Меню Рубрики

Установки для литья в вакуум

Плюсы и минусы вакуумной литейной установки

С первого взгляда работа литейщика в зуботехнической лаборатории кажется чисто механической: приклеил, замешал, залил, поставил, нажал кнопку и отпесочил. На самом деле каждый этап довольно сложен и зависит не только от мастерства специалиста, но и удобства оборудования.

В целом вакуумные установки считаются современнее центробежных, однако наряду с преимуществами есть и недостатки. Рассмотрим их подробнее, чтобы понять, подойдет ли вам вакуумное литье.

Чем хороша вакуумная установка

Компактность. Для нее не понадобится отдельное помещение: если для центробежной установки требуется не менее 7 кв. м, то вакуумная отлично поместится в 4-5 кв. м.

Качество отливки. Вакуумное литье точнее и чище центробежного за счет меньшего механического воздействия при розливе сплава. Также в этом случае газовая пористость намного ниже.

Экономия металла. Заполнение расплавом литейной полости опоки обеспечивает экономию материала до 30% в отличие от использования центробежных сил.

Продуктивность. Высокая эффективность при минимуме ручных манипуляций. Минимальное время подготовительных операций и непосредственно литья позволяют выпускать изделия в короткие сроки.

Безопасность. Конструкция не предполагает вращающихся элементов, поэтому вероятность травмы минимальна. Иногда в центробежных установках металл может немного брызгать при расплескивании и попадать на одежду. У вакуумных моделей такая ситуация исключена.

О недостатках

Сложности в работе с нержавейкой. Нержавеющая сталь обладает низким уровнем текучести и, соответственно, худшей проливаемостью. В этом случае не поможет рост давления: понадобится сильный перегрев сплава, что приводит к значительному ухудшению качества металла.

Нельзя допускать появления трещин на поверхности опоки в момент прогрева в муфельной печи. В момент розлива в камеру литейки подается воздух, который может сквозь трещину вытолкнуть металл. Получится так называемая «система выравнивания давления»: у воздуха текучесть выше, чем у металла, он быстрее заполнит полость и не позволит металлу протечь. Поэтому при подборе паковочных масс и метода прогрева опок (шоковый или постепенный) нужно обратить внимание, чтобы в момент прокаливания опоки в печи не возникло наружных трещин. В центробежном литье такие трещины допустимы, так как даже если сквозь трещину вылетит часть металла, остальная отливка останется целой.

Цена. Вакуумная литейная установка стоит заметно дороже центробежной.

Нужен компрессор. Для создания вакуума потребуется дополнительно оборудование. Впрочем, у этих машин малое потребление воздуха и будет достаточно компрессора, который обычно есть в любой зуботехнической лаборатории.

Наше резюме

При выборе литейной установки нужно определиться, для каких целей она будет использоваться:

  • вид работ;
  • объем;
  • сколько техников работают в лаборатории;
  • площадь помещения.

Например, если у вас небольшая лаборатория с несколькими техниками и небольшим объемом заказов – логичнее рассмотреть вакуумную литейную установку. А удобнее всего иметь обе. Тогда и вопрос с трещинами в опоке будет снят: если пошла трещина, можно поставить опоку в центробежную литейку, если нет – в вакуумную.

источник

Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон

Для тех, кто не смог посетить Top 3D Expo, рассказываем о мелкосерийном производстве пластиковых деталей методом вакуумного литья в силикон, мастер-класс по которому был организован на конференции с помощью наших друзей из «Фолипласт».

Видео

Схема мелкосерийного производства из пластмассы

Сначала производится 3D-сканирование необходимой детали, далее — создается 3D-модель и, с помощью одного из методов 3D-печати, изготавливается прототип/мастер-модель, на основании которой уже можно получить, с помощью вакуумно-литьевых систем и силиконовой оснастки, партию готовых полиуретановых деталей.

Читайте также:  Установка кэша без флешки

Назначение технологии вакуумного литья

На текущий момент серийность всех изделий по России снижается и находится в области мелких/средних серий. Таким образом, технология вакуумного литья стала востребована для производства таких серий.

Преимущества вакуумного литья

Главное преимущество — очень короткие сроки изготовления, после создания 3D-модели, и использование материалов с различными свойствами, в том числе и двухкомпонентных полиуретанов, которые имитируют основные пластмассы и резину. При этом изделия не имеют внешних отличий и полностью соответствуют изделиям изготовленным на традиционном термопластавтомате (ТПА) из классичего материала, и подойдут для отработки технологии. Фактура поверхности зависит от технологии 3D-печати прототипа. Соответственно, если вы хотите получить качество как после ТПА, то необходима доводка прототипа. В большинстве случаев это ручной труд и для его сокращения мы используем технологию стереолитографии в 3D-печати прототипов.

