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Procesos de fundición de moldes prescindibles

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Procesos de fabricación-Casting y Unirse Prof. Sounak Kumar Choudhury Departamento de Ingeniería Mecánica Instituto Indio de Tecnología Kanpur Conferencia-10 Procesos de fundición de moldes prescindibles Hola y bienvenidos de nuevo al curso de Procesos de Fabricación-Casting y Unirse. Permítanme recordarles que en la sección de fundición, hemos discutido muchas cosas. Les he mostrado algunos clips de vídeo de varios tipos de prácticas de fundición, cómo se hace el molde, cómo se vierte el metal fundido y así sucesivamente.
Luego, discutimos algunos problemas de diseño, a saber, cómo diseñar adecuadamente una tarjeta de expansión, cómo diseñar correctamente un sistema de activación y por qué es importante. Entonces, discutimos la teoría detrás del tiempo total de solidificación, cómo determinarlo según la regla de Chvorinov.
Hemos visto que el tiempo total de solidificación es directamente proporcional a la constante del molde; algún Cm que hemos tomado si lo recuerdas. Y, eso multiplicado por la relación del volumen, V y la zona, Un cuadrado. Ahora, eso significa, que hay dos factores que en su mayoría deciden el tiempo total de solidificación.
La constante de molde en realidad permanece constante para un metal en particular, y para un molde particular. Hay tres factores en los que la constante del molde dependerá; entonces tenemos la V A de la sección de la sección de la sección de la sección de la sección del volumen a la superficie. Por lo tanto, la regla de este Chvorinov le da un mensaje muy importante acerca de cómo el elevador debe ser solidificado.
Ahora, cómo puede manipular el diseño de la tarjeta de expansión para que se pueda solidificar más tarde que la solidificación que tiene lugar en la cavidad del molde. Esto es, una vez más, porque tenemos que depender del material fundido que queda en la tarjeta de expansión para alimentar las cavidades de contracción en la fundición. (Consulte el tiempo de la diapositiva: 02:43)
Estos son los puntos importantes que hemos discutido; entonces, dijimos que hay propiedades y características deseables del molde, si vemos la diapositiva. Hemos dicho que hay cinco propiedades: la permeabilidad de la fuerza, la estabilidad térmica, la contrabilidad y la reutilización.
Todas estas cinco propiedades y las características deben ser adheridas para que se haga un molde adecuado. Una vez que el molde es propio, entiendes que en esto la calidad del casting dependerá en gran medida.
(Hora de la diapositiva: 03 :19) Ahora, hay otros procesos de fundición de moldes prescindibles; estos son los otros cinco diferentes procesos de fundición de moldes prescindibles, a saber, el moldeado de la concha, el moldeado por vacío, el proceso de poliestireno expandido, la fundición de la inversión, y el molde de yeso y la fundición de molde de cerámica.
El moldeado de la concha, he dicho algo sobre el moldeo de la concha en mis conferencias anteriores, que aquí se forma una concha y la voy a mostrar a usted en este momento, cómo se realiza el proceso de moldeo de la concha; eso significa, la cavidad del molde se hace dentro de una cáscara y el metal fundido se vierte dentro de la cáscara. Esa cáscara se rompe después de que el metal fundido se haya solidificado en su interior para obtener la fundición final.
La concha es lo suficientemente fuerte como para resistir la fuerza que es exhortada por el metal fundido. También, puede resistir la alta temperatura, del metal fundido y no se destruye. Por lo tanto, el material de la cáscara debe elegirse apropiadamente.
Ahora, la moldura del vacío; dentro del molde, hay un vacío creado de modo que las formas intrincadas pueden ser moldeadas correctamente, pueden ser castradas adecuadamente para que a todas las esquinas intrincadas el metal fundido pueda alcanzar. Ese es el propósito de tener el vacío, para que pueda succionar el metal fundido.
A continuación, el proceso de poliestireno expandido. En el proceso de poliestireno expandido, el poliéster se toma como el material del molde. Les contaré en más detalles sobre el casting de inversión a medida que vayamos.
