Спин-кастинг - Spin casting
 | эта статья нужны дополнительные цитаты для проверка. (Октябрь 2008 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) |
Спин-кастинг, также известен как центробежное литье в резиновые формы (CRMC) - это метод использования инерции для изготовления отливок из резиновой формы. Обычно дискообразную форму вращают вдоль ее центральной оси с заданной скоростью. Материал для литья, обычно расплавленный металл или жидкость. термореактивный пластик, затем заливается через отверстие в центре верхней части формы. Заполненная форма продолжает вращаться по мере затвердевания металла (или термореактивного пластика).
Общее описание
Двумя определяющими характеристиками центробежного литья являются полупостоянные (одноразовые) резиновые формы и использование силы инерции. Это делает этот процесс относительно уникальным по сравнению с методами литья под давлением и одноразового литья. Эти качества позволяют операторам создавать оригинальные модели с использованием таких материалов, как Полимерная глина который легко вырезать Пластилин например, консистенция, которая при нагревании в обычной печи затвердевает достаточно, чтобы выдержать процесс вулканизации, создавая оригинальную форму, в которой модели затем отливаются для производственной формы. Эти качества также побуждают операторов использовать литейные материалы, специально разработанные для низких температур плавления и вязкости. Большинство спин-забросов выполняется с оловянный и цинковые сплавы или термореактивные пластмассы.
Силиконовые формы
В процессе центробежного литья обычно используются вулканизированные силикон или органический каучук в качестве основы для изготовления форм. Вулканизация является неотъемлемой частью процесса изготовления пресс-формы. До вулканизации каучук для форм представляет собой мягкую и податливую твердую жидкость, во многом очень похожую на Глупая замазка. Из-за того, что на этом этапе она похожа на глину, форму можно легко вырезать или придать ей форму для размещения нестандартных моделей. Вулканизация служит двум целям: создание отрицательное пространство внутри формы, а также для упрочнения резины, чтобы она оставалась прочной и жесткой во время литья.
После вулканизации, прежде чем она станет пригодной для использования, пресс-форма должна подвергнуться вентиляции и вентилированию. Это включает в себя резьбовые каналы для обеспечения надлежащего потока воздуха и материала во время процесса литья. Вентиляционное отверстие и вентиляция обычно выполняются вручную с использованием острого ножа или скальпеля и меняются во времени в зависимости от сложности формы. Конечным продуктом является отвержденная резиновая форма, которая может выдержать от сотен до более тысячи циклов литья, прежде чем потребуется замена.
Литейные материалы
Металл
Как правило, литейные материалы, используемые для конкурирующих процессов, такие как металл литье под давлением и литье под давлением похожи, но не подходят для спиннинга. Например, типичный цинковый сплав для литья под давлением, такой как Замак 3 можно использовать, но он будет слишком быстро затвердевать из расплавленного состояния при отливке с центробежной силой. Обычно это приводит к неполному заполнению формы, а также к грубой пористой поверхности, называемой апельсиновая корка. Замак 2, имеющий несколько иной состав, изначально разрабатывался как сплав, полученный методом гравитационного литья, с большей прочностью, но было обнаружено, что он хорошо работает при центробежном литье. Его дополнительное содержание меди способствует эвтектике и снижает температуру замерзания. Он стал известен как «Кирксит» и дал начало ряду специальных сплавов для центробежного литья, некоторые из которых содержат дополнительные компоненты, такие как магний, для контроля качества поверхности.
Чтобы обеспечить воспроизводимые циклы литья точных копий с высококачественной отделкой, для процесса центробежного литья требуются литейные материалы со следующими качествами по следующим причинам:
- Работа при низких температурах - Спин-литье - это низкотемпературный процесс, так как чрезмерное воздействие высоких температур приводит к разрушению резиновой формы. В зависимости от фактического состава форма может стать слишком мягкой или твердой, образуя трещины и сколы.
- Медленное затвердевание и низкая вязкость - Равномерный и неограниченный поток литейного материала существенно влияет на качество и отделку конечных изделий.
Пластик
Помимо вышеупомянутых металлических сплавов, термореактивные смолы и пластмассы хорошо подходят для центробежного литья, поскольку их можно вводить в виде жидкостей и они будут схватываться или затвердевать во время вращения формы. В общем, центробежное литье поощряет использование литейных материалов, которые являются жидкими при введении в форму и затвердевают с медленной, равномерной скоростью во время цикла центрифугирования.
Оборудование
Спин-заклинатель
Во время процесса литья готовая форма вращается вдоль своей центральной оси от 30 секунд до нескольких минут в зависимости от выбранного литейного материала. Машина для центробежного литья или центробежного литья внутри состоит из двигателя и системы зажима под давлением, которая удерживает и правильно позиционирует форму, пока она вращается с постоянной скоростью. Эти компоненты помещаются внутри корпуса машины, который защищает от высыхания расплавленного металла или жидкого пластика, который случайно выбрасывается из формы во время процесса прядения. Без надлежащей защиты окалина из горячего расплава может представлять серьезную опасность для находящихся поблизости людей.
Коммерческие центробежные литейные машины доступны двух типов: с фронтальной загрузкой и верхней загрузкой. Из-за веса и громоздкости форм для литья под давлением машины с фронтальной загрузкой имеют ряд преимуществ, касающихся простоты использования и экономии времени. Резиновые формы могут становиться довольно тяжелыми, особенно при больших диаметрах и при литье металла. Поскольку загрузка и разгрузка разливочного устройства выполняется вручную, проще и менее утомительно манипулировать пресс-формой на уровне талии одним плавным движением, как это позволяет вращающееся устройство с фронтальной загрузкой. Это важно при производственном центробежном литье, чтобы максимально увеличить количество циклов литья в час.
