로스트 폼 주조

Lost-foam casting
청동 주조 셀 조각

LFC(lost-foam casting)는 인베스트먼트 주물과 유사한 증발 패턴 주조 공정으로 왁스 대신 폼을 사용합니다.이 공정은 고분자 발포제의 낮은 끓는점을 이용하여 금형에서 왁스를 녹일 필요가 없으므로 인베스트먼트 주조 공정을 단순화합니다.

과정

첫째, 패턴은 폴리스티렌 폼으로 만들어지는데, 이것은 다양한 방법으로 만들어질 수 있다.소규모 실행의 경우 패턴은 단단한 폼 블록에서 손으로 자르거나 가공할 수 있습니다.또, 형상이 심플한 경우는, 열선 폼 커터를 사용해 절단할 수도 있습니다.부피가 크면 사출 성형과 같은 공정으로 패턴을 양산할 수 있다.예열된 알루미늄 금형에 저압으로 폴리스틸렌의 사전 팽창 비드를 주입한다.그런 다음 폴리스티렌에 증기를 가하면 다이를 채우기 위해 폴리스티렌이 더 팽창합니다.최종 패턴은 약 97.5%의 공기와 2.5%의 폴리스티렌입니다.미리 만들어 놓은 물통, 런너, 라이저를 패턴에 핫 접착하여 마무리할 수 있습니다.[1]

다음으로, 폼 클러스터는 침지, 브러싱, 스프레이 또는 플로우 코팅을 통해 내화 코팅이라고도 하는 세라믹 재료로 코팅됩니다.코팅이 마르면 클러스터를 플라스크에 넣고 진동 테이블을 사용하여 압축한 미접합 모래로 백업합니다.내화 코팅은 폼 모델의 모든 디테일을 포착하여 부드러운 폼 표면과 거친 모래 표면 사이에 장벽을 만듭니다.두 번째로, 기화 폼 패턴에 의해 생성된 가스가 코팅을 통해 모래로 빠져나갈 수 있도록 투과성을 제어합니다.투과성 관리는 모래 침식을 방지하기 위한 중요한 단계입니다.마지막으로, 용융된 금속이 주입 중에 침투하거나 모래 침식을 일으키지 않도록 장벽을 형성합니다.[1][2] 모래가 압축되면 금형을 부을 수 있습니다.LFC에서는 일반적으로 자동 주입이 사용됩니다. 주입 프로세스는 기존 주조 공장 [citation needed]작업 방식보다 훨씬 더 중요하기 때문입니다.

로스트 왁스는 베이크 아웃 단계가 없습니다.용융액은 거품으로 채워진 틀에 직접 부어서 거품이 쏟아질 때 타버립니다.발포체 밀도가 낮기 때문에 이에 의해 발생하는 폐가스는 통상적인 배기가스 제어와 마찬가지로 비교적 작고 금형 투과성을 통해 배출될 수 있다.

세부 사항

일반적으로 주조되는 금속에는 주철, 알루미늄 합금, 강철 및 니켈 합금이 포함되며 스테인리스강 및 구리 합금도 주조되는 빈도가 낮습니다.사이즈의 범위는 0.5 kg (1.1 lb) ~ 수 톤 (톤)입니다.최소 벽 두께는 2.5mm(0.098인치)이며 상한은 없습니다.일반적인 표면 마감은 2.5~25µm(100~1000µin) [3]RMS입니다.일반적인 선형 공차는 ±0.005mm/mm(0.005in/[4]in)입니다.

장점과 단점

이 주조 공정은 코어를 정기적으로 필요로 하는 매우 복잡한 주조물에 유리합니다.치수도 정확하고 표면 마감도 우수하며 드래프트가 필요하지 않으며 분할선이 없으므로 플래시가 형성되지 않습니다.유실 폼 주물의 미접합 모래는 녹색 모래 및 수지 접합 모래 시스템보다 유지보수가 훨씬 간단할 수 있습니다.손실 폼은 일반적으로 인베스트먼트 주물보다 더 적은 단계를 수반하기 때문에 경제적입니다.공정의 특성상 라이저는 일반적으로 필요하지 않습니다. 용해된 금속이 거품을 기화시키기 때문에 첫 번째 금속은 다른 금속보다 빠르게 금형에 냉각되므로 자연 방향 [3][5]응고가 발생합니다.폼은 독특한 특성으로 조작, 조각, 접착이 용이합니다.LFC의 유연성으로 인해 부품을 하나의 일체형 구성요소로 통합할 수 있는 경우가 많습니다. 다른 성형 프로세스에서는 하나 이상의 부품을 [6]조립해야 합니다.

두 가지 주요 단점은 저볼륨 애플리케이션에서는 패턴 비용이 많이 들 수 있고 강도가 [3]낮기 때문에 패턴이 쉽게 손상되거나 왜곡된다는 것입니다.다이를 사용하여 패턴을 만들면 초기 비용이 [5]많이 듭니다.

역사

주요 기사:주조Evaporative-pattern

로스트 폼 주조는 캐나다 조각가 아르망 베랑쿠르에 의해 50년대 초에 발명되었다.1980년대 중반 제너럴모터스(GM)가 신차 라인 새턴을 통해 LFC를 모든 엔진 블록, 실린더 헤드, 크랭크축, 디퍼렌셜 캐리어, 변속기 [7]케이스 생산에 활용하겠다고 발표하면서 LFC의 장점을 공개적으로 인식했다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b Degarmo, Black & Kohser 2003, 페이지 320–321.
  2. ^ 를 클릭합니다ASM (2002), "Lost Foam Casting", ASM Handbook Volume 15, Casting.
  3. ^ a b c Degarmo, Black & Kohser 2003, 페이지 321 – 322.
  4. ^ 를 클릭합니다Top ten lost foam casting questions, retrieved 2009-03-29.
  5. ^ a b Kalpakijian & Schmid 2006, 페이지 297–299 : 2006
  6. ^ Degarmo, Black & Kohser 2003, 페이지 319.
  7. ^ 를 클릭합니다Spada, Alfred T. (December 2001), "GM Unveils Latest Lost Foam Success: Setting the bar for lost foam casters, GM's newest venture at Saginaw Metal Casting Operations has ramped up in record time to produce cylinder heads and blocks for the firm's award-winning SUVs", Modern Casting: 1.

참고 문헌

  • 를 클릭합니다Degarmo, E. Paul; Black, J T.; Kohser, Ronald A. (2003), Materials and Processes in Manufacturing (9th ed.), Wiley, ISBN 0-471-65653-4.
  • 를 클릭합니다Kalpakjian, Serope; Schmid, Steven (2006), Manufacturing Engineering and Technology (5th ed.), Pearson, ISBN 0-13-148965-8.