A continuación se encuentra el molde de yeso y la fundición de molde de cerámica que significa que, cuando el material del molde está hecho de yeso de París o material de cerámica. Es como en el caso del moldeado de la concha, tenemos un material refractario especial para la concha. Aquí también tenemos el material, que es el yeso de París o el material de cerámica para hacer el molde y, en el interior que el metal fundido se puede verter. (Consulte el tiempo de la diapositiva: 06:02) Así que, vamos a ver qué es el moldeo de la cáscara y cómo se realiza el proceso de moldeo de la cáscara. Es un proceso interesante, si ves que hay seis pasos que se muestran aquí. En el primer paso, hay una caja; dentro de la caja, la arena con el aglutinante de resina se mantiene seca.
Como una cubierta de esta caja, en la parte superior de la caja hay un patrón que es la placa de coincidencia o el patrón de arrastre y arrastre de metal, este patrón se calienta y se mantiene en la parte superior; y, se fija firmemente en la parte superior de la caja. Luego, la caja completa junto con esa placa de coincidencia o el patrón de metal de arrastre y arrastre se invierte.
La caja está invertida para que la arena pueda caer realmente sobre esta superficie del patrón y se pueda fundir y formar una cáscara, formar una capa porque, esta es la arena junto con la resina, por lo que, a esa alta temperatura a la que se calienta el patrón, se derretir la resina y se ligará las partículas de arena. Entonces formará una especie de concha encima de esto.
Ahora, de nuevo la caja se vuelve a colocar, se vuelve a girar y se vuelve a colocar así como era antes para que las partículas sueltas no curadas se bajen. Por lo tanto, sólo una cierta capa de arena contigua a este patrón, creará una capa en la parte superior de este patrón de placa de coincidencia.
El resto de la misma, que no ha sido participada, digamos a esta capa, en realidad se va a caer. Por lo tanto, lo que quedará en este patrón de placa de coincidencia es un shell. Y, esa cáscara consiste en la arena y la resina que se guardaba dentro de la caja. Ahora se mantiene dentro de un horno. La cubierta de arena se calienta en horno durante varios minutos para completar el curado. Este patrón de placa de coincidencia junto con la cubierta que se forma, se retira de la parte superior de la caja y el patrón de placa de coincidencia junto con la cubierta se mantiene dentro del horno para su posterior curado. Se mantiene dentro del horno durante unos 5 a 10 minutos normalmente.
Ese tiempo depende, por supuesto, del tipo de shell que está creando. Ahora, el molde de la concha se despoja del patrón; este es el patrón de la placa de coincidencia y aquí la cáscara se ha formado y curado. Cuando se enfría, entonces se puede separar, se quita, dos mitades están ahora conectadas junto con la pinza. Y, en realidad forma una cavidad, cuando se unen.
Por lo tanto, las dos mitades del molde de concha se ensamblan. Y, la porción restante está soportada por la arena o el disparo de metal; eso significa, pequeñas bolas de metal o la arena. Este hueco está lleno por la arena o el disparo de metal, este será el apoyo a la cáscara y luego este es el molde completo que se ha hecho.
Luego, el metal fundido se vierte dentro de esta cavidad, y se mantiene para la solidificación para algunas veces como en el caso del molde de arena. Después de verter el metal fundido, el metal tiene que ser solidificado. Por lo tanto, transcurre cierto tiempo para la solidificación del metal fundido y, a continuación, se enfría; se mantiene durante algún tiempo para refrescarse. Luego se separa el molde y se saca el casting final.
La fundición terminada con esprue se retira tal como se muestra en el paso 7, lo que significa que este esprue que permanecerá unido al fundición final tiene que ser esquilado para segregar del producto final. Por lo tanto, el producto final será como se muestra aquí.
Una vez más, este proceso es bastante sencillo. Como, tenemos un patrón de placa de coincidencia; en el patrón de placa de coincidencia, estamos haciendo un shell. Y, esa cáscara se hace por medio de espolvorear la arena y la resina, que se mantiene inicialmente en la parte inferior de una caja. Si el patrón de la placa de coincidencia se calienta y cuando la caja se gira alrededor, invertida entonces esta arena con la resina cubrirá el patrón de la placa de coincidencia y la cáscara se formará, porque el patrón se calienta.
