Vidite da se 'održivo lijevanje' ovih dana često baca naokolo, često se stavlja u marketinške materijale za procese koji, iskreno, nisu mnogo ekološki prihvatljiviji nego što su bili prije trideset godina. Kada je riječ o kalupljenju za dijelove od lijevanog željeza, odgovor nije jednostavan da ili ne. To je 'dobro, ovisi o tome s čime to uspoređuješ i kako vodiš radnju'. S mojeg mjesta, nakon što sam proveo godine oko ovih linija, pitanje održivosti ovisi o teškoj, praktičnoj ravnoteži između materijalne učinkovitosti, potrošnje energije i onoga što se događa sa svim tim pijeskom nakon što istresete odljevak.
Shell Process: gdje su pravi dobici (i boli).
Temeljna ideja oblikovanja ljuske je elegantna: tanka, stvrdnuta ljuska od pijeska i smole oblikuje šupljinu kalupa umjesto masivnog, gustog bloka pijeska. Odmah, koristite manje pijeska - puno manje. Za tipično tijelo ventila od sivog željeza koje koristimo, ljuskasti kalup može težiti 15 kg, dok bi usporedivi zeleni pješčani kalup mogao gurati 200 kg. To je izravno smanjenje materijala koje se čini značajnim na podu. Ne premještate toliko mase, ne vraćate toliko i teoretski, odlažete manje otpada.
Ali evo prve zamke: smola. To je fenolni duroplast. Da biste izliječili tu školjku, pečete je na oko 300°C. To je unos energije koji zeleni pijesak nema jer se koristi "hladan". Dakle, zamijenili ste rukovanje rasutim pijeskom za ciljanu toplinsku energiju. Je li to neto dobitak? Na našim mjeračima energije, za ponovljive dijelove velikog volumena kao što su razdjelnici ili kućišta pumpi, dosljednost i brzina kalupljenja ljuske često dovode do kraćeg ukupnog vremena pečenja po dobrom odljevku. Manje odbacivanja znači da ne pretapate dobro željezo, koje je ogroman, često zanemaren odvod energije.
Sam pijesak postaje problematično dijete. Zeleni pijesak može se reciklirati u kući gotovo beskrajno s vodom i bentonitom. Pijesak od školjki je obložen tom istrošenom, očvrslom smolom. Ne možete ga samo baciti natrag u mikser. Pokušali smo ga poslati procesorima trećih strana na termičku obnovu, gdje oni spaljuju smolu. Radi, ali sada imate emisije iz prometa i još jedan račun za energiju. Neke trgovine miješaju postotak obnovljenog pijeska od školjki natrag u nove mješavine pijeska za jezgre ili nekritične kalupe, ali to je balansiranje - previše i vaša površinska obrada trpi, što dovodi do - pogađate - više otpada.
Rub svojstven lijevanom željezu i praktično kućište
Ovo se zanemaruje: počevši od lijevanog željeza budući da je vaš osnovni materijal prednost u održivosti. Talište mu je niže od tališta čelika, pa je početna energija za njegovo tekuće stanje manja. Što je još važnije, petlja za željezo je robusna. Naši vlastiti povrati - vrata, usponi, odbijeni odljevci - vraćaju se natrag u punjenje, često čineći 50-60% taline. To je zatvorena petlja unutar zidova biljke. Dugovječnost dijela od dobrog lijevanog željeza također igra važnu ulogu. Nosač od lijevanog željeza za teške strojeve mogao bi nadživjeti sam stroj. Trajnost je temeljna metrika održivosti koja se ne nalazi uvijek u proračunskim tablicama za izračun ugljika.
