شما میبینید که این روزها «ریختهگری پایدار» بسیار مورد استفاده قرار میگیرد، که اغلب بر روی مواد بازاریابی برای فرآیندهایی که صادقانه بگویم، خیلی سبزتر از سی سال پیش نیستند، استفاده میشود. وقتی صحبت از قالب گیری پوسته برای قطعات چدنی می شود، پاسخ یک بله یا خیر ساده نیست. این یک «خوب، بستگی به این دارد که شما آن را با چه چیزی مقایسه میکنید و چگونه فروشگاه را اداره میکنید.» از جایی که من ایستادهام، پس از سالها گذراندن این خطوط، سؤال پایداری به یک تعادل سخت و عملی بین بهرهوری مواد، مصرف انرژی، و اتفاقی که پس از تکان دادن ریختهگری برای همه آن شن و ماسه میافتد، بستگی دارد.
فرآیند پوسته: جایی که سود (و درد) واقعی است
ایده اصلی قالب گیری پوسته ظریف است: یک پوسته نازک و سخت شده از ماسه و رزین به جای یک بلوک شنی عظیم و متراکم، حفره قالب را تشکیل می دهد. بلافاصله، شما از شن و ماسه کمتر استفاده می کنید - بسیار کمتر. برای یک بدنه شیر آهنی خاکستری معمولی که ما اجرا می کنیم، قالب پوسته ممکن است 15 کیلوگرم وزن داشته باشد، در حالی که یک قالب ماسه سبز قابل مقایسه می تواند 200 کیلوگرم وزن داشته باشد. این کاهش مستقیم مواد است که روی زمین قابل توجه است. شما حجم زیادی را جابهجا نمیکنید، به همان اندازه بازیابی نمیکنید و از نظر تئوری، زبالههای کمتری را تخلیه میکنید.
اما اولین نکته اینجاست: رزین. این یک ترموست فنلی است. برای درمان آن پوسته، آن را در حدود 300 درجه سانتی گراد می پزید. این ورودی انرژی است که ماسه سبز ندارد، زیرا از آن "سرد" استفاده می شود. بنابراین شما جابجایی شن و ماسه حجیم را با انرژی حرارتی هدفمند معامله کرده اید. آیا این یک برد خالص است؟ در کنتورهای انرژی ما، برای قطعات با حجم بالا و قابل تکرار مانند منیفولدها یا محفظههای پمپ، قوام و سرعت قالبگیری پوسته اغلب منجر به کاهش زمان کل کوره در هر ریختهگری خوب میشود. ردهای کمتر به این معنی است که آهن خوب را دوباره ذوب نمی کنید، که یک منبع انرژی عظیم است که اغلب نادیده گرفته می شود.
شن خودش بچه مشکل ساز میشه. ماسه سبز را می توان تقریباً بی پایان با آب و بنتونیت در داخل خانه بازیافت کرد. شن و ماسه پوسته با آن رزین مصرف شده و پخته شده پوشانده شده است. شما نمی توانید آن را فقط در مخلوط کن برگردانید. ما سعی کردهایم آن را برای احیای حرارتی به پردازندههای شخص ثالث ارسال کنیم، جایی که رزین را میسوزاند. کار می کند، اما اکنون شما گازهای گلخانه ای حمل و نقل و قبض انرژی دیگری دارید. برخی از مغازهها درصدی از شنهای پوستهای احیا شده را به مخلوطهای شنی جدید برای هستهها یا قالبهای غیر بحرانی برمیگردانند، اما این یک عمل متعادلکننده است - خیلی زیاد است و پوشش سطح شما آسیب میبیند، که به ضایعات بیشتری منجر میشود.
لبه ذاتی چدن و یک مورد عملی
این نادیده گرفته می شود: شروع با چدن زیرا مواد پایه شما یک راه حل پایداری است. نقطه ذوب آن کمتر از فولاد است، بنابراین انرژی اولیه برای مایع شدن آن کمتر است. مهمتر از آن، حلقه قراضه برای آهن قوی است. بازگشتهای خودمان - دروازهها، رایزرها، ریختهگریهای رد شده - مستقیماً به شارژ بازمیگردند و اغلب 50 تا 60 درصد ذوب را تشکیل میدهند. این یک حلقه بسته در دیواره های گیاه است. طول عمر یک قطعه چدن خوب نیز موثر است. یک براکت آهنی پوستهای برای ماشینهای سنگین ممکن است از خود دستگاه بیشتر باشد. دوام یک معیار اساسی پایداری است که همیشه در صفحات گسترده محاسبه کربن قرار نمی گیرد.
من پروژه ای را برای تامین کننده قطعات هیدرولیک به یاد دارم. آنها در حال بحث و مناظره بین آهن داکتیل قالبگیری شده با پوسته و یک جوش فولادی ساخته شده بودند. ما اعداد را نه تنها بر اساس هزینه واحد، بلکه بر اساس چرخه عمر تخمین زده کردیم. ریخته گری تک تکه انرژی جوش، نقاط بازرسی و درزهای احتمالی شکست را حذف کرد. قابلیت نزدیک به شبکه شکل فرآیند پوسته به معنای حداقل موجودی ماشینکاری است. با بازیگری رفتند. پنج سال بعد، نرخ شکست میدان آنها برای آن قسمت نزدیک به صفر است. این به معنای واقعی پایدار است: نه بازگشت، نه شکست، نه نیاز به جایگزینی داشت. این استدلالی است که شما در طبقه مغازه مطرح می کنید، نه در یک بروشور.
