Rapid Prototyping-toepassingen in metaalgieten

En tot nu toe was het proces van metalen gietvormen de snelste manier om een ​​groot aantal precieze onderdelen en stukken te produceren. Technologie verbetert altijd om aan de constante groei van de marktvraag te voldoen. Vandaag de dag is Rapid Casting een ontwikkeling die nodig is om ervoor te zorgen dat de industrie van metaalgieten blijft groeien.

De gebruikelijke methoden, zoals het investeringsgieten en vacuümgieten, staan ​​niet bepaald bekend om hun snelheid. Omdat ze veel zwaar en duur materiaal nodig hebben om mee te werken, kunnen ze erg duur zijn. Dus om ze te implementeren, kwam het Rapid Prototyping-proces met een oplossing. Omdat onderdelen met grote snelheid worden gemaakt en het volume toeneemt, wordt zeker rekening gehouden met de kosten-batenverhouding.

Maar om beter te begrijpen hoe dit proces de industrie op grotere schaal helpt, moeten we de basis begrijpen. In dit artikel leer je wat metaalgieten is, hoe je metaal giet en wat de toepassingen zijn van Rapid Prototyping in het metaalgietproces. Dus blijf lezen!

Wat is metaalgieten?

Behandeling van gietfouten in staal

Metaalgieten is een eeuwenoude technologie. Bij het gietvormproces van metaal wordt gesmolten metaal in een vormholte gegoten. Het kan afkoelen en vervolgens de mal verwijderen om de metalen vorm te krijgen.

In de loop van de tijd hebben automatiseringsinnovaties in gieterijactiviteiten de taak van het verwerken van grote hoeveelheden gietstukken vereenvoudigd en tegelijkertijd de kwaliteit ervan verbeterd. Het gieten van metalen tot bruikbare voorwerpen is in de loop van duizenden jaren geëvolueerd om nauwkeuriger en gemechaniseerder te worden, maar het onderliggende proces is vrijwel hetzelfde gebleven.

Een korte geschiedenis van metaalgieten

Ongeveer 4000 voor Christus

De geschiedenis van metalen gietvormen verscheen voor het eerst in 4000 voor Christus. Goud was het eerste gietmateriaal vanwege de moeilijkheid om puur erts te verkrijgen. Omdat brons harder was dan goud, werd het het metaal bij uitstek om te gieten.

Ongeveer 2000 voor Christus

Tegen 2800 v.Chr. had de technologie van het metaalgieten zijn weg naar Egypte gevonden, en het efficiënt uitvoeren van deze procedure was enorm belangrijk tijdens hun opmars naar dominantie gedurende de bronstijd. De Shang-dynastie in China was de eerste die zandgieten gebruikte tijdens het smelten van metalen rond 1300 voor Christus. Gietijzer werd pas in de Qin-dynastie, meer dan 300 jaar later, als militair instrument of ornament gebruikt.

Ongeveer 1000 voor Christus

Meer dan duizend jaar later hadden de religies een grote impact op castings. Omdat ze het gebruikten voor mannelijke kunst en het prestige van hun goden, begonnen ze het te gebruiken om hun eigen kathedralen te maken. Kerken en kathedralen werden gebouwd door gieters.

18th eeuw

Toen begonnen de oorlogen en mensen leerden hoe ze geweren en kanonnen konden maken van gieten. Tijdens de Eerste en Tweede Wereldoorlog werd gieten gebruikt om militair boogschieten te maken. Wapens en machines werden massaal geproduceerd door de industrie die binnenkort de geboorte zou zijn van alle technologie van vandaag.

Toen begon de revolutie

Alle industrieën begonnen te profiteren van de metaalgietindustrie. Gezondheidszorg, met machines en apparatuur die steeds beter wordt. Het leger, met nieuwe wapens en apparaten voor veiligheid. En zelfs de transporten, bussen en auto's begonnen er modern uit te zien en hebben dankzij gietstukken veel meer comfort.

En niet alleen sieraden of grote transporten gebruiken deze techniek. Metalen gegoten speelgoed was lange tijd een hit en is tot op de dag van vandaag nog steeds op de markt.

