Βλέπετε το «αειφόρο casting» να πετιέται πολύ αυτές τις μέρες, που συχνά χτυπιέται σε υλικά μάρκετινγκ για διαδικασίες που, ειλικρινά, δεν είναι πολύ πιο πράσινες από ό,τι πριν από τριάντα χρόνια. Όταν πρόκειται για χύτευση κελύφους για εξαρτήματα από χυτοσίδηρο, η απάντηση δεν είναι ένα απλό ναι ή όχι. Είναι "καλά, εξαρτάται από το με τι το συγκρίνεις και πώς λειτουργείς το μαγαζί". Από εκεί που βρίσκομαι, έχοντας περάσει χρόνια γύρω από αυτές τις γραμμές, το ζήτημα της βιωσιμότητας εξαρτάται από μια σκληρή, πρακτική ισορροπία μεταξύ της αποδοτικότητας των υλικών, της χρήσης ενέργειας και του τι συμβαίνει με όλη αυτή την άμμο αφού ρίξετε το casting.
The Shell Process: Where the Real Gains (και Pains) είναι
Η βασική ιδέα της χύτευσης κελύφους είναι κομψή: ένα λεπτό, σκληρυμένο κέλυφος άμμου και ρητίνης σχηματίζει την κοιλότητα του καλουπιού αντί για ένα τεράστιο, πυκνό μπλοκ άμμου. Αμέσως, χρησιμοποιείτε λιγότερη άμμο - πολύ λιγότερη. Για ένα τυπικό γκρι σιδερένιο σώμα βαλβίδας που τρέχουμε, το καλούπι του κελύφους μπορεί να ζυγίζει 15 κιλά, ενώ ένα συγκρίσιμο καλούπι πράσινης άμμου μπορεί να πιέζει 200 κιλά. Αυτή είναι μια άμεση μείωση υλικού που φαίνεται ουσιαστική στο πάτωμα. Δεν μετακινείτε τόση μάζα, δεν ανακτάτε τόση ποσότητα και θεωρητικά, ρίχνετε λιγότερα απόβλητα.
Αλλά εδώ είναι το πρώτο αλίευμα: η ρητίνη. Είναι ένα φαινολικό θερμοσκληρυντικό. Για να σκληρύνετε αυτό το κέλυφος, το ψήνετε στους 300°C περίπου. Αυτή είναι μια εισροή ενέργειας που δεν έχει η πράσινη άμμος, καθώς χρησιμοποιείται «κρύα». Έτσι, έχετε ανταλλάξει τη χύδην επεξεργασία άμμου με στοχευμένη θερμική ενέργεια. Είναι καθαρή νίκη; Στους μετρητές ενέργειας που διαθέτουμε, για εξαρτήματα μεγάλου όγκου, επαναλαμβανόμενα, όπως πολλαπλές ή περιβλήματα αντλιών, η συνοχή και η ταχύτητα της χύτευσης του κελύφους συχνά οδηγούν σε λιγότερο συνολικό χρόνο κλιβάνου ανά καλή χύτευση. Λιγότερες απορρίψεις σημαίνουν ότι δεν λιώνετε ξανά καλό σίδηρο, ο οποίος είναι ένας τεράστιος, συχνά παραμελημένος απορρόφησης ενέργειας.
Η ίδια η άμμος γίνεται προβληματικό παιδί. Η πράσινη άμμος μπορεί να ανακυκλωθεί στο σπίτι σχεδόν ατελείωτα με νερό και μπεντονίτη. Η άμμος του κελύφους επικαλύπτεται με αυτή την εξαντλημένη, σκληρυμένη ρητίνη. Δεν μπορείτε απλώς να το ξαναρίξετε στο μίξερ. Προσπαθήσαμε να το στείλουμε σε επεξεργαστές τρίτων για θερμική ανάκτηση, όπου καίνε τη ρητίνη. Λειτουργεί, αλλά τώρα έχετε εκπομπές μεταφορών και άλλο λογαριασμό ενέργειας. Μερικά καταστήματα αναμειγνύουν ένα ποσοστό ανακυκλωμένης άμμου κελύφους σε νέα μείγματα άμμου για πυρήνες ή μη κρίσιμα καλούπια, αλλά είναι μια εξισορροπητική πράξη—πολύ και το φινίρισμα της επιφάνειάς σας υποφέρει, οδηγώντας—το μαντέψατε—περισσότερο σκραπ.