ما با یک شریک کار می کنیم، Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY)، در برخی از پروژه های آلیاژی پیچیده. آنها بیش از سه دهه در ریختهگری و ماشینکاری مشغول بودهاند و برداشت آنها منعکسکننده این دیدگاه عملی است. برای کار قالب پوسته خود را بر روی چدن و اجزای فولاد ضد زنگ، تمرکز بر دقت برای کاهش ضایعات ماشینکاری پایین دست است. یک حفره پوسته کاملاً شکل گرفته به این معنی است که شما از آسیاب CNC برای حذف مواد اضافی به مدت یک ساعت استفاده نمی کنید، فقط برای رسیدن به یک تلورانس. این صرفه جویی در انرژی پایین دست، از دیدگاه بخش ماشینکاری آنها، بخش مهمی از کل هزینه زیست محیطی است که ریخته گری به تنهایی اغلب اعتباری برای آن دریافت نمی کند.
واقعیت های تلخ و آزمایش های ناموفق
این همه سود خالص نیست. بوی موجود در محل قالب گیری پوسته مشخص است - بوی رزین فنلی. سیستم های تهویه و جابجایی هوا باید درجه یک باشند، که یکی دیگر از انرژی های مورد نیاز است. ما چند سال پیش یک بایندر رزینی مبتنی بر زیستی سبزتر را آزمایش کردیم. بازاریابی عالی بود در خط، استحکام پوسته، به ویژه در هوای مرطوب، ناسازگار بود. ما در حین جابجایی با نرخ بیشتری از ترک های قالب مواجه شدیم که منجر به افزایش ضایعات به دلیل نفوذ فلز شد. ما بعد از دو ماه آزمایش را لغو کردیم و هزینه آن را خوردیم. پایداری که بازدهی را به خطر می اندازد در یک بازار رقابتی آغازگر نیست. شما از تجارت خارج می شوید درس این بود که شیمی جایگزین باید ابتدا با عملکرد مکانیکی مطابقت داشته باشد.
واقعیت دیگر هزینه الگو است. برای قالب گیری پوسته، به الگوهای فلزی، معمولاً آهن یا آلومینیوم، نیاز دارید که با استاندارد بالا ماشین کاری شوند. گران هستند اگر در حال انجام کارهای کم حجم و با ترکیب بالا هستید، ممکن است هزینه زیست محیطی تولید آن الگو هرگز با دسته کوچک ریخته گری مستهلک نشود. این فرآیند تنها زمانی واقعاً «پایدار» میشود که شما در حال اجرای حجم بالا یا چرخههای تولید بسیار طولانی از همان الگو هستید. در غیر این صورت، بهتر است فرآیند انعطاف پذیرتری داشته باشید، حتی اگر در هر قطعه کارایی کمتری داشته باشد.
بنابراین، آیا پایدار است؟ حکم طبقه مغازه
بعد از همه اینها، برداشت من این است: قالب گیری پوسته برای قطعات چدنی می تواند مسیر پایدارتری در مقایسه با بسیاری از روش های ریخته گری دیگر باشد، اگر - و اگر بزرگ است - عملیات شما برای آن بهینه شده باشد. اگر حجم بالایی از قطعات مشابه را میریزید، احیای شن و ماسه خود را به طور مؤثر مدیریت میکنید (حتی اگر خارج از سایت باشد)، و از دقت ابعادی برای کاهش ضایعات ماشینکاری استفاده میکنید، بله، در مسیر خوبی قرار دارید. راندمان مواد در مرحله قالب گیری واقعی و قابل توجه است.
اما اگر کارگاه کوچکی هستید که برای دوره های کوتاه مدت، با مدیریت ضعیف شن و ماسه مواجه هستید و با نرخ ضایعات مبارزه می کنید، هر مزیت زیست محیطی به سرعت از بین می رود. پایداری در نام فرآیند نیست؛ این در نحوه اجرای آن است. این در شارژ مذاب پر از بازده داخلی است، در الگوهای به خوبی حفظ شده که برای چندین دهه دوام میآورند، و در مهندس طراح که با شما کار میکند تا قطعه را ریختهگری کند، نه فقط ماشینکاری.
در نهایت، برای ما، این یک ابزار است. قالب صدفی ابزاری فوقالعاده برای مشاغل خاص است و در صورت استفاده صحیح، آسیب کمتری به همان خروجی وارد میکند. این در مورد صادقانه ترین تعریفی از پایداری صنعتی است که از فردی با گرد و غبار رزین روی چکمه هایش دریافت می کنید. این یک انقلاب نیست؛ این یک تکامل دقیق و گاه بی نظم در تمرین است. و این کار واقعی است.
