Odlewanie to proces, podczas którego upłynniony materiał, taki jak stopiony metal, wlewa się do wnęki specjalnie zaprojektowanej formy i pozostawia do stwardnienia. Po zestaleniu półfabrykat wyjmowany jest z matrycy w celu poddania go różnym obróbkom wykańczającym lub wykorzystania jako produkt finalny. Odlewanie jest zwykle stosowane do tworzenia skomplikowanych, bryłowych kształtów, a produkty odlewane znajdują szerokie zastosowanie, w tym części samochodowe, części lotnicze i kosmiczne, elektronikę, urządzenia mechaniczne i materiały budowlane.
Chociaż odlewanie jest jedną z najstarszych znanych technik produkcyjnych, nowoczesny postęp w technologii odlewania doprowadził do powstania szerokiej gamy specjalistycznych metod odlewania. Procesy formowania na gorąco, takie jak odlewanie ciśnieniowe, odlewanie metodą traconego wosku, odlewanie gipsu i odlewanie w formach piaskowych, zapewniają swoje własne, unikalne korzyści produkcyjne. Porównanie zalet i wad typowych procesów odlewniczych może pomóc w wyborze metody najlepiej dostosowanej do danej serii produkcyjnej.
Odlewanie piasku:
Odlewanie piaskowe zazwyczaj opiera się na materiałach na bazie krzemionki, takich jak piasek syntetyczny lub naturalnie związany. Piasek odlewniczy składa się zazwyczaj z drobno zmielonych, kulistych ziaren, które można ściśle upakować, tworząc gładką powierzchnię formierską. Odlew zaprojektowano tak, aby zmniejszyć ryzyko rozdarcia, pękania lub innych wad, zapewniając umiarkowany stopień elastyczności i skurczu podczas fazy chłodzenia procesu. Piasek można również wzmocnić dodatkiem gliny, co pomaga ściślej związać cząstki. Wiele produktów motoryzacyjnych, takich jak bloki silnika i obudowy, wytwarza się metodą odlewania piaskowego. Do jego głównych zalet jako procesu odlewania należą:
- Stosunkowo niskie koszty produkcji, szczególnie w małych seriach.
- Możliwość wytwarzania dużych elementów.
- Możliwość odlewania materiałów żelaznych i nieżelaznych.
- Niski koszt oprzyrządowania po odlewaniu.
- Pomimo swoich zalet odlewanie piaskowe zapewnia niższy stopień dokładności niż metody alternatywne, a piaskowanie elementów odlewanych o określonych specyfikacjach dotyczących rozmiaru i masy może być trudne. Ponadto proces ten ma tendencję do otrzymywania produktów o stosunkowo szorstkim wykończeniu powierzchni.
Casting inwestycyjny:
W procesie odlewania metodą traconą wykorzystuje się jednorazowy wzór wosku dla każdej części odlewu. Wosk jest wtryskiwany bezpośrednio do formy lub przed wtryskiem pokryty ciekłym materiałem ogniotrwałym. Następnie stopiony materiał formujący wlewa się do formy i pozostawia do stwardnienia i utrwalenia kształtu woskowego wzoru. Następnie element jest wyrzucany, a wzór woskowy jest wytapiany z odlewu i udostępniany do ponownego użycia. Odlewy inwestycyjne są często wykorzystywane do produkcji części dla przemysłu lotniczego i samochodowego, a także dla wojska. Niektóre z głównych zalet stosowania procesu odlewania metodą traconego paliwa obejmują:
- Wysoki stopień dokładności i precyzyjnych wyników wymiarowych.
- Możliwość tworzenia cienkościennych części o złożonej geometrii.
- Możliwość odlewania materiałów żelaznych i nieżelaznych.
- Stosunkowo wysokiej jakości wykończenie powierzchni i szczegółowość komponentów końcowych.
- Chociaż jest to bardzo precyzyjne, odlewanie metodą traconego wosku jest zwykle droższe niż inne porównywalne techniki odlewania i zazwyczaj jest opłacalne tylko wtedy, gdy nie można zastosować odlewów piaskowych lub gipsowych. Jednak czasami wydatek ten można zrekompensować niższymi kosztami obróbki i narzędzi, dzięki wysokiej jakości powierzchni odlewów precyzyjnych.
Odlewanie ciśnieniowe:
Odlewanie ciśnieniowe to metoda formowania materiałów pod wysokim ciśnieniem i zwykle dotyczy metali nieżelaznych i stopów, takich jak cynk, cyna, miedź i aluminium. Forma jest pokryta smarem, który pomaga regulować temperaturę matrycy i ułatwia wyrzucanie komponentów. Następnie stopiony metal jest wtryskiwany do matrycy pod wysokim ciśnieniem, które utrzymuje się do momentu zestalenia się przedmiotu obrabianego. To wkładanie pod ciśnieniem jest szybkie i zapobiega stwardnieniu dowolnego segmentu materiału przed odlaniem. Po zakończeniu procesu element jest wyjmowany z matrycy, a pozostały materiał usuwany. Oto kilka głównych zalet odlewania ciśnieniowego:
- Wąskie tolerancje rozmiaru i kształtu.
- Wysoka spójność wymiarowa komponentów i jednolita konstrukcja.
- Mniejsze zapotrzebowanie na obróbkę po odlewaniu.
- Pomimo swoich zalet odlewanie ciśnieniowe wiąże się ze stosunkowo wysokimi kosztami narzędzi, co czyni go bardziej opłacalnym w przypadku produkcji wielkoseryjnej. Zapewnienie właściwości mechanicznych elementu odlewanego ciśnieniowo może być również trudne, co oznacza, że produkty te zwykle nie spełniają funkcji części konstrukcyjnych.