Мы сосредоточились на двух производителях вакуумных литьевых систем — это немецкая компания KLM и китайская компания WINGS TECHNOLOGY. В таблице выделены зеленым цветом самые основные/важные параметры, на которые следует обратить внимание при подборе оборудования.

Вакуумные литьевые системы KLM, Германия

Вакуумные литьевые системы WINGS TECHNOLOGY, Китай

При изготовлении силиконовых форм и литье в них используется вспомогательное оборудование — термошкаф (нагревание материалов до 40 градусов перед заливкой, полимеризация при 60/70/80 градусах), вакуумный миксер (для изготовления силиконовой оснастки — одновременное вакуумирование и перемешивание силикона, удаление пузырьков воздуха из силикона), дозатор силикона (автоматическая дозировка и подача силикона).

Используются полиуретаны и силиконы для литья. На рынке достаточно большое количество компаний предлагающих материалы, основные производители представлены ниже.

Вакуумно-литьевая машина изнутри

Машина состоит из следующих основных элементов:

Вакуумный шкаф. Конструкция из нержавеющей стали, выкачивает воздух из рабочей камеры.

2. Литьевая система, состоящая из двух чашек, А и Б, каждая для своего компонента, а также системы подачи и смешивания.

Устройство литьевой системы:

Технология вакуумного литья состоит из следующих основных этапов:

1. Мастер-модель, подготовка:

5. Заливка мастер-модели силиконом

7. Разрезание формы, извлечение мастер-модели

Необходимо использовать вакуумирование для извлечения влаги из компонентов, иначе полиуретан может начать кипеть. Используются практически безусадочные компоненты мы можем получить 14 квалитет точности на изделиях. Пока ни один из видов 3D-печати не может предложить такое качество изделий из пластмассы, как вакуумное литье при мелком или серийном выпуске. Начиная от 3-5 изделий, экономически более выгодно использовать вакуумное литье вместо 3D-печати.

Демонстрируем изготовление изделия на компактной машине HVC-M.

В термопечи разогреваем силиконовую форму.

Обрабатываем силиконовую форму разделительным составом (силиконовый спрей).

Закладываем в форму металлические стержни, для формирования достаточно точных отверстий на изделии.

Собираем и закрепляем форму металлическими скобами с помощью степлера. Стойкость формы — порядка 25 циклов, можно увеличить количество циклов до 50-70, если не так важна геометрическая точность размеров изделий.

Наносим скотч, для предотвращения вытекания излишков полиуретана из формы через линию разъема.

Подготавливаем требуемое количество необходимых компонентов (масса заливки составляет 120 грамм — для этого необходимо 40 грамм компонента А и 80 грамм компонента Б.

Читайте также:  Установка и подключение хаба и

Закладываем чашку с компонентом А в камеру и монтируем смесительную лопатку.

Готовим компонент Б и закладываем чашку с компонентом в камеру.

Закрываем камеру и включаем вакуум (вакуумирование продолжается около 10 минут).

Процесс подготовки завершен. Производим смешивание компонентов и засекаем 2,5 минуты.

Смесь готова к заливке в форму. Переворачиваем чашу с компонентом Б вниз с помощью поворота тумблера и компоненты через воронку поступают в форму.

Выключаем вакуум и наблюдаем как воздух выходит из формы, компоненты заполняют ее.

Нагнетаем воздух в камеру.

Открываем вакуумный шкаф и размещаем форму в термошкафу для последующей полимеризации, которая занимает около 30 минут для данного материала.

Наша отливка готова. В идеале, ее необходимо обдуть холодным воздухом, так как она еще эластична.

Мы получили функциональное готовое изделие с необходимой фактурой поверхности, необходимого нам цвета, необходимыми физико-механическими свойствами, у которой осталось удалить облой и элементы литниковой системы.

Различия между классическим и автоматизированным вакуумным литьем

Классическая схема вакуумного литья

Автоматизированная схема вакуумного литья

На текущий момент широко используется автоматизированная схема вакуумного литья. Дозировка, подача, подготовка, вакуумирование смеси и заливка в форму происходят в автоматическом режиме, в одном узле. Такая схема позволяет в разы сократить цикл заливки, то есть — 4 минуты в автоматическом варианте, против 12 минут в классическом. Весь процесс сокращается, примерно, в 1,6 раза.

Автоматизированные литьевые машины:

Полностью автоматизированная линия вакуумного литья. В России пока таких линий нет, но можно заказать:

Схема автоматической линии вакуумного литья:

Вакуумное литье пластика в силикон — оптимальный способ производства малых и средних партий изделий, твердо занимающий свои позиции между 3D-печатным прототипированием и фабричным серийным производством и обеспечивающий разумную стоимость изделий при сохранении высокого качества.

Заказать штучное и малосерийное вакуумное литье пластика в силикон, а также приобрести оборудование и материалы для него можно в Top 3D Shop — подберем оптимальный вариант под любые задачи.