Το εγγενές άκρο του Cast Iron και μια πρακτική θήκη
Αυτό παραβλέπεται: ξεκινώντας από χυτοσίδηρος καθώς το βασικό υλικό σας είναι μια αρχή βιωσιμότητας. Το σημείο τήξης του είναι χαμηλότερο από αυτό του χάλυβα, επομένως η αρχική ενέργεια για να γίνει υγρό είναι μικρότερη. Το πιο σημαντικό είναι ότι ο βρόχος σκραπ για σίδηρο είναι στιβαρός. Οι δικές μας επιστροφές - πύλες, ανυψωτικά, απορριφθέντα casting - επιστρέφουν κατευθείαν, συχνά αποτελούν το 50-60% του τήγματος. Είναι ένας κλειστός βρόχος μέσα στα τοιχώματα του φυτού. Η μακροζωία ενός εξαρτήματος από καλά χυτοσίδηρο παίζει επίσης ρόλο. Ένα σιδερένιο στήριγμα από χυτό κέλυφος για βαριά μηχανήματα μπορεί να ξεπεράσει το ίδιο το μηχάνημα. Η ανθεκτικότητα είναι μια θεμελιώδης μέτρηση βιωσιμότητας που δεν μπαίνει πάντα στα υπολογιστικά φύλλα του άνθρακα.
Θυμάμαι ένα έργο για έναν προμηθευτή υδραυλικών εξαρτημάτων. Συζητούσαν μεταξύ όλκιμου σιδήρου χυτευμένου με κέλυφος και μιας κατασκευασμένης συγκόλλησης χάλυβα. Δέσαμε τους αριθμούς όχι μόνο με βάση το κόστος μονάδας, αλλά με τον εκτιμώμενο κύκλο ζωής. Η χύτευση ενός τεμαχίου εξάλειψε την ενέργεια συγκόλλησης, τα σημεία επιθεώρησης και τις πιθανές ραφές αστοχίας. Η ικανότητα σχεδόν διχτυού της διαδικασίας του κελύφους σήμαινε ελάχιστο υλικό κατεργασίας. Πήγαν με το κάστινγκ. Πέντε χρόνια μετά, το ποσοστό αποτυχίας πεδίου για αυτό το τμήμα είναι σχεδόν μηδενικό. Αυτό είναι βιώσιμο με την πιο πραγματική έννοια: δεν επέστρεψε, δεν απέτυχε, δεν χρειάστηκε αντικατάσταση. Αυτό είναι το επιχείρημα που προβάλλετε στο κατάστημα, όχι σε ένα φυλλάδιο.
Συνεργαζόμαστε με έναν συνεργάτη, Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY), σε ορισμένα σύνθετα έργα κραμάτων. Ασχολούνται με τη χύτευση και τη μηχανική κατεργασία για πάνω από τρεις δεκαετίες και η άποψή τους αντικατοπτρίζει αυτήν την πρακτική άποψη. Για την εργασία τους στο καλούπι του κελύφους χυτοσίδηρος και εξαρτήματα από ανοξείδωτο χάλυβα, η εστίαση είναι στην ακρίβεια για τη μείωση των κατάντη απορριμμάτων κατεργασίας. Μια τέλεια σχηματισμένη κοιλότητα κελύφους σημαίνει ότι δεν χρησιμοποιείτε μύλο CNC για να αφαιρέσετε την περίσσεια υλικού για μια ώρα, απλώς για να πετύχετε μια ανοχή. Αυτή η εξοικονόμηση ενέργειας κατάντη, από την οπτική γωνία του τμήματος μηχανουργικής κατεργασίας τους, είναι ένα κρίσιμο μέρος του συνολικού περιβαλλοντικού κόστους για το οποίο συχνά δεν πιστώνεται μόνο το χυτήριο.
