Vedeți „turnare sustenabilă” aruncată foarte mult în aceste zile, deseori plasate pe materiale de marketing pentru procese care, sincer, nu sunt cu mult mai ecologice decât erau acum treizeci de ani. Când vine vorba de turnarea în carcasă pentru piesele din fontă, răspunsul nu este un simplu da sau nu. Este un „ei bine, depinde de cu ce îl compari și de cum conduci magazinul.” Din punctul în care mă aflu, după ce am petrecut ani în jurul acestor linii, problema durabilității se bazează pe un echilibru practic și serios între eficiența materialului, utilizarea energiei și ce se întâmplă cu tot acel nisip după ce scuturați turnarea.
Procesul Shell: Unde sunt câștigurile reale (și durerile).
Ideea de bază a modelării cochiliei este elegantă: o coajă subțire, întărită, de nisip și rășină formează cavitatea matriței în loc de un bloc de nisip masiv și dens. Imediat, folosești mai puțin nisip - mult mai puțin. Pentru un corp tipic de supapă din fier gri pe care îl rulăm, matrița de înveliș ar putea cântări 15 kg, în timp ce o matriță de nisip verde comparabilă ar putea împinge 200 kg. Aceasta este o reducere directă de material care se simte substanțială pe podea. Nu mutați atât de multă masă, nu recuperați atât de mult și, teoretic, aruncați mai puține deșeuri.
Dar iată prima captură: rășina. Este un termoset fenolic. Pentru a vindeca coaja aceea, o coaceți la aproximativ 300 ° C. Acesta este un aport de energie pe care nisipul verde nu îl are, deoarece este folosit „rece”. Deci ați schimbat manipularea nisipului în vrac pentru energie termică țintită. Este un câștig net? Pe contoarele noastre de energie, pentru piese de volum mare, repetabile, cum ar fi colectoarele sau carcasele pompei, consistența și viteza turnării învelișului conduc adesea la un timp total de cuptor mai mic pentru fiecare turnare bună. Mai puține rebuturi înseamnă că nu retopești fierul bun, care este un rezervor de energie imens, adesea trecut cu vederea.
Nisipul în sine devine un copil cu probleme. Nisipul verde poate fi reciclat în casă aproape la nesfârșit cu apă și bentonită. Nisipul de coajă este acoperit cu acea rășină uzată, întărită. Nu poți să-l arunci înapoi în mixer. Am încercat să-l trimitem la procesoare terțe pentru recuperare termică, unde ard rășina. Funcționează, dar acum ai emisii de transport și o altă factură de energie. Unele magazine amestecă un procent de nisip de coajă recuperat înapoi în amestecuri noi de nisip pentru miezuri sau matrițe necritice, dar este un act de echilibru - prea mult și finisajul suprafeței tale suferă, ceea ce duce la - ai ghicit - mai multe resturi.
Marginea inerentă a fontului și un caz practic
Acest lucru este trecut cu vederea: începând cu fontă deoarece materialul dumneavoastră de bază este un avans în sustenabilitate. Punctul său de topire este mai mic decât cel al oțelului, astfel încât energia inițială pentru a-l lichida este mai mică. Mai important, bucla deșeurilor pentru fier este robustă. Propriile noastre retururi – porți, ascensoare, piese turnate respinse – se întorc direct în încărcătură, reprezentând adesea 50-60% din topitură. Este o buclă închisă între pereții plantei. Longevitatea unei piese din fontă bine turnată joacă, de asemenea, în. Un suport din fier turnat în carcasă pentru mașini grele ar putea rezista mai mult decât mașina în sine. Durabilitatea este o măsură fundamentală de sustenabilitate care nu este întotdeauna inclusă în foile de calcul de carbon.
Îmi amintesc un proiect pentru un furnizor de componente hidraulice. Ei dezbateau între fonta ductilă turnată cu coajă și o sudură fabricată din oțel. Am rulat cifrele nu doar pe costul unitar, ci și pe ciclul de viață estimat. Turnarea dintr-o singură piesă a eliminat energia de sudare, punctele de inspecție și eventualele cusături de defecțiune. Capacitatea de forma aproape a rețelei a procesului de înveliș a însemnat un stoc de prelucrare minim. Au mers cu castingul. După cinci ani, rata lor de eșec în câmp pentru acea parte este aproape de zero. Este sustenabil în sensul cel mai real: nu a revenit, nu a eșuat, nu a avut nevoie de înlocuire. Acesta este argumentul pe care îl faceți la magazin, nu într-o broșură.
