Rýchla výroba penovej formy pre odliatky skrine turbíny predstavuje komplexný postup od 3D návrhu až po finálnu odlievaciu formu. V období, keď sú menšie série a komplexné tvary bežné, je dôležité spojiť povrchové modelovanie, konštrukciu deliacej plochy a technológiu LOM (ľahká oceľová membrána) s transferovým povlakom na dosiahnutie vysokého štandardu presnosti a účinnosti.
3D návrh a konštrukcia zápustiek
3D návrh a 3D modelovanie zápustiek je základom pre zabezpečenie rozmerovej presnosti zápustiek LOM a dokonca aj celej dvojice zápustiek. Pomocou pokročilého 3D modelovacieho softvéru sme dokončili 3D návrh produktov, dielov a celého páru foriem. Bežné metódy pre CAD modelovanie častí skrine turbíny zahŕňajú objemové a plošné modelovanie, pričom povrchové modelovanie umožňuje izolovať a spojiť povrchy dielu do úplného povrchu bez medzier.
Pri konštrukcii deliacej plochy deliacich plôch vnútorného a vonkajšieho povrchu odliatkov turbíny vzniká potreba spoľahlivej deliacej krivky. Deliaca krivka slúži ako hraničná krivka deliacej plochy a orezaná plocha rozdeľuje model na tri časti. Vytvorená sieť deliacej krivky umožňuje hladký nepravidelný deliaci povrch a tenká škrupina nasleduje tvar základného modelu pre presnú výrobu penovej formy.
Spôsoby získania konformného povrchu tenkých škrupín
- Vezmite existujúcu krivku profilu ako referenčnú hodnotu, použite operáciu Offset na vytvorenie tvaru profilu konformného povrchu a následne použite rovnaké kroky modelovania povrchu na priame vytvorenie konformného povrchu.
- Obrys krivky zodpovedajúcej polohy povrchu modelu sa získa projekčnou metódou a konformný povrch sa získa rovnakou metódou na základe získanej projekčnej čiary.
Algoritmus rýchlej výroby foriem LOM pracuje s konformným povrchom, ktorý umožňuje bezpečné použitie na stohovacie vrstvy. V prípade zložitých tvarov je možné rozdeliť EPC na tri kusy a využiť technológiu transferového povlaku na dosiahnutie kvalitného vzoru peny.
Rýchly proces výroby penovej formy a LOM prototypov
Rýchly výrobný proces penovej formy turbínového plášťa zahŕňa generovanie STL súborov a tlak na rýchlu výrobu prototypov LOM. Používa sa HRP-I stroj na rýchle prototypovanie s papierovým modelovacím materiálom, čo umožňuje prototyp LOM za niekoľko hodín. Po dodatočnom spracovaní je možné získať prototyp LOM formy pre konečné použitie, s presnosťou 100 ± 0,05-0,1 mm a Ra 0,8-1,6 µm na povrchu.
Pri odlievaní skríň turbín so zložitými tvarmi nie je možné peniť integrálne zo stratenej peny; tvary sa vyrábajú peny po častiach a spájajú. EPC je následne rozdelená na tri kusy podľa vlastností tvaru a dýchacích ciest. Deliaca krivka a jej sieť sú dôležité pre hladké rozdelenie povrchu a zaručenie, že tenká škrupina sleduje tvar základného modelu.
Transferový povlak a priame použitie prototypu LOM ako vzoru na odlievanie
Prenosový náter, tiež známy ako nezaberajúci náter, sa aplikuje na vzor a prenáša sa na povrch pieskovej formy alebo jadra počas vyberania z formy, čo umožňuje odliatky s veľkým povrchom a hladkým povrchom až do Ra 0,8-1,6 µm. Priame použitie prototypu LOM ako vzoru na odlievanie eliminuje chyby spôsobené transformáciou medziformy a zvyšuje presnosť konečnej formy.
Proces formovania a liatie
Proces formovania začína uložením prototypu LOM ako odlievacieho vzoru na drevený blok pokrytý plastovou fóliou a aplikáciou separačného prostriedku na vodnej báze. Následne sa nanáša transferový náter s hrúbkou 0,5-1,5 mm a napĺňa sa pieskom kremičitanu sodného. Po vyfúkaní a otočení formy sa postup opakuje aj pre druhú polovicu formy. Po zafixovaní formy sa formou procesuje až do vytvrdenia a konečne sa odliatky vyrazia.
Penová forma je vyrobená zo zliatiny ZL108 a liatina sa lisuje pri teplote 700 °C. Po ochladení odliatku sa odstráni vtokový systém a po lokálnom brúsení a leštení získa sa odlievací polotovar voľnej penovej formy. Formy môžu byť pre lepšiu mechanickú odolnosť doplnené sieťovým tkanivom, napríklad gáza.
Teplotné pole a zlepšenie stlačiteľnosti pieskového jadra
Štúdie ukazujú, že teplotné zmeny počas odlievania a chladenia majú zásadný vplyv na zvyškovú pevnosť piesku kremičitanu sodného. Pomocou rôznych prísad a riadenia teploty sa zvyšková pevnosť znižuje, čím sa zlepšuje stlačiteľnosť jadra a celkovo kvalita odliatku.
Prínos technológií a praktické aspekty
Technológia povrchového modelovania umožňuje dokončenie trojrozmerného modelovania matrice a presné formy pre dvojfarebné výrobky či malé série dielov. Väčšina odliatkov sa dnes vyrába v jednorazových formách z žiaruvzdorných materiálov metodou formovania z formovacej zmesi, pričom CNC obrábanie a automatizované linky zvyšujú produktivitu a presnosť.
Spoločnosti poskytujú služby návrhu a výroby foriem na vstrekovanie plastov s dôrazom na špecifikácie materiálu, geometrie dielov a objemy výroby. Proces zahŕňa analýzu návrhu, vytvorenie 3D dát, kontrolu kvality a samotnú výrobu foriem cez CNC obrábanie a vstrekovanie plastov.
Praktické poznámky a odporúčania
- Pred postupom je potrebné dôkladne analyzovať a upraviť návrh, aby súhlasili s požiadavkami na presnosť a materiálové podmienky.
- Pri Lukoprenových formách je dôležitý správny miešací pomer a dôsledná ventilácia bubliniek počas miešania.
- Prevádzajte staré formy recykláciou drviny a nového Lukoprenu na úsporu nákladov.
- Pri epoxidových odliatkoch chráňte formu proti agresívnym materiálom vrstvením mazacieho filmu.
Praktické aplikácie a budúce smerovanie
Využitie tejto technológie zahŕňa rýchlu výrobu malých a stredne veľkých dielov s plytkými dutinami a vysokou úrovňou presnosti. Vstrekovanie plastov ostáva kľúčovým prvkom v procese výroby foriem, kde CAD dáta a CNC obrábanie definujú konečnú formu a kvalitu odliatku.
Spoločnosti zabezpečujú celkový proces od návrhu až po konečný výrobok vrátane prototypovania, formovania a liatia, čo umožňuje rýchle uvedenie produktu na trh a adaptáciu na menšie série a špecifické geometrie.