سبعة وعشرون سببًا لاختيار تقنية الرغوة المفقودة لإنتاج المسبوكات
تكلفة الإنتاج
يمكن استخدام القالب المعدني لأكثر من 100 ألف مرة، مما يقلل من تكلفة الصيانة.
تعمل عملية الصب المركبة، التي تتكون من صندوق واحد يحتوي على قطع متعددة، على تحسين إنتاجية العملية وكفاءة إنتاج المسبوكات.
تم تبسيط نظام معالجة الرمل، ويمكن إعادة استخدام رمل التشكيل بالكامل.
درجة عالية من الأتمتة، مما يقلل من العمل اليدوي
الحد من التلوث، وتحسين بيئة العمل، وتقليل كثافة العمل، وخفض تكاليف الاستثمار في أجور الموظفين.
من السهل إنشاء خط إنتاج تجميع آلي ميكانيكي يتميز بمرونة كبيرة، ويمكن إنتاج سبائك وأشكال وأحجام مختلفة من المسبوكات في خط الإنتاج.
يمكن تبسيط تصميم المصنع من خلال تقليل الاستثمارات الثابتة بنسبة 30-40%، ومساحة الأرضية والمساحة المغطاة بنسبة 30-50%، واستهلاك الطاقة بنسبة 10-20%، مما يقلل من تكلفة الإنتاج.
جودة الصب
تتميز المسبوكات بالدقة من حيث الحجم والشكل، وجودة إعادة الإنتاج.
تتميز المسبوكات بسطح مصقول للغاية حيث تصل خشونة السطح إلى Ra3.2-12.5 ميكرومتر.
لا توجد زعانف أو قطع قماش على المسبوكات، مما يقلل عبء العمل في عملية إزالة الطبقة السطحية إلى النصف.
الحد الأقصى المسموح به هو 1.5-2 مم، مما يقلل من وزن المسبوكة.
انخفضت تكلفة التشغيل بشكل كبير، مقارنةً بطرق صب الرمل التقليدية، ويمكن تقليل قدرة المعالجة الميكانيكية بنسبة 40-50%.
إن عدم الحاجة إلى تجميع القوالب وتسليمها قد بسط عملية التشكيل بشكل كبير، مما أدى إلى القضاء على عيوب الصب والمنتجات المهدرة الناتجة عن تجميع القوالب وتسليمها.
تصميم العمليات
تُستخدم تقنية صب الرغوة المفقودة على نطاق واسع في إنتاج مصبوبات الصلب، ومصبوبات الحديد، ومصبوبات النحاس، ومصبوبات الألومنيوم.
لا تقتصر تقنية صب الرغوة المفقودة على صب الأشكال الهندسية البسيطة فحسب، بل تشمل أيضًا صب الأشكال الهندسية المعقدة متعددة الأجزاء ومتعددة النوى.
يتم استخدام القوارب في تصنيع الأجزاء الأساسية، مما يقلل من مخلفات الصب والمنتجات المهدرة.
يتميز التصميم بالمرونة، ولا يتقيد شكل الأجزاء بعملية الصب التقليدية، مما يوفر حرية كافية في التصميم الهيكلي للمسبوكات، ويحرر المصممين الميكانيكيين. إذ يمكنهم تصميم الشكل الأمثل للمسبوكات بما يتناسب مع أداء الأجزاء، كما يمكنهم دمج المسبوكات المعقدة للغاية باستخدام قوالب بلاستيكية متعددة.
يمكن وضع البوابات والقوالب ذات الشكل المعقول في الوضع المثالي دون التقيد بالعوامل التقليدية مثل الفصل وأخذ القوالب، مما يقلل من العيوب الداخلية للمسبوكات.
إن اعتماد تقنية التشكيل بالرمل الجاف بدون مواد رابطة أو رطوبة أو أي إضافات، يقضي على عيوب الصب المختلفة والنفايات الناتجة عن الرطوبة والإضافات والمواد الرابطة.
أدى التخلص السهل من الرمال إلى تقليل عبء العمل وقوة العمالة بشكل كبير.
يمكن إلغاء مسودة النموذج، فهي تزيل عيوب الصب والمنتجات المهدرة الناتجة عن مادة الصب ومعدل الانكماش والصب الاحتكاكي.
إن صب الضغط السلبي أكثر ملاءمة لختم وانكماش المعدن السائل، ويحسن كثافة هيكل الصب.
