Vidite kako se 'održivo livenje' često baca naokolo ovih dana, često se stavlja na marketinške materijale za procese koji, iskreno, nisu mnogo zeleniji nego prije trideset godina. Kada je u pitanju kalupovanje za dijelove od lijevanog željeza, odgovor nije jednostavno da ili ne. To je 'pa, zavisi od toga s čime ga upoređujete i kako vodite radnju.' S moje tačke gledišta, pošto sam godinama proveo oko ovih linija, pitanje održivosti zavisi od grube, praktične ravnoteže između efikasnosti materijala, upotrebe energije i onoga što se događa sa svim tim pijeskom nakon što istresite odljevak.
Shell proces: gdje su stvarni dobici (i bolovi).
Osnovna ideja oblikovanja školjke je elegantna: tanka, stvrdnuta školjka od pijeska i smole formira šupljinu kalupa umjesto masivnog, gustog pješčanog bloka. Odmah koristite manje pijeska - mnogo manje. Za tipično kućište ventila od sivog gvožđa koje koristimo, kalup za školjku može biti težak 15 kg, dok bi uporedivi kalup od zelenog peska mogao da gura 200 kg. To je direktno smanjenje materijala koje se osjeća značajno na podu. Ne krećete toliku masu, ne vraćate toliko, a teoretski, odlažete manje otpada.
Ali evo prve cake: smola. To je fenolni termoset. Da biste očvrslili tu ljusku, pečete je na oko 300°C. To je energetski unos koji zeleni pijesak nema, jer se koristi „hladno“. Dakle, zamijenili ste rukovanje rasutim pijeskom za ciljanu toplinsku energiju. Je li to neto pobjeda? Na našim mjeračima energije, za dijelove velike zapremine, ponovljive kao što su razdjelnici ili kućišta pumpe, konzistentnost i brzina oblikovanja školjke često dovode do manjeg ukupnog vremena peći po dobrom livenju. Manje odbijanja znači da ne pretopite dobro gvožđe, koje je ogroman, često zanemaren ponor energije.
Sam pijesak postaje problematično dijete. Zeleni pijesak se može reciklirati u kući gotovo beskonačno s vodom i bentonitom. Pesak od školjki je premazan tom istrošenom, očvrslom smolom. Ne možete ga tek tako vratiti u mikser. Pokušali smo ga poslati procesorima trećih strana na termičku obradu, gdje oni spaljuju smolu. Radi, ali sada imate emisije iz transporta i još jedan račun za energiju. Neke trgovine miješaju postotak regeneriranog pijeska od školjke natrag u nove mješavine pijeska za jezgre ili nekritične kalupe, ali to je balansiranje - previše i vaša površina pati, što dovodi do - pogađate - više otpada.
Inherentna ivica livenog gvožđa i praktičan slučaj
Ovo se zanemaruje: počevši od liveno gvožđe budući da je vaš osnovni materijal početak održivosti. Njegova tačka topljenja je niža od čelika, tako da je početna energija da se dobije tečnost manja. Što je još važnije, omča za gvožđe je robusna. Naše vlastite povrate – kapije, uspone, odbijeni odljevci – vraćaju se odmah u punjenje, često čineći 50-60% taline. To je zatvorena petlja unutar zidova biljke. Dugotrajnost dobro livenog gvozdenog dela takođe igra ulogu. Gvozdeni nosač za teške mašine može nadživeti samu mašinu. Izdržljivost je osnovna metrika održivosti koja ne ulazi uvijek u proračunske tabele za izračunavanje ugljenika.
Sjećam se projekta za dobavljača hidrauličnih komponenti. Raspravljali su između livenog nodularnog gvožđa i zavarenog čelika. Brojke smo izračunali ne samo na osnovu jedinične cijene, već i na osnovu procijenjenog životnog ciklusa. Jednodijelni odljevak eliminirao je energiju zavarivanja, točke inspekcije i potencijalne kvarove šavova. Sposobnost procesa ljuske u obliku gotovo mreže značila je minimalnu zalihu za obradu. Išli su sa kastingom. Pet godina kasnije, njihova stopa kvarova na terenu za taj dio je blizu nule. To je održivo u najstvarnijem smislu: nije se vratilo, nije pokvarilo, nije mu bila potrebna zamjena. To je argument koji iznosite u radnji, a ne u brošuri.