Οι σκληρές πραγματικότητες και τα αποτυχημένα πειράματα
Δεν είναι όλα καθαρά κέρδη. Η μυρωδιά σε έναν κόλπο χύτευσης κελύφους είναι ευδιάκριτη—αυτή η μυρωδιά της φαινολικής ρητίνης. Τα συστήματα εξαερισμού και διαχείρισης αέρα πρέπει να είναι κορυφαίας ποιότητας, κάτι που αποτελεί άλλη μια άντληση ενέργειας. Πειραματιστήκαμε με ένα «πιο πράσινο» συνδετικό ρητίνης βιολογικής βάσης πριν από μερικά χρόνια. Το μάρκετινγκ ήταν υπέροχο. Στη γραμμή, η αντοχή του κελύφους ήταν ασυνεπής, ειδικά σε υγρό καιρό. Πήραμε υψηλότερο ποσοστό ρωγμών μούχλας κατά τον χειρισμό, που οδήγησε σε μια απότομη αύξηση του σκραπ λόγω της διείσδυσης μετάλλου. Καταργήσαμε τη δοκιμή μετά από δύο μήνες και φάγαμε το κόστος. Η βιωσιμότητα που θέτει σε κίνδυνο την απόδοση δεν είναι μια αρχή σε μια ανταγωνιστική αγορά. βγαίνεις εκτός επιχείρησης. Το μάθημα ήταν ότι η εναλλακτική χημεία πρέπει πρώτα να ταιριάζει με τη μηχανική απόδοση.
Μια άλλη πραγματικότητα είναι το κόστος του μοτίβου. Για τη χύτευση με κέλυφος, χρειάζεστε μεταλλικά σχέδια, συνήθως σίδηρο ή αλουμίνιο, κατεργασμένα με υψηλά πρότυπα. Είναι ακριβά. Εάν κάνετε εργασίες χαμηλού όγκου, υψηλής ανάμειξης, το περιβαλλοντικό κόστος για την παραγωγή αυτού του σχεδίου ενδέχεται να μην αποσβεστεί ποτέ σε σχέση με τη μικρή παρτίδα των χυτών. Η διαδικασία γίνεται πραγματικά «βιώσιμη» σε μια ολιστική άποψη μόνο όταν εκτελείτε μεγάλους όγκους ή πολύ μεγάλους κύκλους παραγωγής από το ίδιο μοτίβο. Διαφορετικά, είστε καλύτερα με μια πιο ευέλικτη διαδικασία, ακόμα κι αν είναι λιγότερο αποτελεσματική ανά κομμάτι.
Λοιπόν, Είναι Βιώσιμο; The Shop Floor Verdict
Μετά από όλα αυτά, η άποψή μου είναι η εξής: χύτευση κελύφους για μέρη από χυτοσίδηρο μπορεί να είναι μια πιο βιώσιμη διαδρομή σε σύγκριση με πολλές άλλες μεθόδους χύτευσης, εάν —και είναι μεγάλο εάν— η λειτουργία σας έχει βελτιστοποιηθεί για αυτό. Εάν ρίχνετε μεγάλους όγκους παρόμοιων εξαρτημάτων, διαχειρίζεστε αποτελεσματικά την ανάκτηση άμμου (ακόμα κι αν είναι εκτός εργοταξίου) και αξιοποιείτε την ακρίβεια διαστάσεων για να περικόψετε τα απόβλητα μηχανικής κατεργασίας, τότε ναι, είστε σε καλό δρόμο. Η απόδοση του υλικού στο στάδιο της χύτευσης είναι πραγματική και σημαντική.
Αλλά αν είστε ένα μικρό κατάστημα εργασίας που ανοίγει μια σειρά από κέλυφος για μικρές διαδρομές, αντιμετωπίζει κακή διαχείριση της άμμου και μάχεται τα ποσοστά σκραπ, οποιοδήποτε περιβαλλοντικό πλεονέκτημα εξατμίζεται γρήγορα. Η βιωσιμότητα δεν είναι στο όνομα της διαδικασίας. είναι στο πώς το τρέχεις. Βρίσκεται στη φόρτιση τήξης γεμάτη εσωτερικές επιστροφές, στα καλά διατηρημένα μοτίβα που διαρκούν για δεκαετίες και στον μηχανικό σχεδιασμού που συνεργάζεται μαζί σας για να κάνει το εξάρτημα χυτεύσιμο, όχι απλώς κατεργάσιμο.
Τελικά, για εμάς, είναι ένα εργαλείο. Ένα καλούπι κελύφους είναι ένα φανταστικό εργαλείο για ορισμένες εργασίες και όταν χρησιμοποιείται σωστά, κάνει λιγότερο κακό για την ίδια απόδοση. Αυτός είναι ο πιο ειλικρινής ορισμός της βιομηχανικής βιωσιμότητας που θα πάρετε από κάποιον με σκόνη ρητίνης στις μπότες του. Δεν είναι επανάσταση. είναι μια προσεκτική, μερικές φορές ακατάστατη, εξέλιξη της πρακτικής. Και αυτό είναι το πραγματικό έργο.