Машины с верхней загрузкой, как правило, дешевле и теоретически имеют меньше ограничений по максимальной толщине формы.
Вулканизатор
Вулканизация является необходимым этапом для подготовки неотвержденной силиконовой формы для центробежного литья. Под контролируемым нагревом и давлением силикон медленно застывает, образуя термостойкую, гибкую, прочную форму. Вулканизационный пресс или вулканизатор равномерно сжимает форму, подвергая ее нагреванию в течение нескольких часов. Вулканизатор состоит из пары параллельных нагреваемых плит, установленных на гидравлический пресс. Вулканизаторы меньшего размера или самодельные вулканизаторы могут сжимать форму с помощью винтов или усиленного зажима вместо гидравлического давления. Некоторые предприятия центробежного литья предпочитают отказаться от использования собственного вулканизатора и закупить формы у поставщика.
Плавильная печь
Плавильная печь нужна только при центробежном литье металла. Перед введением в форму металл необходимо расплавить. Для печи центробежного литья необходимо наличие регулятора температуры, поскольку существует оптимальный диапазон для каждого металла. Например, конкретный цинковый сплав обычно разливают при температуре от 775 до 800 ° F, тогда как на самом деле он плавится намного ниже, около 500 ° F. Если металл вводится в форму при более высокой температуре (в данном случае выше 800 ° F), он преждевременно изнашивает силикон, сокращая срок службы формы. Если металл вводится при значительно более низких температурах (ниже 775 ° F), время его затвердевания также сокращается, что приводит к неполному или низкому качеству отливки. Для центрифугирования металла требуется печь с точным контролем температуры и знание правильной температуры литья.
Подобные процессы
Спин-литье - излюбленный метод изготовления изделий из указанных материалов - низкотемпературных металлов и термореактивных пластмасс. По сравнению с двумя основными конкурирующими процессами, литьем под давлением и литьем под давлением (цинка), центробежное литье имеет значительные преимущества с точки зрения затрат на запуск и простоты использования. В некоторых случаях спиннинг также может быть альтернативой литье в песок, отливка из гипса или литье по выплавляемым моделям. Эти три метода (песок, гипс и воск по выплавляемым моделям) нельзя напрямую сравнивать, поскольку в каждом из них используется одноразовая форма.
| Спин-кастинг | Литье под давлением | Литье под давлением | |
|---|---|---|---|
| Материал пресс-формы | Вулканизированная резина | Обработанная инструментальная сталь | Обработанный алюминий, латунь или инструментальная сталь |
| Литейный материал | Цинк, олово, свинец, олово, термореактивные пластмассы, воск для узоров | Цинк, алюминий, магний | Наиболее термопласты |
| Средняя стоимость инструмента (USD) | $7,500–20,000 | $50,000–2,500,000 | $25,000–150,000 |
| Возможность вносить изменения в дизайн | Самый простой | Очень сложно | Очень сложно |
| Типичное начальное время выполнения заказа | От 4 часов до 2 дней | От 12 до 24 недель | От 12 до 24 недель |
| Допуски литья | Очень близко | Ближайший | Ближайший |
| Цена за штуку | Очень низкий | Самый низкий | Самый низкий |
| Диапазон размеров | 0,5–12 дюймов (13–305 мм) | 0,5–24 дюйма (13–610 мм) | 0,5–24 дюйма (13–610 мм) |
Значительное несоответствие в стоимости инструментов и времени выполнения заказа является результатом дорогостоящей и трудоемкой обработки, необходимой для изготовления прецизионных металлических форм (штампов), используемых для литья под давлением и литья пластмасс под давлением. Прецизионная оснастка и эластичный характер обработанной металлической матрицы позволяют получить чрезвычайно долговечную форму и незначительно улучшить допуски на литье. Термопласты и металлические сплавы для литья под давлением используются шире, чем их специализированные аналоги для центробежного литья, и, как правило, дешевле.
Приложения
Спин-литье обычно используют для изготовления следующих видов изделий:
- Игровые миниатюры и статуэтки - как из металла, так и из пластика.
- Рыболовные приманки и компоненты рыболовных снастей в том числе джиг-головки и свинцовые гири.
- Декоративные и новинки типа - пряжки для ремней, булавки, эмблемы, медальоны, трофеи, разные сувениры и т. Д.
- Промышленное производство и производство запасных частей.
- Быстрое прототипирование / быстрое производство - центробежное литье - отличный дополнительный процесс, поскольку он позволяет быстро и эффективно производить полнофункциональные копии хрупких быстрых прототипов.
Из-за низких начальных затрат и простоты использования центробежное литье доступно для частных лиц и предприятий, которые не в состоянии сделать серьезные инвестиции, необходимые для литья под давлением, литья под давлением или аналогичных процессов. К таким пользователям относятся малые предприятия и дизайнерские дома, которые обычно заключают контракты с производственными цехами, а также любители, производящие уникальные предметы для личного удовольствия. Таким образом, центробежное литье доступно для более широкого круга применений, чем конкурирующие технологии.
Смотрите также
- Центробежное литье (промышленное) - Технология литья, которая обычно используется для литья тонкостенных цилиндров в промышленных масштабах.
- Центробежное литье (серебряное дело) - Техника литья, при которой небольшая форма заливается, а затем вращается на конце руки, для меньшего масштаба
- Покрытие отжимом
- Вращающаяся печь
использованная литература
- ^ Сравнить процессы, получено 2014-09-25.