"Kestävää valua" heitetään nykyään paljon, ja sitä usein lyödään markkinointimateriaaleihin prosesseissa, jotka eivät suoraan sanottuna ole paljon vihreämpiä kuin 30 vuotta sitten. Mitä tulee valurautaosien kuoren muovaukseen, vastaus ei ole yksinkertainen kyllä tai ei. Se on "no, se riippuu siitä, mihin vertaat sitä ja kuinka pyörität kauppaa." Näillä linjoilla vuosia vietettynä kestävyyskysymys riippuu karkeasta, käytännöllisestä tasapainosta materiaalitehokkuuden, energiankäytön ja sen välillä, mitä sille hiekalle tapahtuu sen jälkeen, kun olet ravistellut valukappaletta.
Shell-prosessi: Missä todelliset voitot (ja kivut) ovat
Kuoren muovauksen ydinidea on tyylikäs: ohut, kovettunut hiekasta ja hartsista valmistettu kuori muodostaa muottipesän massiivisen, tiiviin hiekkalohkon sijaan. Käytät välittömästi vähemmän hiekkaa – paljon vähemmän. Tyypillisessä käyttämämme harmaaraudan venttiilirungossa kuorimuotti voi painaa 15 kg, kun taas vastaava vihreä hiekkamuotti voi painaa 200 kg. Se on suora materiaalin vähennys, joka tuntuu huomattavalta lattialla. Et siirrä yhtä paljon massaa, et ota niin paljon talteen ja teoriassa hävität vähemmän jätettä.
Mutta tässä on ensimmäinen saalis: hartsi. Se on fenolinen lämpökovettuva. Kovettaaksesi kuoren, paistat sitä noin 300 °C:ssa. Se on energiapanos, jota vihreällä hiekalla ei ole, koska sitä käytetään "kylmänä". Olet siis vaihtanut irtohiekkakäsittelyn kohdennettuun lämpöenergiaan. Onko se nettovoitto? Energiamittareissamme suuria, toistettavia osia, kuten jakoputkia tai pumppukoteloita varten, vaipan muovauksen tasaisuus ja nopeus johtavat usein pienempään uunin kokonaisaikaan hyvään valuun. Vähemmän hylkyjä tarkoittaa, että et sulata uudelleen hyvää rautaa, joka on valtava, usein huomiotta jäänyt energianielu.
Hiekasta itsessään tulee ongelmalapsi. Vihreää hiekkaa voidaan kierrättää talon sisällä lähes loputtomasti veden ja bentoniitin kanssa. Kuorihiekka päällystetään käytetyllä, kovettuneella hartsilla. Et voi vain heittää sitä takaisin mikseriin. Olemme yrittäneet lähettää sen kolmannen osapuolen prosessoreille lämpökäsittelyä varten, jossa ne polttavat hartsin pois. Se toimii, mutta nyt sinulla on liikenteen päästöt ja toinen energialasku. Jotkut kaupat sekoittavat osan kierrätetystä kuorihiekasta takaisin uusiin hiekkaseoksiin ytimiä tai ei-kriittisiä muotteja varten, mutta se on tasapainottavaa – liikaa ja pinnan viimeistely kärsii, mikä johtaa – arvasitkin – lisää romua.
Valuraudan sisäinen reuna ja käytännöllinen kotelo
Tämä jää huomiotta: alkaen valurautaa koska perusmateriaalisi on kestävän kehityksen etumatka. Sen sulamispiste on alhaisempi kuin teräksen, joten sen nestemäiseksi saattamiseksi tarvittava alkuenergia on pienempi. Vielä tärkeämpää on, että raudan romulenkki on kestävä. Omat palautuksemme – portit, nousuputket, hylätyt valukappaleet – palaavat suoraan panokseen, muodostaen usein 50–60 % sulatuksesta. Se on suljettu silmukka kasvin seinien sisällä. Myös hyvin valurautaosan pitkäikäisyys vaikuttaa. Raskaiden koneiden kuorivalettu rautakiinnike saattaa kestää kauemmin kuin itse kone. Kestävyys on keskeinen kestävyyden mittari, joka ei aina pääse mukaan hiililaskennan laskentataulukoihin.
Muistan erään hydraulikomponenttien toimittajan projektin. He keskustelivat kuorivaluraudan ja valmistetun teräshitsauksen välillä. Teimme luvut paitsi yksikkökustannusten, myös arvioidun elinkaaren perusteella. Yksiosainen valu eliminoi hitsausenergian, tarkastuspisteet ja mahdolliset vikasaumat. Kuoriprosessin lähes verkkomuotokyky merkitsi minimaalista koneistusvarastoa. He lähtivät mukaan castingiin. Viiden vuoden kuluttua niiden kenttävikaprosentti on lähellä nollaa. Se on kestävää todellisimmassa mielessä: se ei tullut takaisin, se ei epäonnistunut, se ei tarvinnut korvausta. Tämä on argumentti, jonka esität myymälässä, et esitteessä.