Entonces, se invierte de nuevo en la posición inicial, se saca la cáscara después de que se hornee, se cure.
Y, estas dos mitades se unen, apoyadas por la arena o las bolas de metal, disparos de metal. Entonces la cavidad está preparada. En esta cavidad se vierte el metal fundido. Dado algún tiempo para la solidificación del metal fundido y la cáscara se rompe o segrega y luego se saca el producto final o la fundición final.
Este es el proceso completo que es simple y eficaz. Por supuesto, aquí la tasa de producción no es muy alta y que ya dijimos que es válida para casi todos los moldes prescindibles. Cuando el casting se hace utilizando los moldes prescindibles, la tasa de producción no es muy alta; esto hay que tener en cuenta debido a la preparación del molde cada vez que haces el casting.
(Consulte el tiempo de la diapositiva: 13:34) Ahora, estos son los diferentes tipos de patrones de molde de shell. Estas son las dos mitades de un patrón de molde de concha. Y, así es como se hace el casting final. Esta es la cavidad del molde que usted está haciendo; dos conchas antes de la sujeción, la fundición final con la cuenca de vertido unida, esta es la cuenca de vertido que tiene que ser segregado junto con el corredor y el elevador.
Este es el elevador que tiene que ser segregado; el corredor, la cuenca verter, el elevador tiene que ser segregado de este vaciado y el fundicion final es hecho. Por lo tanto, cuando se saca la fundición final, puede ser necesario el mecanizado adicional, quiero decir después de la fundición. Por lo tanto, para obtener las dimensiones finales y la precisión, el proceso de mecanizado tiene que ser realizado en la fundición. (Consultar Tiempo de Slide: 14:40) Ahora, las características de moldeo de la cáscara son las siguientes-que la cáscara es ligera y delgada. Por lo tanto, el espesor de la cáscara es de 5 a 10 milímetros. Como se puede ver que con el material siendo arena y la arcilla y con 5 milímetros a 10 milímetros de espesor, la cáscara en sí será muy ligera.
La conductividad térmica es diferente de la arena, porque se ha mezclado con la resina y se hornean más; por lo tanto, la conductividad térmica será diferente, la conductividad térmica será más que la arena misma. Las ventajas son: que las formas complejas se pueden producir con menos mano de obra, que en el caso del molde de arena. La precisión dimensional y la precisión dimensional pueden llegar a 0,01 centímetros, de 0,008 a 0,01 centímetros.
Y, mejor acabado de superficie que al menos el moldeado de arena. En el moldeado de arena, porque el interior de la cavidad del molde será áspero ya que está hecho de la arena. Por lo tanto, las pequeñas marcas de partículas de arena estarán allí. En caso de moldeo por concha, en el interior de las paredes del molde de la cáscara puede ser más suave y por lo tanto, el acabado de la superficie puede ser mejor. Así que, la arena fina usada para la concha que es otra razón. Y, entonces la arena se mezcla con la resina y se cuece.
Por lo tanto, es más suave debido a la arena más fina. (Tiempo de la diapositiva: 16:33) Reducción significativa en la limpieza, mecanizado y acabado; por lo tanto, debido a que las superficies son más suaves que en el caso del moldeado de arena; por lo que, el proceso de limpieza, el proceso de mecanizado, el proceso de acabado se reduce. Las desventajas están ahí. En primer lugar, la menor permeabilidad que el molde de arena, debido a que las arenas están muy empaquetadas aquí en el caso del moldeo de la concha, que en el caso del moldeado de arena.
Por lo tanto, la permeabilidad es menor, lo que significa que los huecos entre las partículas de arena serán menos de tamaño que en el caso del moldeado de arena. Y, por lo tanto, la capacidad de permitir la evolución del gas será menor. Por lo tanto, menos gas se va a evolucionar desde el molde de la cáscara.
La descomposición del aglomerante de arena de cáscara produce un alto volumen de gas, lo que requiere un buen sistema de ventilación Por lo tanto, de todos modos la permeabilidad es menor, pero encima de eso hay cáscara de arena aglutinante, que se descompone, debido al calor muy alto del metal fundido. Por lo tanto, el gas se va a evolucionar más y por lo tanto, se requiere una buena ventilación. Los orificios de ventilación se hacen especialmente para ventilar tal gas.