Ook de zorgsector beleefde zijn revolutie met metaalgieten. Nieuwe machines en apparatuur, die steeds nauwkeuriger werden, werden gemaakt en verbeterden de gezondheid van mensen overal. Een evenbeeld in esthetiek en kwaliteit van leven, in de tandheelkunde.

Tandartsen begonnen gegoten metalen gedeeltelijke kunstgebitten te gebruiken en te verbeteren, om mensen hun zelfrespect en kaakintegriteit terug te geven. Een gegoten partiële prothese is een uitneembare partiële prothese gemaakt van een gegoten metalen frame met neptanden ingebed in acrylhars.

Tegenwoordig kun je overal metalen gietstukken vinden. Van de mobiel in je hand tot de apparatuur die je eten naar de supermarkt vervoert. Dus laten we nu begrijpen hoe we metaal moeten gieten!

investeringsgieten versus zandgieten
koolstofstaal gieten

Hoe metaal gieten?

Metaalgieten is een zeer unieke en oude techniek, maar het belangrijkste verschil tussen elke methode is meestal het materiaal voor de mal of de apparatuur die wordt gebruikt om te gieten. Het proces is echter vrijwel hetzelfde.
Metaalgieten wordt tot op de dag van vandaag gebruikt om sieraden en kunst te maken. Mensen over de hele wereld onderzoeken verschillende manieren om metaal te gieten en om te zetten in iets nieuws. Ze kunnen water, verschillende materialen en zelfs voedsel gebruiken om te werpen. Maar houd er voor dit artikel rekening mee dat het volgende deel gaat over het industriële proces van metaalgieten.

Een stap voor stap handleiding

1. Er is een patroon gemaakt

Meestal worden patronen gemaakt van hout, metaal, plastic of was. Dit is een cruciaal onderdeel van de industriële metaalgietwereld, waar exacte berekeningen nodig zijn om ervoor te zorgen dat componenten passen en samenwerken. Zij zijn wat de mal gaat vormen na het metaalgieten.

2. Soms moeten onderdelen hol zijn

Daarvoor wordt een kernstuk gemaakt. Meestal van hetzelfde materiaal als de mal, maar in sommige gevallen kan het zelfs van metaal zijn, maar het moet er daarna uit kunnen komen. Dit zorgt ervoor dat het stuk van binnen hol blijft en zijn doel dient.

3. Het metalen gietstuk

Om nu de metalen gietvorm te maken, moet het onderdeel worden ondergedompeld in een keramiekachtige substantie. Dit proces vindt vele malen plaats totdat het de benodigde dikte heeft bereikt. Nadat het droog is, gaat het gietstuk in een kamer met hoge temperaturen en smelt het patroon weg. Nu is de metalen gietvorm leeg voor de volgende stap.

4. Het metaal gieten

Het gebruikte metaal of ander materiaal wordt verwarmd tot het smelt voordat het in de mal wordt gegoten of geperst en stolt. Nadat het volledig droog is, begint het verwijderingsproces. Met druk, schudden of volledig breken van het gietstuk komt het onderdeel vrij. Bij sommige methoden moet de gietvorm volledig worden weggegooid, maar sommige kunnen ook worden hergebruikt, evenals de mallen.

5. Bijna klaar!

Om het gegoten metaal echt af te werken, zijn de fijne details gerepareerd. Het stuk is schoongemaakt en gepolijst en nu is het klaar om op de markt te worden gebracht. Als er gebreken worden gevonden, wordt het stuk weggegooid.

Welk verschil maakt Rapid Prototyping in Metal Casting?

Tot niet zo lang geleden hadden we maar een paar manieren om patronen voor metaalgieten op een snelle manier te maken. Metalen uit het niets gieten, beeldhouwen uit metalen blokken of ze monteren met metalen platen.

Kun je je voorstellen dat je elke keer dat je een mal nodig hebt elk patroon maakt? Dat kan lang duren en ook hoge kosten met zich meebrengen. Gelukkig gaat de technologie mee en begint de evolutie om elke dag sneller en nauwkeuriger te zijn eindelijk, met het Rapid Prototyping-proces.

De wachttijd voor een te vervaardigen model kan gehalveerd worden door de matrijscomponenten, matrijshelften en kernen te bedrukken!

