요즘에는 '지속 가능한 캐스팅'이 많이 등장하고, 솔직히 30년 전보다 훨씬 친환경적이지 않은 프로세스를 위해 마케팅 자료에 종종 사용되는 것을 볼 수 있습니다. 주철 부품의 쉘 성형에 관한 대답은 단순히 '예' 또는 '아니요'가 아닙니다. 그것은 '글쎄, 비교 대상과 매장을 어떻게 운영하는지에 따라 달라집니다'입니다. 제가 서있는 곳에서 수년을 이런 선에서 보낸 경험을 바탕으로 지속 가능성에 대한 질문은 재료 효율성, 에너지 사용, 주물을 흔든 후 모든 모래에 어떤 일이 일어나는지 사이의 거칠고 실용적인 균형에 달려 있습니다.
쉘 프로세스: 실제 이익(및 고통)이 있는 곳
쉘 몰딩의 핵심 아이디어는 우아합니다. 거대하고 조밀한 모래 블록 대신 얇고 경화된 모래와 수지 쉘이 몰드 캐비티를 형성합니다. 즉시 모래를 덜 사용하게 됩니다. 훨씬 더 적게 사용하게 됩니다. 우리가 운영하는 일반적인 회주철 밸브 본체의 경우 쉘 주형의 무게는 15kg인 반면, 유사한 녹색 모래 주형은 200kg을 밀 수 있습니다. 이는 바닥에서 실질적인 느낌을 주는 직접적인 재료 감소입니다. 많은 질량을 이동시키지도 않고, 많이 회수하지도 않으며, 이론적으로 폐기물을 덜 버리는 것입니다.
하지만 첫 번째 문제는 바로 수지입니다. 페놀계 열경화성 수지입니다. 껍질을 경화하려면 약 300°C에서 굽습니다. 그것은 '차가운' 상태로 사용되기 때문에 녹색 모래에는 없는 에너지 입력입니다. 따라서 귀하는 목표 열 에너지를 위해 대량 모래 처리를 교환했습니다. 그게 순 승리인가요? 에너지 측정기에서 매니폴드나 펌프 하우징과 같은 반복 가능한 대용량 부품의 경우 쉘 성형의 일관성과 속도로 인해 좋은 주조당 총 가열로 시간이 단축되는 경우가 많습니다. 불량품이 적다는 것은 좋은 철을 다시 녹일 수 없다는 것을 의미합니다. 이는 거대하고 종종 간과되는 에너지 흡수원입니다.
모래 자체가 문제아가 됩니다. 녹색 모래는 물과 벤토나이트를 사용하여 사내에서 거의 끝없이 재활용될 수 있습니다. 조개 모래는 사용한 경화 수지로 코팅되어 있습니다. 믹서에 다시 넣을 수는 없습니다. 우리는 열 회수를 위해 이를 제3자 프로세서에 보내려고 했고, 거기서 그들은 수지를 태워버렸습니다. 효과가 있지만 이제 운송 수단 배출량과 또 다른 에너지 비용이 발생합니다. 일부 상점에서는 재생된 조개 모래의 일부를 코어 또는 중요하지 않은 주형을 위한 새로운 모래 혼합물에 다시 혼합하지만 이는 균형을 맞추는 조치입니다. 너무 많으면 표면 마감이 손상되어 더 많은 스크랩이 발생하게 됩니다.
주철의 고유한 장점과 실제 사례
이것은 간과됩니다. 주철 귀하의 기본 소재는 지속가능성에 있어 가장 먼저 출발하는 소재이기 때문입니다. 녹는점이 강철보다 낮기 때문에 액체로 만드는 데 드는 초기 에너지가 적습니다. 더 중요한 것은 철 스크랩 루프가 견고하다는 것입니다. 우리가 직접 반품한 게이트, 라이저, 거부된 주물 등은 곧바로 충전으로 돌아가며 종종 용융물의 50~60%를 차지합니다. 이는 식물 벽 내의 폐쇄 루프입니다. 잘 주조된 철 부품의 수명도 중요합니다. 중장비용 쉘 성형 철 브래킷은 기계 자체보다 오래 지속될 수 있습니다. 내구성은 탄소 계산 스프레드시트에 항상 포함되지는 않는 기본적인 지속 가능성 지표입니다.
유압 부품 공급업체를 위한 프로젝트가 기억납니다. 그들은 쉘 성형 연성주철과 가공된 강철 용접물 사이에서 논쟁을 벌였습니다. 우리는 단위 비용뿐만 아니라 예상 수명 주기를 기준으로 수치를 계산했습니다. 일체형 주조로 인해 용접 에너지, 검사 지점 및 잠재적인 결함 이음새가 제거되었습니다. 쉘 공정의 거의 순 모양 기능은 최소한의 가공 재고를 의미했습니다. 그들은 캐스팅과 함께 갔다. 5년이 지난 지금 해당 부품의 현장 고장률은 거의 0에 가깝습니다. 그것은 가장 실제적인 의미에서 지속 가능합니다. 다시 돌아오지도, 실패하지도 않고, 교체가 필요하지도 않습니다. 그것은 브로셔가 아니라 작업 현장에서 하는 주장입니다.
