Por que a fundição de espuma perdida reduz os custos de usinagem?

Lançamento de espuma perdida (LFC), um processo avançado de fundição de padrões evaporativos, ganhou tração substancial nas indústrias de manufatura que buscam eficiência e redução de custos. Um fator -chave de sua adoção é sua capacidade demonstrável de reduzir os custos de usinagem em comparação com os métodos tradicionais de fundição.

O princípio central: elenco de quase rede

No coração da economia de usinagem da LFC está sua capacidade de produzir peças fundidas em forma de rede com precisão dimensional excepcional e detalhes complexos. O processo envolve a criação de um padrão de espuma de poliestireno, idêntico à parte final desejada, revestida com uma pasta de cerâmica refratária. Esse padrão é incorporado em areia não conduzida e o metal fundido é derramado diretamente nele, vaporizando a espuma e substituindo com precisão. Essa replicação direta gera peças que exigem significativamente menos remoção de material durante as operações subsequentes de usinagem.

Fatores -chave que impulsionam a redução de custos de usinagem:

1. Subsídio reduzido do estoque de usinagem:

   • Replicação direta: Ao contrário da fundição de areia, que requer ângulos de rascunho e impressões principais para remoção de padrões, os padrões de LFC podem ser projetados sem ângulos de rascunho (ou com rascunho mínimo) e incorporar diretamente recursos internos complexos. Isso resulta em peças fundidas que estão muito mais próximas da geometria da parte final.
   • Tolerâncias mais rígidas: O LFC pode obter tolerâncias dimensionais mais rigorosas do verso (geralmente dentro de 13 a 15 anos) e melhor repetibilidade em comparação com muitos processos convencionais de fundição de areia. Isso se traduz diretamente em menos material que precisa ser usinado para atender às especificações finais. Reduções na usinagem Subsídios de 30 a 50% ou mais são comuns.

2. Eliminação da Remoção do Core Fin:

   • Sem núcleos tradicionais: As cavidades internas no LFC são formadas pelo próprio padrão de espuma, eliminando completamente a necessidade de núcleos de areia separados e as barbatanas principais (flash) que ocorrem onde os núcleos atendem à cavidade do molde na fundição de areia tradicional.
   • Trabalho de acabamento reduzido: A remoção das barbatanas principais é uma operação de usinagem/lixamento manual ou semiutomatada significativa na fundição de areia. As peças fundidas do LFC emergem praticamente livres de barbatanas principais, reduzindo drasticamente ou até eliminando essa etapa de acabamento intensiva e demorada de trabalho.

3. Acabamento superficial aprimorado:

   • Superfícies mais suaves e fundidas: O revestimento de cerâmica aplicado ao padrão de espuma resulta em um acabamento superficial de fundos mais suavemente mais suave em comparação com a areia verde típica ou até muitas peças fundidas de areia ligadas a resina. Embora ainda exija a usinagem para superfícies funcionais, o acabamento inicial aprimorado geralmente permite cortes iniciais menos agressivos e potencialmente menos passes de usinagem para alcançar a qualidade final da superfície desejada.

4. Distorção reduzida e estresse residual:

   • Resfriamento uniforme: O molde de areia não conduzido no LFC oferece resistência mínima ao encolhimento natural do metal à medida que esfria e solidifica. Isso promove um resfriamento mais uniforme ao longo do elenco.
   • Tensões mais baixas: A restrição reduzida durante o resfriamento minimiza o desenvolvimento de tensões residuais dentro da fundição. Níveis mais baixos de estresse residual diminuem a probabilidade de distorção durante a usinagem, levando a resultados dimensionais mais previsíveis e potencialmente reduzindo a necessidade de passes corretivos de usinagem ou fixação complexa.

Implicações e considerações práticas

O efeito cumulativo desses fatores é substancial:

• Tempo reduzido da máquina: Menos remoção de material se traduz diretamente em tempos de ciclo mais curtos por parte nos centros de usinagem.
• Custos de ferramentas mais baixos: O material de usinagem reduzido estende a vida útil da ferramenta (as ferramentas de corte duram mais) e podem permitir ferramentas menores e mais baratas.
• Consumo de energia reduzido: Os ciclos de usinagem mais curtos consomem menos energia.
• Menos desperdício: Minimizar a remoção do material reduz o volume de SWARF de metal, reduzindo os custos de descarte de resíduos e melhorando o rendimento do material.

É importante observar que o LFC requer produção precisa de produção e controle de processos. Os custos de padrões e a necessidade de ferramentas especializadas podem ser mais altas que os padrões simples de areia. No entanto, para a produção de volume médio a alto de partes complexas, particularmente aquelas com geometrias internas intrincadas ou requisitos dimensionais exigentes, a economia significativa realizada nas operações de usinagem geralmente fornece uma vantagem de custo geral convincente e um tempo mais rápido. A redução da usinagem é um fator -chave que fazia com espuma perdida lançar uma solução de fabricação economicamente atraente em indústrias automotivas, aeroespaciais, de bomba e válvulas.