Met de precisie die deze 3D-printmachines kunnen bieden, worden er minder tijd en middelen verspild aan het proces, en kunnen we nog steeds de kwaliteit en precisie van de matrijs behouden.

En ze kunnen ook verschillende doelen hebben, er zijn 3 soorten 3D-printmachines die in verschillende scenario's worden gebruikt. Zoals:

Gefuseerde depositiemodellering (FDM)

De FDM-machine smelt thermoplastisch filament voordat het wordt geëxtrudeerd. De computer bestuurt de extrusie zorgvuldig in lijn met het 3D-ontwerp, waarbij elke laag in volgorde wordt geproduceerd. Zodra alle lagen zijn geplaatst, kan het metaalgieten beginnen.

De FDM-machine heeft een gemiddelde verscheidenheid aan materialen die kunnen worden bedrukt, maar heeft een goede nauwkeurigheid met de details. Helaas ondersteunt het geen builds van groot formaat.

Selectief lasersinteren (SLS)

Deze machine maakt gebruik van printmateriaal dat in poedervorm wordt aangeleverd. Het poeder wordt gesmolten met behulp van een laser om elke laag van het onderdeel te bouwen. Vers poeder wordt over het half afgewerkte deel verdeeld en de procedure wordt herhaald totdat alles klaar is en klaar om te worden gegoten.

Deze machine kan een groot aantal materialen verwerken om af te drukken, met een voldoende nauwkeurigheid en grote bouwformaten. Helaas kan de oppervlakteafwerking slecht zijn.

Stereolithografie

Deze gebruikt, net als de SLS, ook een laser, maar in dit geval helpt het het materiaal te stollen. Nadat elke laag is gesmolten en door ontwerp is geplaatst, wordt de laser geactiveerd en stolt die laag. Dan gaat de drukmachine naar de volgende, enzovoort. Dit kan iets sneller zijn, aangezien het drogen onderweg gebeurt.

Deze machine heeft ook een middelgroot aantal te bedrukken materialen, maar kan grotere bouwformaten bieden en is ook een van de hoogste nauwkeurigheid bij het afdrukken. De stereolithografiemachine kan echter duurder zijn dan de andere.

Nu kunnen we begrijpen hoe dit wordt toegepast in elk type metaalgietwerk.

Soorten metaalafgietsel

Nu u de basisprocedure voor het metaalgietproces kent en weet hoe Rapid Prototyping kan helpen, kunnen we enkele van de methoden onderzoeken en ontdekken wat de ene meer uniek maakt dan de andere!

metalen zand

Zandgietwerk – Metaalgietzand

Een methode om metalen gietstukken te maken in een zandvorm (metaalgietzand). Deze methode is het meest geschikt voor delicate details en perfect gevormde patronen. Het heeft lage subjectieve kosten en wordt veel gebruikt met auto-onderdelen en componenten.

Zandgieten is een populaire methode voor het maken van gegoten onderdelen. Bij deze techniek wordt gesmolten metaal in een wegwerpmal gegoten van gietzand die een bindmiddel bevat. Het wordt meestal gebruikt vanwege de herbruikbare functies. De mal en het gietstuk kunnen, na in stukken gebroken te zijn, opnieuw worden gemaakt en hergebruikt!

Voor deze methode (metaalgietzand) kan het gebruik van Rapid Prototyping het proces helpen versnellen of het groottebereik van het metaalgieten vergroten. De modellen kunnen gemaakt zijn van rubber, papierachtige materialen of zelfs hars.

investering schuren

Investeringsgieten

Dit is een procedure die het vormen van patronen in soldeermaterialen zoals was omvat, het oppervlak van het ontwerp bedekt met verschillende lagen keramische goederen en vervolgens het patroon uit de vormschaal smelt om een ​​vorm te maken die kan worden gevuld na het bakken bij hoge temperaturen .

De mal in dit proces is gemaakt van materiaal dat kan worden weggebrand. Maar het Rapid Prototyping-proces kan helpen bij het creëren van een mal die niet hoeft te worden weggegooid. Of het proces van het maken van patronen kan worden versneld met behulp van drukmachines. Er kunnen meer patronen gemaakt worden en de productie stijgt.