Sjećam se projekta za dobavljača hidrauličkih komponenti. Raspravljali su između lijevanog nodularnog lijeva i izrađenog čeličnog zavara. Izračunali smo ne samo jediničnu cijenu, već i procijenjeni životni ciklus. Jednodijelni odljev eliminirao je energiju zavarivanja, točke pregleda i potencijalne kvarove. Mogućnost gotovo neto oblika procesa ljuske značila je minimalnu zalihu strojne obrade. Išli su s kastingom. Pet godina kasnije, njihova stopa kvarova na terenu za taj dio je blizu nule. To je održivo u najstvarnijem smislu: nije se vratio, nije zakazao, nije mu bila potrebna zamjena. To je argument koji iznosite u trgovini, a ne u brošuri.
Radimo s partnerom, Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY), na nekim složenim projektima legura. Bave se lijevanjem i strojnom obradom više od tri desetljeća, a njihova slika odražava ovaj praktični pogled. Za njihov rad na kalupu ljuske lijevanog željeza 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 glodalicu za uklanjanje viška materijala sat vremena, samo da postignete toleranciju. Ta daljnja ušteda energije, iz perspektive njihovog odjela za strojnu obradu, kritičan je dio ukupnog ekološkog troška za koji se samoj ljevaonici često ne pripisuje zasluga.
Gruba stvarnost i neuspjeli eksperimenti
Nisu sve čisti dobici. Miris u komori za kalupljenje školjki je poseban - taj miris fenolne smole. Sustavi ventilacije i klimatizacije moraju biti vrhunski, što je još jedan energetski prinos. Eksperimentirali smo s 'zelenijim' vezivom od smole na biološkoj osnovi prije nekoliko godina. Marketing je bio odličan. Na liniji je čvrstoća školjke bila nedosljedna, posebno po vlažnom vremenu. Dobili smo veću stopu pucanja kalupa tijekom rukovanja, što je dovelo do skoka u otpadu zbog prodiranja metala. Odustali smo od suđenja nakon dva mjeseca i pojeli troškove. Održivost koja ugrožava prinos nije pokretač na konkurentnom tržištu; izlaziš iz posla. Pouka je bila da alternativna kemija prvo mora odgovarati mehaničkim performansama.
Druga stvarnost je cijena uzorka. Za oblikovanje ljuski potrebni su vam metalni uzorci, obično željezo ili aluminij, strojno obrađeni prema visokim standardima. Oni su skupi. Ako radite s malom količinom posla s puno miješanja, ekološki trošak proizvodnje tog uzorka možda se nikada neće amortizirati u maloj seriji odljevaka. Proces postaje doista 'održiv' u holističkom pogledu samo kada pokrećete velike količine ili vrlo duge proizvodne cikluse prema istom obrascu. U suprotnom, bolji vam je fleksibilniji proces, čak i ako je manje učinkovit po komadu.
Dakle, je li održivo? Presuda za trgovinu
Nakon svega ovoga, moj stav je sljedeći: kalup za školjku dijelovi od lijevanog željeza može biti održiviji put u usporedbi s mnogim drugim metodama lijevanja, ako je – a to je veliko ako – vaš rad optimiziran za to. Ako izlijevate velike količine sličnih dijelova, učinkovito upravljate povratom pijeska (čak i ako je izvan gradilišta) i iskorištavate točnost dimenzija kako biste smanjili otpad od strojne obrade, onda da, na dobrom ste putu. Učinkovitost materijala u fazi oblikovanja je stvarna i značajna.
Ali ako ste mala radnja koja pokreće liniju školjki za kratke naklade, suočavate se s lošim upravljanjem pijeskom i borite se s stopama otpada, svaka ekološka prednost brzo nestane. Održivost nije u nazivu procesa; to je u tome kako ga vodite. To je u punjenju taline punom unutarnjih povrata, u dobro održavanim uzorcima koji traju desetljećima i u inženjeru dizajnu koji radi s vama kako bi dio bio podesan za lijevanje, a ne samo obradiv.
U konačnici, za nas je to alat. Kalup s ljuskom 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 tko ima smolastu prašinu na čizmama. To nije revolucija; to je pažljiva, ponekad neuredna, evolucija prakse. I to je pravi posao.