источник

§ 41. Особые виды литья под давлением. Вакуумирование пресс-формы и камеры прессования.

Преимущества литья под давлением в вакууме.

Вакуумирование пресс-формы и камеры прессования. Наряду с преимуществами метод литья под давлением имеет существенный недостаток: воздух, имеющийся в полости пресс-формы, вследствие быстрого заполнения ее расплавом не успевает полностью удалиться и остается в отливке, образуя раковины и поры. Наличие воздушных раковин исключает возможность термической обработки, так как при нагреве воздух расширяется и происходит вспучивание отливок.

Все это в значительной степени ограничивает область применения деталей, полученных литьем под давлением, и поэтому они не всегда могут быть применены в ответственных узлах.

Указанный недостаток метода литья под давлением можно устранить, если заранее перед запрессовкой расплава в пресс-форму удалить из ее полости воздух и газ, используя вакуум.

Рис. 76. Рентгеновские снимки отливок, полученные обычным литьем под давлением

Рис. 77. Рентгеновские снимки отливок, полученные литьем под давлением с применением вакуума

Литье под давлением в вакууме является наиболее прогрессивным. Его преимущества заключаются в следующем:

детали имеют плотную структуру (рис. 76 и 77) и повышенные механические свойства, особенно прочность и относительное удлинение;

Читайте также:  Установка газа на волгу инжектор

6 Деталях отсутствуют воздушные раковины и пористость, что позволяет производить их термическую обработку и, следовательно, значительно расширить номенклатуру литья под давлением;

увеличение плотности отливок и улучшение качества их поверхности позволяет снизить трудоемкость полирования отливок, подвергаемых гальваническому покрытию;

можно отливать крупные детали при более низком удельном давлении прессования примерно на 10—15%;

можно получать отливки с более тонкими стенками (на 25%) повышенной прочности, экономя тем самым цветной металл;

можно отливать ответственные крупногабаритные детали, что дает большой эффект.

Системы вакуума, применяемые в литье под давлением, самые различные. Все они могут быть разделены по следующим признакам: месту удаления воздуха (из плоскости разъема формы, из кожуха, окружающего форму, и т. д.); типу машин (с холодной или горячей камерами, горизонтальные или вертикальные); степени автоматизации (автоматические, полуавтоматические, с ручным включением); системе применения вакуума с засасыванием расплава из тигля в камеру прессования.

Сущность процесса литья под давлением с применением вакуума в полости пресс-формы на машинах с вертикальной камерой прессования заключается в следующем (рис. 78, а). По плоскости разъема на пресс-форму 1 надевают кожух 2 с резиновой прокладкой. Во избежание подсоса воздуха через толкатели в прижимной плите устанавливают сальники из красной меди или термостойкой резины.

Рис. 78. Вакуумные устройства для машин с вертикальной (а) и горизонтальной (б) камерой прессования

Разрежение в полости пресс-формы создается при помощи вакуумной установки 6, смонтированной около машины. Воздух из полости пресс-формы удаляется через вентиляционные каналы в плите 3, сделанные на плоскости разъема. Однако такой отсос не дает значительного эффекта, так как глубина вентиляционных каналов незначительна (0,1—0,2 мм). Для удаления воздуха из полости пресс-формы требуется значительное время.

Для быстрого удаления воздуха из полости пресс-формы разработан специальный узел прессования, при применении которого воздух из полости пресс-формы удаляется через литник, далее через специальные каналы, выполненные в пятке 4, и через трубопровод 5 из камеры прессования в вакуум-аккумулятор.

Порядок работы такого устройства на машинах с вертикальной камерой прессования состоит в следующем: после закрытия пресс-формы в камеру прессования заливается расплав с одновременным подключением вакуумного резервуара. Через 1—2 с расплав запрессовывается из камеры прессования в пресс-форму.

Для машины с горизонтальной камерой прессования разработано другое вакуумное устройство (рис. 78, б). Удаление воздуха из полости пресс-формы производится через литниковую систему. Основными элементами этого устройства является специальная герметичная камера 1, в которую помещается пресс-форма, а также

Камера прессования 2, на коническую поверхность которой навертывается муфта 3.

После заливки расплава в камеру прессования муфта поворачивается, перекрывая заливочное отверстие. Затем открывается вакуумный вентиль, и воздух быстро удаляется из вакуумной камеры и камеры прессования.

Вакуум в полости пресс-формы создается примерно в течение 1 с, после чего производится запрессовка расплава в пресс-форму.

Недостатками вакуумного метода литья под давлением являются значительная стоимость вакуумного оборудования, увеличение потребной площади, сокращение проводительности труда, так как на каждый цикл работы затрачивается больше времени. Этим методом отливают детали, от которых требуется очень хорошая поверхность под хромирование или под покрытие эмалью, или когда деталь должна иметь особые механические свойства (прочность или герметичность).

источник