تتيح تقنية صب الرغوة المفقودة إمكانية الصب بالاهتزازات الدقيقة، مما يعزز البنية الرغوية أو المعدنية ذات المتطلبات الخاصة والجودة الداخلية للمسبوكات.
إن عملية الصب المعقدة سهلة ويمكن من خلالها إنتاج أجزاء مختلفة ومسبوكات من مواد مختلفة.
طريقة صب التطعيم مريحة، حيث يمكننا وضع كتلة التطعيم المعدنية مسبقًا.
عملية صب الرغوة المفقودة
مبدأ إنتاج تقنية LFC: أولاً، تُصنع نماذج من الرغوة البيضاء وفقًا لمتطلبات تصميم المنتج. ثانيًا، بعد غمرها في طبقة من الطلاء المقاوم للحرارة وتجفيفها، تُوضع النماذج في صناديق رمل مصممة خصيصًا تحتوي على رمل جاف لإجراء عملية التشكيل الصلب ثلاثي الأبعاد وصب السائل المنصهر تحت ظروف فراغية. بعد ذلك، تختفي النماذج نتيجة لعملية التغويز، ليحل السائل المنصهر محلها، وبذلك يتم إنتاج مصبوبات عالية الجودة.
تُستخدم المساحة البيضاء في مصنع LFC لصنع نماذج من الرغوة البيضاء من خلال عمليات التشكيل المسبق، والنضج، والقولبة، والقطع، والربط. تشمل المواد الخام EPS وSTMMA وEPMMA وغيرها من مواد الرغوة القابلة للتمدد.
لنأخذ خرز EPS الشائع الاستخدام كمثال، حيث يُستخدم خرز EPS في صب المعادن غير الحديدية والحديد الزهر الرمادي والفولاذ المصبوب بشكل عام. تتميز خرز EPS بخصائصها التالية: شبه شفافة، ومعدل تشكيلها المسبق يتراوح بين 40 و60 مرة، وقطرها يتراوح بين 0.18 و0.80 مليمتر، وتتوفر بستة أحجام مختلفة. عمومًا، يجب أن يكون قطر الخرز الأصلي أقل من 1/9 إلى 1/10 من الحد الأدنى لسمك جدار المسبوكات. يتم تشكيل المادة الخام مسبقًا باستخدام خرز EPS المناسب.
يتطلب ذلك أن يكون الطلاء منفذًا للهواء، وأن يكون الطلاء مقاومًا للحريق، وأن يكون لاصقًا معلقًا لتقليل العيوب في المسبوكات مثل الثقوب، وحرق الرمل، وذلك لضمان معدل المنتجات النهائية. بشكل عام، هناك أربع طرق للطلاء والتعليق: الفرشاة، والغمس، والرش، والرش.
وفقًا لخصائص النماذج المختلفة، يمكن تطبيق عدة طرق بشكل شامل في الإنتاج الفعلي. بعد الطلاء، تُنقل النماذج إلى غرف تجفيف بدرجة حرارة تتراوح بين 45 و55 درجة مئوية، مع تدوير الهواء الساخن للتجفيف. أثناء التجفيف، يجب وضع النماذج بشكل معقول ودعمها لمنع التشوه. في الوقت نفسه، يجب التحكم بدقة في درجة الحرارة والرطوبة لضمان جفافها تمامًا. بعد التجفيف التام، تصبح مجموعات النماذج جاهزة للصب.
عملية المنطقة السوداء هي مرحلة الصب الصلب، حيث توضع مجموعات النماذج الجافة في صناديق الرمل، ويتم تغذية صندوق الرمل برمل جاف خاص بواسطة آلة تغذية متحركة للصب، ويتم صب السائل المنصهر تحت حالة ضغط سلبي، ويتم استبدال النماذج المغطاة بالسائل المنصهر، وهكذا يتم إنتاج مصبوبات مؤهلة.
تتمثل المنطقة السوداء في عملية صب الرغوة المفقودة في استبدال نماذج الرغوة البيضاء بالحديد المنصهر وتشكيل الصب، وهناك ثلاث خطوات: التشكيل بالاهتزاز، واستبدال الصب، ومعالجة الرمل.
تتضمن عملية التشكيل بالاهتزاز أربع خطوات: تغذية الرمل السفلي، ووضع مجموعات النماذج، وتغذية الرمل والتشكيل، وتغطية الفيلم، وتغذية الرمل السطحي.
تُستكمل عملية التشكيل بواسطة منصة اهتزازية وآلة تغذية رملية بالرش.
