खोया फोम कास्टिंग

 1.1 अवलोकन

1958 में, HF Shroyer ने विस्तार योग्य फोम प्लास्टिक मॉडल के साथ धातु की ढलाई बनाने की तकनीक का आविष्कार किया और एक पेटेंट प्राप्त किया। पहले इस्तेमाल किया गया मॉडल पॉलीस्टाइनिन (ईपीएस) बोर्ड से बना था और बाइंडर युक्त रेत से ढाला गया था। जर्मन कंपनियों Grunzweig और Harrtmann ने इस पेटेंट को खरीदा और इसे विकसित और लागू किया। कास्टिंग बनाने के लिए बाइंडर-फ्री सूखी रेत का उपयोग करने की तकनीक को बाद में 1964 में टीआरएसमिथ द्वारा पेटेंट कराया गया था। 1980 से पहले, बाइंडर-फ्री सूखी रेत प्रक्रिया के उपयोग को फुल मोल्ड प्रोसेस (इंक) द्वारा अनुमोदित किया जाना था। उसके बाद, पेटेंट अमान्य था।

सबसे आम और व्यावहारिक तरीका है कि रेफ्रेक्ट्री सामग्री के साथ लेपित मॉडल को रेत बॉक्स में डालना, मॉडल को सूखी रेत से कसकर भरना, और फोम मॉडल को बदलने के लिए तरल धातु डालना। इस कास्टिंग प्रक्रिया को कहा जाता है: खोई हुई फोम कास्टिंग (ईपीसी), गैसीकरण मोल्ड कास्टिंग और ठोस मोल्ड कास्टिंग, आदि। अमेरिकन फाउंड्री एसोसिएशन की लॉस्ट फोम कास्टिंग कमेटी ने प्रक्रिया के नाम के रूप में "लॉस्ट फोम कास्टिंग" को अपनाया।

खोया फोम कास्टिंग एक अभिनव कास्टिंग प्रक्रिया है जिसका उपयोग अलौह और लौह धातु बिजली प्रणाली भागों का उत्पादन करने के लिए किया जा सकता है, जिनमें शामिल हैं: सिलेंडर ब्लॉक, सिलेंडर हेड, क्रैंकशाफ्ट, गियरबॉक्स, सेवन पाइप, निकास पाइप और ब्रेक हब। खोई हुई फोम कास्टिंग की प्रक्रिया प्रवाह इस प्रकार है:

1) प्री-फोमिंग
मॉडल उत्पादन खोई हुई फोम कास्टिंग प्रक्रिया का पहला चरण है। सिलेंडर हेड जैसे जटिल कास्टिंग के लिए, कई फोम मॉडल को अलग से बनाने की आवश्यकता होती है, और फिर एक समग्र मॉडल में चिपकाया जाता है। प्रत्येक ब्लॉक मॉडल को उत्पादन के लिए सांचों के एक सेट की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, प्रत्येक ब्लॉक की सटीक स्थिति को बनाए रखने के लिए ग्लूइंग ऑपरेशन में मोल्डों के एक सेट की आवश्यकता हो सकती है। मॉडल की मोल्डिंग प्रक्रिया को दो चरणों में विभाजित किया गया है। पहला कदम है पॉलीस्टायर्न मोतियों को एक उपयुक्त घनत्व के लिए पूर्व-विस्तारित किया जाता है, जिसे आमतौर पर भाप के साथ तेजी से गर्म करके किया जाता है। इस चरण को पूर्व-विस्तार कहा जाता है।

2) मॉडल बनाना
पूर्व-विस्तारित मोतियों को पहले स्थिर किया जाना चाहिए, और फिर मोल्डिंग मशीन के हॉपर में भेजा जाना चाहिए, और फीडिंग होल के माध्यम से खिलाया जाना चाहिए। मोल्ड गुहा पूर्व-विस्तारित मोतियों से भर जाने के बाद, मोतियों को नरम करने के लिए भाप पेश की जाती है। विस्तार, सभी अंतरालों को भरना और एक शरीर में बंधन, इस प्रकार फोम मॉडल की निर्माण प्रक्रिया को पूरा करना, इस चरण को आटोक्लेव मोल्डिंग कहा जाता है।