Ontwerp van het gieten van investeringsgietsystemen

Permanente gietvorm

Bij deze methode worden metalen gietvormen gebruikt die hergebruikt kunnen worden. Metalen mallen en kernen zijn de directe hulpmiddelen bij permanent gieten omdat ze herbruikbaar zijn. Rapid prototyping-technologieën kunnen worden gebruikt als directe of indirecte hulpmiddelen in het permanente productieproces van matrijzen. Dit kan de grootte en snelheid van het proces verhogen, evenals de precisie en levensduur van de mallen.

Kunnen alle metalen worden gegoten?

Gieten is een stollingsproces, wat inhoudt dat de meeste kwaliteiten van het gieten worden beheerst door de stollingsverschijnselen. En door het gebruik van warmte kunnen alle metalen en legeringen vloeibaar worden en zo vloeien, meestal alleen onder invloed van de zwaartekracht. Als gevolg hiervan kan bijna elk metaal worden gegoten.

Maar door de geschiedenis heen hadden we de neiging om de materialen die we wilden gebruiken te bestuderen. Zware metalen omvatten de eerste metalen die werden ontdekt, zoals ijzer, koper en tin, evenals waardevolle metalen zoals zilver, goud en platina. Met hen kwamen de eerste ornamenten, wapens en uitrusting. Na verloop van tijd en veel experimenten begonnen mensen andere soorten metaal en hun onzuiverheden te verkennen.

Voor elke methode van metaalgieten zijn er sommige metalen die beter werken dan andere.

Zandgieten is compatibel met een breed scala aan metalen en legeringen, waaronder ijzer, staal, aluminium, brons, magnesium, zink en tin. Productiebedrijven moeten mogelijk opwarmen tot 3,000 graden Fahrenheit, afhankelijk van het exacte metaal of de gebruikte legering.

Wat betreft de investeringsgietmethode kunnen de meest voorkomende metalen, zoals aluminium, brons, magnesium, koolstofstaal en roestvrij staal worden gebruikt. Non-ferrometalen, met name zink, koper, aluminium, magnesium, lood, tin en legeringen op basis van tin, worden gebruikt om de meeste spuitgietstukken te maken. Afhankelijk van het type metaal dat wordt gegoten, wordt een machine met hete of koude kamer gebruikt.

We hebben veel verschillende manieren gevonden om verschillende materialen te gebruiken. Voor elk type metaal kunnen we de perfecte pasvorm vinden.

Kun je metaal op gietijzer gebruiken?

Nu je meer weet over gieten en metaalgieten. En ja, gietijzeren pannen zijn precies wat je denkt!

Ze zijn gemaakt met de giettechniek en kunnen zelfs ambachtelijk zijn. Er is namelijk Rapid Prototyping als het om grote merken gaat, maar ze kunnen ook helemaal zelf gemaakt worden. Maar het is niet gemaakt van puur ijzer, dus er is enige zorg om te nemen.

Gietijzer is een soort ijzer-koolstoflegering die meer dan 2% tot 4% koolstof bevat. Er zitten ook wisselende hoeveelheden silicium en mangaan in, evenals sporen van onzuiverheden zoals zwavel en fosfor. In een hoogoven wordt ijzererts verkleind tot gietijzer. Het ijzer wordt vervolgens gegoten of gegoten en gehard tot ruwe blokken. Het wordt vervolgens omgesmolten met schroot en legeringsmaterialen. Het wordt vervolgens opnieuw gegoten in mallen om een ​​scala aan goederen te creëren.

Gietijzer vind je in constructies, buizen, machines en auto-onderdelen, maar ook in je keuken. Het staat bekend om zijn duurzaamheid, maar kan tegelijkertijd behoorlijk kwetsbaar zijn. Het kan erg broos worden, dus na verloop van tijd werd het in de constructie vervangen door staal.

Kun je een metalen spatel gebruiken op gietijzer?

Dit antwoord zal je misschien verbazen, maar ja! Het heeft echter enkele voorwaarden. Zodra u uw nieuwe gietijzeren pan krijgt, moet u deze kruiden. Als je dat niet doet, kun je er behalve etenswaren ook gemakkelijk chips en risico's in maken.
Dit kan de meest duurzame pan zijn waarmee je ooit zult koken als je er goed voor zorgt. Behandel het slecht en je kunt het voor altijd verpesten!