Työskentelemme kumppanin kanssa, Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY), joissakin monimutkaisissa metalliseosprojekteissa. He ovat olleet valussa ja koneistuksessa yli kolmen vuosikymmenen ajan, ja heidän näkemyksensä heijastaa tätä käytännöllistä näkymää. Niiden kuori muotti työtä valurautaa ja ruostumattomat teräskomponentit, painopiste on tarkkuudessa loppupään koneistusjätteen vähentämiseksi. Täydellisesti muotoiltu kuoren onkalo tarkoittaa, että et käytä CNC-jyrsintä ylimääräisen materiaalin poistamiseen tuntiin, vaan vain saavuttaaksesi toleranssin. Tuo loppupään energiansäästö heidän koneistusdivisioonan näkökulmasta on kriittinen osa ympäristön kokonaiskustannuksia, josta valimo ei useinkaan saa tunnustusta.
Karkea todellisuus ja epäonnistuneet kokeet
Kaikki ei ole puhtaita voittoja. Haju kuoren muovauspaikassa on selkeä - fenolihartsin haju. Ilmanvaihto- ja ilmanvaihtojärjestelmien tulee olla huippuluokkaa, mikä on toinen energianotto. Kokeilimme "vihreämpää" biopohjaista hartsisideainetta muutama vuosi sitten. Markkinointi oli hienoa. Linjalla kuoren lujuus oli epäyhtenäinen, varsinkin kostealla säällä. Saimme suuremman määrän homehalkeamia käsittelyn aikana, mikä johti metallin tunkeutumisesta johtuvaan romun piikkiin. Lopetimme oikeudenkäynnin kahden kuukauden kuluttua ja söimme kustannukset. Kestävyys, joka vaarantaa tuoton, ei ole aloite kilpailluilla markkinoilla; lopetat liiketoiminnan. Opetus oli, että vaihtoehtoisen kemian on ensin vastattava mekaanista suorituskykyä.
Toinen todellisuus on mallin hinta. Kuoren muovaukseen tarvitaan metallikuvioita, yleensä rautaa tai alumiinia, jotka on koneistettu korkeatasoisesti. Ne ovat kalliita. Jos teet pieniä määriä ja paljon sekoitusta työtä, tämän kuvion valmistuksen ympäristökustannukset eivät ehkä koskaan poistu pienestä valukappaleesta. Prosessista tulee todella "kestävä" kokonaisvaltaisessa näkemyksessä vain, kun käytät suuria määriä tai erittäin pitkiä tuotantosyklejä samasta mallista. Muuten sinun on parempi käyttää joustavampaa prosessia, vaikka se olisi vähemmän tehokas kappaletta kohti.
Joten onko se kestävää? Kauppakerroksen tuomio
Kaiken tämän jälkeen minun kantani on tämä: kuoren muovaus valurautaosat voi olla kestävämpi reitti verrattuna moniin muihin valumenetelmiin, jos – ja se on iso, jos – toimintasi on optimoitu sitä varten. Jos kaadat suuria määriä samankaltaisia osia, hallitset hiekan talteenottoa tehokkaasti (vaikka se tapahtuisikin muualla) ja hyödynnät mittatarkkuutta leikataksesi työstöjätettä, niin kyllä, olet hyvällä tiellä. Materiaalitehokkuus muovausvaiheessa on todellinen ja merkittävä.
Mutta jos olet pieni työpaja, joka käynnistää kuorilinjan lyhyitä matkoja varten, käsittelet huonoa hiekanhoitoa ja taistelet romumäärien kanssa, kaikki ympäristöedut haihtuvat nopeasti. Kestävyys ei ole prosessin nimessä; se on siinä, miten ajat sitä. Se on sulatepanoksessa, joka on täynnä sisäisiä palautuksia, hyvin hoidetuissa kuvioissa, jotka kestävät vuosikymmeniä, ja suunnitteluinsinöörissä, joka työskentelee kanssasi tehdäkseen osasta valuvan, ei vain koneistettavan.
Loppujen lopuksi se on meille työkalu. Kuorimuotti on fantastinen työkalu tiettyihin töihin, ja oikein käytettynä se ei haittaa samaa tulosta. Se on suunnilleen rehellisin teollisen kestävyyden määritelmä, jonka saat henkilöltä, jonka saappaissa on hartsipölyä. Se ei ole vallankumous; se on huolellinen, joskus sotkuinen käytännön kehitys. Ja se on oikea työ.