تتحرك صناديق الرمل إلى موضعها أسفل قادوس تخزين الرمل؛ يقوم جهاز رش الرمل بإضافة الرمل إلى قاع صندوق الرمل. بعد إضافة الرمل، يتم وضع مجموعة النماذج في صندوق الرمل، ثم يتحرك جهاز رش الرمل مرة أخرى لإضافة الرمل إلى موضع البوابة المسطحة. خلال عملية ملء الرمل بأكملها، تستمر طاولة الاهتزاز في الاهتزاز لضمان التشكيل، ويتم ملء الرمل إلى الجزء المجوف حول مجموعة نماذج الرغوة. بعد اكتمال الاهتزاز، تنخفض طاولة الاهتزاز لإعادة توجيه مسار صندوق الرمل. ثم يتم دفع صندوق الرمل بعيدًا بواسطة دافع هيدروليكي لإفساح المجال لتشكيل صندوق الرمل التالي. تصل صناديق الرمل إلى السطح، ومحطة تغذية الرمل الخاصة بجهاز الرش، واحدة تلو الأخرى لتغطية الأغشية البلاستيكية وإنهاء التشكيل.
يُستخدم غشاء بلاستيكي لإحكام إغلاق الجزء العلوي من صندوق الرمل، وأثناء عملية الصب، يتم توصيل نظام الضغط السلبي تلقائيًا بصندوق الرمل، مما يخلق بيئة فراغ نسبية في صندوق الرمل.
ترتبط جزيئات الرمل ببعضها البعض عن طريق فرق الضغط بين الغلاف الجوي والقالب الداخلي، مما يضمن عدم انكسار عملية الصب أو تشتتها.
يؤدي نظام الضغط السلبي إلى تأثير ضغط ثانٍ على رمل التشكيل، مما يحسن قوة الاحتكاك الساكن بين جزيئات الرمل، ويخلق مجال ضغط سلبي مستقر في صندوق الرمل، ويجبر الرمل الجاف على التصلب تحت تأثير الضغط الجوي.
عند الصب، يمتص الغاز الناتج عن عملية التغويز في نموذج EPS، مما يمنع حدوث ثقوب في المسبوكات، ويزيد من سرعة تدفق المعدن السائل، كما أنه يسرع عملية التدفق، وبالتالي يحسن معدل جودة المسبوكات.
بعد عملية التشكيل، تُنقل صناديق الرمل إلى قسم الصب واحداً تلو الآخر. هذا القسم مُجهز بآلة وصلات تلامسية أوتوماتيكية تعمل بالضغط السلبي. أثناء الصب، يتبخر نموذج EPS بفعل حرارة المعدن السائل. يدخل الغاز المتبخر إلى نظام الضغط السلبي عبر رمل الطلاء والتشكيل. يشغل المعدن السائل باستمرار موضع نموذج EPS، وتحدث عملية استبدال المعدن السائل بنموذج EPS. في النهاية، تتشكل المسبوكات المطلوبة.
بعد الصب، يجب تبريد المسبوكات لفترة معينة في صندوق الرمل، ثم يتم قلبها خارج الصندوق، وتستخدم آلة قلب أوتوماتيكية لفصل المسبوكات عن رمل القوالب.
يُرسل رمل القوالب إلى نظام معالجة الرمل، بينما تُرسل المسبوكات إلى آلة السفع الرملي لإزالة الطلاء السطحي. يمكن إعادة استخدام رمل القوالب بعد المعالجة، مما يقلل من تكلفة الإنتاج. هذه إحدى مزايا عملية الرغوة المفقودة.
يُعد نظام معالجة الرمل عملية إنتاجية بالغة الأهمية في تقنية التشكيل بالصب السائل. بعد قلب الصندوق، يتم تبريد رمل التشكيل مبدئيًا بواسطة التبريد المائي وآلة هز الرمل. ثم يُفصل عن مخلفات الصب والشوائب الأخرى بواسطة ناقل غربلة. ناقل الغربلة مُجهز بنظام تبريد هوائي، مما يُخفض درجة حرارة الرمل بسرعة وكفاءة. تُزال المخلفات بواسطة آلة رفع الخبث أثناء عملية التشكيل. يُرفع الرمل بواسطة مصعد إلى آلة التبريد الأفقية للتبريد الرئيسي، ثم يُرسل بواسطة مصعد إلى منظم درجة الحرارة لمزيد من التبريد. بعد كل هذه العمليات، يُنقل الرمل إلى قادوس التخزين لاستكمال الإنتاج.