيل ، مما يؤدي إلى نتائج أكثر قابلية للتنبؤ بها وربما تقلل من الحاجة إلى تصاريح التصحيحات التصحيحية أو التثبيت المعقد.

الآثار والاعتبارات العملية

التأثير التراكمي لهذه العوامل كبيرة:

• وقت انخفاض الماكينة: ترجمات أقل للمواد تترجم مباشرة إلى أوقات دورة أقصر لكل جزء على مراكز الآلات.
• تكاليف الأدوات المنخفضة: يمتد مخزون المخزون المنخفض للآلات (أدوات القطع تدوم لفترة أطول) وقد تسمح بأدوات أصغر وأقل تكلفة.
• انخفاض استهلاك الطاقة: دورات تصنيع أقصر تستهلك طاقة أقل.
• أقل نفايات: يقلل تقليل إزالة المواد من حجم Swarf المعدني المتولد ، مما يقلل من تكاليف التخلص من النفايات وتحسين العائد المادي.

من المهم أن نلاحظ أن LFC يتطلب إنتاج نمط دقيق والتحكم في العملية. يمكن أن تكون تكاليف الأنماط والحاجة إلى الأدوات المتخصصة أعلى من أنماط الرمل البسيطة. ومع ذلك ، بالنسبة لإنتاج الحجم المتوسط ​​إلى الأعلى من الأجزاء المعقدة ، وخاصة تلك ذات الأشكال الهندسية الداخلية المعقدة أو متطلبات الأبعاد المطلوبة ، فإن المدخرات الهامة التي تتحقق في عمليات التصنيع غالبًا ما توفر ميزة إجمالية التكلفة وأسرع وقت في السوق. يعد الانخفاض في الآلات أحد العوامل الرئيسية التي تصنع الرغوة المفقودة التي تصب بحل تصنيع جذاب اقتصاديًا عبر صناعات السيارات والفضاء والمضخة والصمامات.