मोल्डिंग के बाद, मोल्ड के वाटर-कूल्ड गुहा में पानी के एक बड़े प्रवाह द्वारा मोल्ड को ठंडा किया जाता है, और फिर मोल्ड को बाहर निकालने के लिए मोल्ड को खोला जाता है। इस समय, मोल्ड का तापमान बढ़ जाता है और ताकत कम होती है। इसलिए, विरूपण और क्षति को रोकने के लिए डिमोल्डिंग और भंडारण के दौरान सावधानी बरतनी चाहिए।

3) मॉडल क्लस्टर संयोजन
मॉडल का उपयोग करने से पहले, इसे परिपक्व और स्थिर बनाने के लिए इसे उचित अवधि के लिए संग्रहीत किया जाना चाहिए। ठेठ मॉडल भंडारण अवधि 30 दिनों तक है। विशिष्ट रूप से डिज़ाइन किए गए मोल्ड द्वारा बनाए गए मॉडल के लिए, इसे केवल 2 घंटे तक संग्रहीत करने की आवश्यकता होती है। मॉडल के परिपक्व और स्थिर होने के बाद, इसे दो भागों में विभाजित किया जा सकता है। ब्लॉक मॉडल एक साथ चिपके हुए हैं।
ब्लॉक मॉडल ग्लूइंग एक स्वचालित ग्लूइंग मशीन पर गर्म पिघल गोंद का उपयोग करके किया जाता है। कास्टिंग दोष की संभावना को कम करने के लिए चिपके सतह के जोड़ों को कसकर सील किया जाना चाहिए।

4) मॉडल क्लस्टर डिप कोटिंग
प्रति बॉक्स अधिक कास्टिंग का उत्पादन करने के लिए, कभी-कभी कई मॉडलों को समूहों में चिपकाया जाता है, और मॉडल समूहों को आग रोक पेंट में डुबोया जाता है, और फिर 30 से 60 के लिए लगभग 86-140C (2-3F) पर एक वायु परिसंचरण ओवन में सुखाया जाता है। घंटे, सूखा, मॉडल क्लस्टर को रेत के डिब्बे में डालें, इसे सूखी रेत से भरें और कसकर कंपन करें। मॉडल क्लस्टर की सभी आंतरिक गुहाओं और बाहरी सूखी रेत को संकुचित और समर्थित होना चाहिए।

5) डालना
मॉडल क्लस्टर को रेत बॉक्स में सूखी रेत से मजबूती से भरने के बाद, मोल्ड डाला जा सकता है। पिघली हुई धातु को सांचे में डालने के बाद (कास्ट एल्यूमीनियम के लिए कास्टिंग तापमान लगभग 760C/1400F और कच्चा लोहा के लिए लगभग 1425C/2600F है), मॉडल वाष्पीकृत हो जाता है। कास्टिंग बनाने के लिए धातु को बदल दिया जाता है। चित्र 1 रेत के डिब्बे का एक योजनाबद्ध आरेख है और खोई हुई फोम प्रक्रिया को डालना है।

खोई हुई फोम कास्टिंग प्रक्रिया में, पारंपरिक खोखले कास्टिंग की तुलना में डालने की गति अधिक महत्वपूर्ण है। यदि डालने की प्रक्रिया बाधित हो जाती है, तो रेत का सांचा ढह सकता है और बर्बादी का कारण बन सकता है। इसलिए, प्रत्येक डालने के बीच के अंतर को कम करने के लिए, स्वचालित डालने वाली मशीन का उपयोग करना सबसे अच्छा है।

 चित्रा 1 रेत बॉक्स का योजनाबद्ध आरेख और खोई हुई फोम प्रक्रिया डालना
6) गिरती रेत सफाई
डालने के बाद, कास्टिंग जम जाता है और रेत के डिब्बे में ठंडा हो जाता है, और फिर रेत से बाहर गिर जाता है। कास्टिंग की रेत का गिरना काफी सरल है, और सैंडबॉक्स के पलटने पर ढलाई ढीली सूखी रेत से गिरती है। इसके बाद, कास्टिंग स्वचालित रूप से अलग हो जाती है, साफ हो जाती है, निरीक्षण किया जाता है और कास्टिंग बॉक्स में ले जाया जाता है।

सूखी रेत को ठंडा करने के बाद पुन: उपयोग किया जा सकता है, और अन्य अतिरिक्त प्रक्रियाओं का उपयोग शायद ही कभी किया जाता है। धातु स्क्रैप को फिर से पिघलाया जा सकता है और उत्पादन में उपयोग किया जा सकता है।