Radimo sa partnerom, Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY), na nekim složenim projektima legure. Oni su u livenju i mašinskoj obradi više od tri decenije, a njihov prikaz odražava ovaj praktični pogled. Za njihov rad na kalupu liveno gvožđe i komponente od nehrđajućeg čelika, fokus je na preciznosti kako bi se smanjio otpad od strojne obrade. Savršeno oblikovana šupljina školjke znači da ne koristite CNC mlin za uklanjanje viška materijala sat vremena, samo da biste postigli toleranciju. Ta ušteda energije nizvodno, iz perspektive njihovog odjeljenja za obradu, kritičan je dio ukupnih troškova okoliša za koji sama ljevaonica često nema zasluge.
Gruba stvarnost i neuspjeli eksperimenti
Nije sve čista dobit. Miris u ležištu za kalupljenje školjki je jasan - taj miris fenolne smole. Sistemi za ventilaciju i klimatizaciju moraju biti vrhunski, što je još jedna potrošnja energije. Eksperimentirali smo sa "zelenijim" vezivom smole na biološkoj bazi prije nekoliko godina. Marketing je bio odličan. Na liniji, čvrstoća školjke je bila nedosljedna, posebno po vlažnom vremenu. Dobili smo veću stopu pukotina od kalupa tokom rukovanja, što je dovelo do skoka u otpadu zbog prodiranja metala. Odustali smo od suđenja nakon dva mjeseca i pojeli cijenu. Održivost koja ugrožava prinos nije starter na konkurentnom tržištu; izlaziš iz posla. Lekcija je bila da alternativna hemija prvo mora da odgovara mehaničkim performansama.
Druga realnost je cijena uzorka. Za oblikovanje školjke potrebni su vam metalni uzorci, obično željezo ili aluminij, obrađeni po visokim standardima. Oni su skupi. Ako radite male količine, velike mješavine, ekološki trošak proizvodnje tog uzorka možda nikada neće biti amortizovan za malu seriju odljevaka. Proces postaje istinski 'održiv' u holističkom pogledu samo kada pokrećete velike količine ili vrlo duge proizvodne cikluse po istom obrascu. U suprotnom, bolje vam je fleksibilniji proces, čak i ako je manje efikasan po komadu.
Dakle, da li je održivo? Presuda Shop Floor
Nakon svega ovoga, moje mišljenje je sljedeće: oblikovanje školjke za dijelovi od livenog gvožđa može biti održiviji put u usporedbi s mnogim drugim metodama livenja, ako je – a to je veliko ako – vaš rad optimiziran za to. Ako sipate velike količine sličnih delova, efikasno upravljate svojim sakupljanjem peska (čak i ako je van lokacije) i koristite tačnost dimenzija za smanjenje otpada od mašinske obrade, onda da, na dobrom ste putu. Efikasnost materijala u fazi oblikovanja je stvarna i značajna.
Ali ako ste mala radnja koja pokreće granate za kratke staze, bavi se lošim upravljanjem pijeskom i bori se sa stopama otpada, svaka prednost za okoliš brzo nestaje. Održivost nije u nazivu procesa; zavisi od toga kako ga vodite. To je u punjenju taline punom unutrašnjih povrata, u dobro održavanim uzorcima koji traju decenijama, i u inženjeru dizajna koji radi s vama kako bi dio bio lijevan, a ne samo obradiv.
Na kraju krajeva, za nas je to alat. Kalup za školjke je fantastičan alat za određene poslove, a kada se pravilno koristi, čini manje štete za isti učinak. To je otprilike najiskrenija definicija industrijske održivosti koju ćete dobiti od nekoga s prašinom smole na čizmama. To nije revolucija; to je pažljiva, ponekad neuredna, evolucija prakse. I to je pravi posao.