Los productos pueden ser carcasas de engranajes, cabezas de cilindros, varillas de conexión, donde se requiere más precisión. Y en la medida de lo posible para que pueda ser utilizado como un producto readonado y sin ningún otro mecanizado o acabado. Por lo tanto, este tipo de carcasas, alojamiento de engranajes, cabezas de cilindros, varillas de conexión se hacen con la ayuda del moldeado de la concha. (Tiempo de la diapositiva de referencia: 18:45) Vamos a discutir ahora la fundición de la inversión; como, dije que la fundición de la inversión se llama el proceso de Wax perdido. Ahora este es uno de los procesos más antiguos, un patrón hecho de cera se recubre con un material refractario para hacer el molde, después de lo cual la cera se derrite antes de verter metal fundido.
Por lo tanto, el patrón está hecho de cera. Ese patrón se recubre con el material refractario. Por lo tanto, habrá una especie de caparazón alrededor de ese patrón de cera y luego dentro de esa cáscara, si vertemos metal fundido, entonces la cera será derretida, y será sacada.
"La inversión" proviene de una de las definiciones menos conocidas de la inversión, "invertir" normalmente decimos invertir en un negocio o algo. Por lo tanto, aquí la inversión significa cubrir completamente. Por lo tanto, el nombre vino como la fundición de la inversión, que se refiere a la capa de material refractario alrededor del patrón de cera.
Por lo tanto, está cubriendo completamente el patrón de cera. Es un proceso de fundición de precisión, capaz de castings de alta precisión y detalle intrincado. Ahora, aquí desde que se hace el patrón de cera, por lo que cualquier complejidad es posible.
Si, el casting tiene que ser muy complicado en forma y eso es posible, porque está hecho de cera, el patrón está hecho de cera. Y, segundo punto es que es muy precisión porque, shell se hace con precisión. Por lo tanto, eso lo hace más preciso. Por cierto el casting de inversión es uno de los muy pocos procesos de casting, donde se producen las castings de forma neta.
Las castings de forma neta significan que la fundición, que se saca de la fundición de la inversión y que puede ir directamente para el montaje, sin ningún proceso de mecanizado o acabado. Y, particularmente este proceso fue ampliamente utilizado para hacer adornos. Los adornos pueden ser muy complicados y para hacer esos adornos complicados este tipo de un casting de inversión puede ser muy adecuadamente utilizado. Le mostraré cómo se puede realizar este proceso.
(Consultar Tiempo de Slide: 21:37) Y, veamos esto. En primer lugar, la cera o el plástico se inyecta en la matriz; este es el troquel como se puede ver. La cera se inyecta a este dado, ese patron se mantiene en un recipiente particular y la cera liquida se inyecta en la matriz. Cuando se solidifica, esto se saca, y estos patrones son cerrados a un sentido central del esprue, que cada uno de ellos se montará alrededor de ese esprue central, y el metal fundido se vierte dentro.
Por lo tanto, a través de este y el sistema de entrada, que se conectará a cada uno de estos patrones, el metal fundido fluirá en su interior.
Por ejemplo, este ya está arreglado, este ya está arreglado, a este sprue central.
Y, este es el sistema de entrada conectado a través de la distribución central al patrón y así sucesivamente. Por lo tanto, podría haber pocos de ellos al mismo tiempo. Puede ver que este patrón está listo. Ahora, este es el sprue central, este es el sistema de compuerta. Y, alrededor del área central, hay pocos de esos patrones montados. Ahora un matraz de metal, este es el matraz de metal, este matraz metálico se coloca alrededor del grupo de patrones. Y, el matraz se rellena con la suspensión del molde de inversión. Una vez que este matraz cubra todo el grupo de patrones, entonces se vertarán los purines de molde de inversión superior.
Con eso queremos decir que habrá arena junto con la resina y se mezclará con el agua para hacer una especie de purín, para hacer una especie de pasta, más como semi sólido, semi líquido tipo de pasta. Por lo tanto, se vierte dentro del matraz para que todo el racimo esté cubierto por ese purín, pero eso aún no está caliente.