१.२ खोई हुई फोम कास्टिंग प्रक्रिया के लाभ

खोई हुई फोम कास्टिंग प्रक्रिया के तीन मुख्य पहलुओं में फायदे हैं: प्रौद्योगिकी, अर्थव्यवस्था और पर्यावरण संरक्षण।

1.2.1 तकनीकी पहलू

1) मॉडल डिजाइन की बढ़ी हुई स्वतंत्रता
नई प्रक्रिया के लिए स्टाइलिंग डिज़ाइन करना संभव है, और पहले चरण से मॉडल में कुछ अतिरिक्त कार्य जोड़ना पूरी तरह से संभव है। उदाहरण के लिए, डीजल प्रीहीटर में एक विशेष कार्यात्मक भाग होता है, जिसे पारंपरिक कास्टिंग विधि के बजाय खोई हुई फोम कास्टिंग प्रक्रिया द्वारा निर्मित किया जा सकता है।
 
2) कास्टिंग के उत्पादन में प्रयुक्त रेत कोर को हटा दें

3) कई कास्टिंग रिसर के बिना खिलाया जा सकता है

4) कास्टिंग सटीकता में सुधार करें
यह एक जटिल आकार और संरचना प्राप्त कर सकता है, और बार-बार 100% दोहराव के साथ उच्च-सटीक कास्टिंग का उत्पादन कर सकता है, और कास्टिंग की दीवार मोटाई विचलन को -0.15 ~ + 0.15 मिमी के बीच नियंत्रित किया जा सकता है।

5) मॉडल की संयुक्त सतह पर कोई फ्लैश नहीं है

6) इसमें कास्टिंग के वजन को लगभग 1/3 . कम करने का लाभ है

7) मशीनिंग भत्ता कम करें
मशीनिंग भत्ता कम किया जा सकता है, और कुछ भागों को संसाधित भी नहीं किया जा सकता है। यह मशीनिंग और मशीन टूल्स में निवेश को बहुत कम कर देता है (उदाहरण के लिए, विभिन्न स्थितियों के लिए निवेश को आधे से कम किया जा सकता है)।

8) पारंपरिक गुहा कास्टिंग की तुलना में, मोल्ड निवेश कम हो जाता है।
 
9) रेत और कोर आउट गिरने की पारंपरिक प्रक्रिया को पूरी तरह से खत्म कर दें

1.2.2 आर्थिक पहलू

1) यह समग्र रूप से जटिल कास्टिंग का उत्पादन कर सकता है
नई प्रक्रिया डिजाइन को अपनाने से, ब्लॉक मॉडल को एक समग्र मॉडल बनाने के लिए चिपकाया जा सकता है और एक जटिल अभिन्न अंग में डाला जा सकता है। मूल एकाधिक कास्टिंग असेंबली भागों (जैसे डीजल प्रीहीटर) की तुलना में, यह 1 से 10 गुना तक लाभ उठा सकता है।

2) कार्यशाला कर्मियों को कम करें
एक खोई हुई फोम कास्टिंग फैक्ट्री स्थापित करने के लिए, कर्मचारियों की संख्या पारंपरिक कास्टिंग फैक्ट्री की तुलना में कम है, इसलिए इस कारक पर विचार किया जाना चाहिए।

3) लचीली कास्टिंग प्रक्रिया
कास्टिंग प्रक्रिया का लचीलापन बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि नई प्रक्रिया एक साथ फ्लास्क में बड़ी संख्या में समान या विभिन्न कास्टिंग उत्पन्न कर सकती है, और इसलिए गेटिंग सिस्टम बहुत लचीला है। संक्षेप में, हम कह सकते हैं कि प्रत्येक लाभ आर्थिक हितों के अनुरूप है, जबकि काम करने की स्थिति में सुधार भी है।

1.2.3 पर्यावरण संरक्षण

पॉलीस्टाइनिन और पीएमएमए जलने पर कार्बन मोनोऑक्साइड, कार्बन डाइऑक्साइड, पानी और अन्य हाइड्रोकार्बन गैसों का उत्पादन करते हैं, और उनकी सामग्री यूरोप में अनुमत मानकों से कम है। सूखी रेत प्राकृतिक सिलिका रेत का उपयोग कर सकती है, जो 100% पुन: प्रयोज्य है और इसमें बाइंडर नहीं है। मॉडल में प्रयुक्त पेंट एक बांधने की मशीन और पानी में जोड़े गए अन्य सहायक सामग्रियों से बना होता है, जिससे प्रदूषण नहीं होता है।

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