Dus hier is hoe je een gietijzeren pan op smaak brengt:

  • Boen het goed onder heet water met zeep;
  • Droog het volledig af;
  • Smeer het hele oppervlak in met plantaardige olie;
  • Zet het in de oven om 1 uur ondersteboven te garen;
  • Laat het afkoelen in de oven en herhaal totdat het glanzend is!

Gebruik geen zeep om het schoon te maken en wees voorzichtig met de hitte. De pan moet altijd warm genoeg zijn om het schrobben te vergemakkelijken, maar niet te heet om te verbranden. Bestrijk het altijd met plantaardige olie voordat je iets kookt, en met de tijd zal het nog beter worden en zal er niets blijven plakken!

Toepassingen van snel metaalgieten

Snel metaalgieten kan worden gebruikt bij het vervaardigen van prototypen en kortetermijnprojecten. Dit is het proces van het creëren van componentelementen om een ​​functioneel model van een product te bouwen en de functionaliteit en beperkingen ervan te testen.
Sommige metalen gietstukken worden gebruikt in motoren die extreme hitte- en koudebestendigheid vereisen. Gietijzeren leidingen moeten corrosie en hoge druk vermijden. Andere gegoten onderdelen moeten licht en robuust zijn. Het doel van de onderdelen is om nauwkeurige toleranties te bieden tussen uitzetting en krimp in tal van toepassingen.
Dus om in detail te zien waar we de toepassing van snel metaalgieten in ons leven kunnen zien, blijf lezen!

auto

Auto-industrie

De vorderingen op het gebied van 3D-printen hebben een aanzienlijke invloed op het vermogen van ingenieurs om concepten te testen en artikelen snel op de markt te brengen. Omdat prototypes sneller en in grotere hoeveelheden testresultaten opleveren, kunnen eenvoudige wijzigingen in het ontwerp worden aangebracht en kan een nieuw prototype relatief snel worden gereproduceerd.

In de aerodynamica en de auto-industrie is het meestal niet nodig om dezelfde principes op hetzelfde materiaal te testen. Dit biedt ingenieurs vrijheid, aangezien ze het product zo vaak als ze willen kunnen testen met plastic en was voordat ze het aan het publiek vrijgeven. 3D-printen helpt auto-ingenieurs bij het versnellen van de ontwikkeling en het verhogen van de efficiëntie.

We zien het gebruik van deze technologieën in motorblokken, koelventilatoren, tankdoppen, ventielen voor vrachtwagens/bussen, versnellingsbakken, pedalen, motoren en nog veel meer componenten in voertuigen en machines.

zandgieten

Gezondheidszorg

Naarmate we evolueren, verandert ook de omgeving om ons heen, we ontdekken nieuwe ziekten en nieuwe zwakheden in ons menselijk lichaam. Om alle uitdagingen aan te gaan die bij het leven horen, moeten we voorbereid zijn. Geneeskunde is de meest geavanceerde technologie die we hebben. Tegenwoordig kunnen we dingen maken waarvan we lang eerder dachten dat het alleen maar wonderen konden zijn. En dat is ook te danken aan de metaalgietindustrie.

Met nieuwe en verbeterde apparatuur kunnen we beter voor elkaar zorgen. En met de nieuwe technologieën die beschikbaar zijn, kunnen we zelfs de kleinste stukken met precisie gieten. Daardoor kun je Delicate procedures en behandelingen in de hele wereld met hetzelfde effect toepassen.

We kunnen dit duidelijk zien in pacemakers, ziekenhuisbedden, stethoscopen, monitoren, zuurstofpompen en de machines die kanker behandelen, operaties uitvoeren en ons een nieuwe kans geven om te leven.

metalen zand

Elektronische apparaten

Het bewijs ligt nu letterlijk in jouw handen. Door dit artikel te lezen kunt u gebruik maken van een smartphone, een computer, een tablet en nog veel meer. En dan te bedenken dat we het internet iets meer dan tien jaar geleden niet in de palm van onze handen konden gebruiken, waar ook ter wereld.

Dit is waar het grootste deel van deze industrie zich op richt, om jou vreugde en kwaliteit van leven te brengen. Door meer geavanceerde apparaten en probleemoplossende elektronica kunnen we een veiliger en slimmer huis hebben.