Por lo tanto, sólo hará una capa en la parte superior de la misma; luego, después de que el material de molde se ha establecido y secado, los patrones se derriten fuera del molde. Después se calentará, después de esto se secará, la suspensión del molde de inversión cubrirá todos los patrones y se secará después de algún tiempo.
Luego se calienta para que de cada uno de estos moldes se pueda fundir la cera y se pueda sacar de la esprue central a través de esto, porque como entiendes que estos son los sistemas de compuerta. Estos están conectados a las cavidades de los moldes. Por lo tanto, la cera dentro de esta concha saldrá a través de esto.
A continuación, los moldes calientes se llenan de metal fundido por gravedad, presión, vacío o fuerza centrífuga. Por lo tanto, hay una taza de verter hecha en la esprue central y esto es pre-calentado. Por lo tanto, a este esprue central se verter el metal fundido. El metal fundido fluirá a cada una de estas cáscaras a través del sistema de compuerta y la esprue central, se llenará. Por lo tanto, el metal fundido llenará cada una de estas cavidades.
Ahora, el relleno puede ser, por supuesto, ya sea a través de la gravedad o el vacío o fuerza centrífuga rotando a una velocidad más alta y así sucesivamente. Entonces el material de molde se rompe lejos de la colada y los castings se retiran de la esprue y los apéndices de compuerta se desmolestan.
Ahora, si se rompe entonces usted conseguirá todo el material que es todo esto junto con el eje central porque, el metal se solidificará a lo largo de la extensión central también y dentro del sistema de la compuerta. Por lo tanto, todo el sistema de compuerta junto con el esprue que se va a unir a cada una de estas piezas moldeadas después de que el metal se solidifica dentro de las cavidades, dentro de las conchas. Luego se segregará el sistema de compuerta y la esprue, será tierra, y las partes están listas para el envío. Este es también un tipo de proceso simple como se puede ver, que es la forma de moldeo de la cáscara de hacer la cáscara y es muy importante y muy ampliamente utilizado el proceso.
(Consultar Tiempo de Slide: 27:47) Pero este proceso tiene ciertas ventajas y ciertas desventajas. Las ventajas son que las partes de gran complejidad y complejidad pueden ser echadas. Esto ya te lo dije, particularmente te di el ejemplo de los ornamentos, dorados o conoces los ornamentos de cobre en Egipto que hemos visto en el fondo histórico, en Mesopotamia, que ha sido excavado. Por lo tanto, se puede lanzar una gran complejidad y la complejidad.
Segunda ventaja es que se puede obtener un control dimensional cercano y un buen acabado superficial. Tras el casting de inversión, en la mayoría de los casos, es el casting de forma neta que se puede obtener. No hay más mecanizado o cualquier tipo de mecanizado o la limpieza será necesaria.
Generalmente se puede recuperar la cera para su reutilización que es otra ventaja, que se puede reutilizar.
Porque mucha cera será requerida para cada caparazón. Por lo tanto, cuando se derrite, se sacará y se volverá a utilizar después de la fusión. Y, por último, el mecanizado adicional no se requiere normalmente, esto ya se dice, se trata de un proceso de forma neta. Por lo que, estas son las cuatro ventajas, ventajas muy importantes que tendrá el casting de inversión. Sin embargo, el casting de inversión también tiene ciertas desventajas. Si ve aquí muchos pasos de proceso son necesarios, los pasos de proceso están aquí 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.
Por lo tanto, primero está haciendo los patrones, poniendo la cera, luego haciendo la cáscara, sacando la cera, luego vertiendo el metal fundido y así sucesivamente.
Por lo tanto, hay muchos pasos involucrados. Por lo tanto, el tiempo de proceso es muy alto. Y, la segunda desventaja es que es un proceso relativamente caro porque la cera es necesaria y luego tienes que formar el árbol; por "árbol" quiero decir que este tipo de árbol que tienes que hacer con el clúster de patrones alrededor y así sucesivamente. Por lo tanto, se vuelve relativamente caro.
En mi próxima sesión, le mostraré un pequeño videoclip del casting de inversión donde se le mostrará todo el proceso.
Muchas gracias por su atención