우리는 파트너와 협력하고, 칭다오창센위안과기유한회사(QSY), 일부 복잡한 합금 프로젝트에서. 그들은 30년 넘게 주조와 기계 가공 분야에 종사해 왔으며 그들의 견해는 이러한 실용적인 관점을 반영합니다. 쉘 몰드 작업을 위해 주철 및 스테인리스강 부품의 경우 다운스트림 가공 폐기물을 줄이기 위한 정밀도에 중점을 둡니다. 완벽하게 형성된 쉘 캐비티는 공차에 도달하기 위해 한 시간 동안 과잉 재료를 제거하기 위해 CNC 밀을 사용하지 않는다는 것을 의미합니다. 가공 부서의 관점에서 이러한 다운스트림 에너지 절약은 주조 공장만으로는 인정받지 못하는 총 환경 비용의 중요한 부분입니다.
투박한 현실과 실패한 실험
그것은 모두 깨끗한 이익이 아닙니다. 쉘 몰딩 베이의 냄새는 페놀수지 냄새로 뚜렷이 구별됩니다. 환기 및 공기 처리 시스템은 최고 수준이어야 하며 이는 또 다른 에너지 소비입니다. 우리는 몇 년 전에 '친환경' 바이오 기반 수지 바인더를 실험했습니다. 마케팅은 훌륭했습니다. 라인에서는 특히 습한 날씨에 쉘 강도가 일관되지 않았습니다. 취급 중 금형 균열 발생률이 높아져 금속 침투로 인해 스크랩이 급증했습니다. 우리는 두 달 만에 시험을 폐기하고 비용을 먹었습니다. 수율을 저하시키는 지속 가능성은 경쟁이 치열한 시장에서 시작될 수 없습니다. 당신은 사업을 중단합니다. 교훈은 대체 화학이 먼저 기계적 성능과 일치해야 한다는 것이었습니다.
또 다른 현실은 패턴 비용입니다. 쉘 성형을 위해서는 높은 수준으로 가공된 금속 패턴(보통 철이나 알루미늄)이 필요합니다. 비싸요. 소량, 다품종 작업을 수행하는 경우 해당 패턴을 생산하는 데 드는 환경 비용은 소량의 주조 배치로 결코 상각되지 않을 수 있습니다. 동일한 패턴으로 대량 생산 또는 매우 긴 생산 주기를 실행하는 경우에만 전체적인 관점에서 프로세스가 진정으로 '지속 가능'해집니다. 그렇지 않으면, 조각당 효율성이 떨어지더라도 보다 유연한 프로세스를 사용하는 것이 더 좋습니다.
그렇다면 지속가능한가요? 작업 현장 평결
결국 내 의견은 다음과 같습니다. 주철 부품 귀하의 작업이 이에 최적화되어 있다면 다른 많은 주조 방법에 비해 더 지속 가능한 경로가 될 수 있습니다. 유사한 부품을 대량으로 쏟아 붓고, 모래 매립을 효과적으로 관리하고(외부 위치에서도) 치수 정확성을 활용하여 가공 폐기물을 줄인다면, 그렇습니다. 좋은 길을 가고 있는 것입니다. 성형 단계의 재료 효율성은 실제적이고 중요합니다.
그러나 소규모 작업장에서 짧은 작업을 위해 쉘 라인을 가동하고 열악한 모래 관리 문제를 처리하고 스크랩 비율과 싸우고 있다면 환경적 이점이 빠르게 증발합니다. 지속 가능성은 프로세스 이름에 있지 않습니다. 그것은 당신이 그것을 실행하는 방법에 달려 있습니다. 그것은 내부 복귀로 가득 찬 용융 충전물, 수십 년 동안 지속되는 잘 유지된 패턴, 그리고 단순히 기계 가공이 아닌 주조가 가능한 부품을 만들기 위해 귀하와 협력하는 설계 엔지니어에게 있습니다.
궁극적으로 우리에게는 도구입니다. 쉘 몰드는 특정 작업에 환상적인 도구이며 올바르게 사용하면 동일한 출력에 대해 해를 덜 끼칩니다. 이는 부츠에 수지 먼지가 묻은 사람에게서 얻을 수 있는 산업 지속 가능성에 대한 가장 정직한 정의에 관한 것입니다. 그것은 혁명이 아닙니다. 그것은 조심스럽고 때로는 지저분한 실천의 진화입니다. 그리고 그것이 실제 작업입니다.