Je kunt denken aan elk onderdeel dat aanwezig is in apparaten zoals je tablet, printer, koptelefoon, smartwatches en camera's.

metaal schuren

Kunst

Ja, zelfs kunst! We hebben het al gehad over hoe ambachtslieden en kunstenaars de metaalgietmethoden op kleinere schaal kunnen gebruiken om geweldige dingen te maken. En nu 3D-printers steeds toegankelijker worden, is hun creativiteit op zijn hoogtepunt.

Je hoeft niet ver te zoeken om iemand te vinden die een mal maakt van siliconen, rubber en tal van andere materialen. Mensen leven van hun eigen rapid prototyping-systemen. Er zijn oorbellen mallen, unieke sieraden en decoraties van verschillende soorten afgietsels, en zelfs volledige kunstwerken. Heb je ooit die video's gezien van mensen die een verlaten mierenkolonie vullen met gesmolten metaal? Het is een natuurlijke sculptuur! Naast het metaal dat zijn vormen vult bij het gieten van metaal, vult het elke hoek van het mierenlabyrint, waardoor we de kans krijgen om meer te weten te komen over de wereld waarin we leven.

Waarom heeft gieten de voorkeur boven het productieproces?

Metal Casting produceert nauwkeurige onderdelen en vermindert materiaalverspilling, energieverbruik en latere bewerkingen. Het kan ook zorgen voor de productie van zeer gecompliceerde componenten.

Het metaalgietproces omvat veel kettingachtige methoden. Het omvat smeden, lassen en, meestal, stempelen. Fabricage is het metaalgietproces van het maken van artikelen met behulp van arbeid, apparatuur, gereedschappen en biologische of chemische verwerking of formulering.

Het kan verwijzen naar de grootschalige transformatie van grondstoffen in voltooide goederen of de ontwikkeling van meer gecompliceerde objecten door de verkoop van basisgoederen aan fabrikanten voor de vervaardiging van artikelen zoals voertuigen, vliegtuigen of huishoudelijke apparaten.

Dus ja. Metaalgieten is een vorm van fabricage! De meest dwingende reden voor fabrikanten om gieten te gebruiken, is de ongelooflijke ontwerpvrijheid die het biedt. Het is een zeer aanpasbare benadering die het gebruik van ingewikkelde ontwerpprocessen mogelijk maakt die niet mogelijk zijn met andere manieren van produceren. Bovendien maakt het, omdat het een relatief eenvoudig en gemakkelijk productieproces omvat, een snelle overgang van grondstof naar een eindproduct mogelijk.

De handeling om iets in een mal te gieten en het daarna vrij te geven, maakt het zo goed. Het maken van perfecte mallen, met de precisie van deze methoden, kan de productietijd op een enorme economische manier verkorten.

Wanneer u dit metaalgietproces met machines uitvoert, kunt u er problemen mee verwachten en maakt u zich zorgen over het inhuren van gespecialiseerde medewerkers om ermee om te gaan. En een enkele machine kan meer kosten dan hij in korte tijd kan produceren.

Omdat er geen grenzen zijn aan de assemblage van componenten of vormen, maakt gieten het ook mogelijk om visueel aantrekkelijke patronen te creëren. Om de juiste afwerking van het gieten te krijgen, kunnen verschillende gietprocedures worden gebruikt. Zandgieten heeft een ruw uiterlijk, terwijl schaalgieten en investeringsgieten een gladder uiterlijk hebben. Gieten draagt ​​ook bij aan de vermindering van de restspanning in het eindproduct.

De kostenbesparingen zijn het meest voor de hand liggende voordeel van het toepassen van het gietproces. Metaalgieten vermindert de fabricagekosten aanzienlijk, omdat het de consolidatie van verschillende elementen in een enkele fabricage mogelijk maakt. Het heeft ook een kortere productiedoorlooptijd nodig, wat leidt tot lagere prijzen. Bovendien resulteren de ontwerpvrijheid en flexibiliteit in verminderde bewerking en hoge metaalkosten. En met het Rapid Prototyping-proces worden deze voordelen alleen maar groter!

Laat een reactie achter

Uw e-mailadres wordt niet gepubliceerd.