Lucrăm cu un partener, Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY), pe unele proiecte complexe de aliaje. Aceștia lucrează în turnare și prelucrare de peste trei decenii, iar interpretarea lor oglindește această viziune practică. Pentru a lucra mucegaiul de coajă fontă și componente din oțel inoxidabil, accentul se pune pe precizie pentru a reduce deșeurile de prelucrare în aval. O cavitate perfect formată înseamnă că nu folosiți o moară CNC pentru a îndepărta excesul de material timp de o oră, doar pentru a atinge o toleranță. Acea economie de energie din aval, din perspectiva diviziei lor de prelucrare, este o parte critică a costului total de mediu pentru care turnatoria singură nu primește adesea credit.
Realitățile grele și experimentele eșuate
Nu toate sunt câștiguri curate. Mirosul dintr-un compartiment de turnare a cochiliei este distinct - acel miros de rășină fenolică. Sistemele de ventilație și de tratare a aerului trebuie să fie de top, ceea ce reprezintă un alt consum de energie. Am experimentat cu un liant de rășină pe bază de bio „mai ecologic” cu câțiva ani în urmă. Marketingul a fost grozav. Pe linie, rezistența carcasei a fost inconsecventă, mai ales pe vreme umedă. Am avut o rată mai mare de fisuri de mucegai în timpul manipulării, ceea ce duce la o creștere a deșeurilor din cauza penetrării metalului. Am abandonat procesul după două luni și am mâncat costul. Sustenabilitatea care compromite randamentul este un neîncepător pe o piață competitivă; ieși din afacere. Lecția a fost că chimia alternativă trebuie să se potrivească mai întâi cu performanța mecanică.
O altă realitate este costul modelului. Pentru turnarea carcasei, aveți nevoie de modele metalice, de obicei fier sau aluminiu, prelucrate la un standard ridicat. Sunt scumpe. Dacă desfășurați lucrări de volum redus, cu amestecuri mari, costul de mediu al producerii acelui model s-ar putea să nu fie niciodată amortizat față de lotul mic de piese turnate. Procesul devine cu adevărat „sustenabil” într-o perspectivă holistică numai atunci când rulați volume mari sau cicluri de producție foarte lungi din același model. În caz contrar, este mai bine cu un proces mai flexibil, chiar dacă este mai puțin eficient pe bucată.
Deci, este durabil? Verdictul magazinului
După toate acestea, părerea mea este următoarea: turnare de coajă pentru piese din fontă poate fi un traseu mai durabil în comparație cu multe alte metode de turnare, dacă – și este un lucru mare dacă – operațiunea dumneavoastră este optimizată pentru asta. Dacă turnați volume mari de piese similare, gestionați eficient recuperarea nisipului (chiar dacă este în afara amplasamentului) și profitați de precizia dimensională pentru a reduce deșeurile de prelucrare, atunci da, sunteți pe calea bună. Eficiența materialului în faza de turnare este reală și semnificativă.
Dar dacă sunteți un mic atelier de lucru care declanșează o linie de shell pentru curse scurte, se confruntă cu gestionarea proastă a nisipului și se luptă cu ratele deșeurilor, orice avantaj de mediu se evaporă rapid. Durabilitatea nu este în numele procesului; este în modul în care îl rulezi. Este în sarcina de topire plină de returnări interne, în modelele bine întreținute care durează decenii și în inginerul proiectant care lucrează cu tine pentru a face piesa turnabilă, nu doar prelucrabilă.
În cele din urmă, pentru noi, este un instrument. O matriță cu coajă este un instrument fantastic pentru anumite lucrări și, atunci când este utilizat corect, dăunează mai puțin pentru aceeași ieșire. Aceasta este cea mai sinceră definiție a durabilității industriale pe care o veți obține de la cineva cu praf de rășină pe cizme. Nu este o revoluție; este o evoluție atentă, uneori dezordonată, a practicii. Și asta este adevărata muncă.
