การหล่อโฟมที่หายไปคืออะไร และหลักการพื้นฐานและขั้นตอนสําคัญคืออะไร?

หล่อโฟมที่หายไป (LFC) หรือที่เรียกว่าการหล่อแบบระเหยเป็นกระบวนการหล่อที่มีความแม่นยําซึ่งใช้ในการสร้างชิ้นส่วนโลหะที่ซับซ้อนซึ่งมีความแม่นยําในมิติสูงและการตกแต่งพื้นผิวที่ดีเยี่ยม เทคนิคโรงหล่อขั้นสูงนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ รวมถึงยานยนต์ การบินและอวกาศ และเครื่องจักรกลหนัก เพื่อผลิตส่วนประกอบที่มีรูปร่างใกล้เคียงตาข่ายโดยมีข้อกําหนดหลังการประมวลผลน้อยที่สุด

หลักการพื้นฐานของการหล่อโฟมที่สูญหาย

หลักการสําคัญของ Lost Foam Casting เกี่ยวข้องกับการใช้รูปแบบใช้แล้วทิ้งที่ทําจากโฟม ซึ่งถูกแทนที่ด้วยโลหะหลอมเหลวในระหว่างกระบวนการหล่อ รูปแบบซึ่งโดยทั่วไปทําจากโพลีสไตรีนขยายตัว (EPS) หรือโพลีเมอร์ที่คล้ายกัน จะถูกสร้างขึ้นในรูปร่างที่แน่นอนของส่วนสุดท้ายที่ต้องการ รูปแบบนี้เคลือบด้วยการเคลือบเซรามิกทนไฟแล้วใส่ในขวดซึ่งต่อมาจะเต็มไปด้วยทรายแห้งที่ไม่มีการยึดติด ทรายถูกอัดแน่นรอบลวดลายเพื่อให้การรองรับที่มั่นคง

จากนั้นโลหะหลอมเหลวจะถูกเทลงในลวดลายโฟมโดยตรง ความร้อนจากโลหะทําให้โฟมระเหยและสลายตัวทันที ทําให้โลหะเต็มช่องที่เหลือ จําลองรูปร่างและรายละเอียดของลวดลายดั้งเดิมได้อย่างแม่นยํา ผลพลอยได้จากก๊าซจากโฟมจะถูกอพยพผ่านการเคลือบเซรามิกที่ซึมผ่านได้และทราย

ขั้นตอนกระบวนการสําคัญในการหล่อโฟมที่หายไป

1. การผลิตรูปแบบ: กระบวนการเริ่มต้นด้วยการสร้างรูปแบบโฟมและระบบเกตติ้ง โดยทั่วไปจะทําโดยการฉีดเม็ดบีดโพลีสไตรีนที่ขยายได้ลงในแม่พิมพ์อะลูมิเนียม และใช้ไอน้ําเพื่อหลอมรวมเข้าด้วยกันเป็นรูปทรงลวดลายสุดท้าย สําหรับชิ้นส่วนที่ซับซ้อน อาจมีการผลิตและประกอบชิ้นส่วนที่มีลวดลายหลายส่วนเป็นคลัสเตอร์ที่สมบูรณ์โดยใช้กาวชนิดพิเศษ

2. การประกอบรูปแบบ: รูปแบบโฟมแต่ละรูปแบบจะติดอยู่กับระบบประตูโฟมส่วนกลาง (สปรู รางเลื่อน และไรเซอร์) เพื่อสร้างกระจุกหรือต้นไม้ การประกอบนี้ช่วยให้สามารถผลิตชิ้นส่วนหลายชิ้นได้ในรอบการหล่อเดียว ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพ

3. การประยุกต์ใช้การเคลือบวัสดุทนไฟ: คลัสเตอร์โฟมที่ประกอบแล้วจะถูกจุ่มลงในสารละลายของวัสดุเซรามิกทนไฟ การเคลือบนี้มีความสําคัญเนื่องจาก:

   • ให้พื้นผิวเรียบสําหรับการหล่อขั้นสุดท้าย

   • ป้องกันการกัดเซาะของทรายและการแทรกซึมของโลหะในระหว่างการเท

   • ช่วยให้ผลิตภัณฑ์ที่เป็นก๊าซจากโฟมที่สลายตัวหลุดรอดผ่านการซึมผ่านได้
     จากนั้นคลัสเตอร์ที่เคลือบจะถูกทําให้แห้งอย่างสมบูรณ์ในสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุมเพื่อให้ได้ความแข็งแรงและการซึมผ่านที่เหมาะสม

4. การปั้น (การบดอัดทราย): กระจุกที่แห้งและเคลือบจะถูกวางกลับหัวลงในขวดเหล็ก จากนั้นเททรายซิลิกาแห้งที่ไม่มีการผูกมัดลงในขวดรอบๆ รูปแบบ ขวดจะถูกสั่นบนโต๊ะสั่นเพื่อให้แน่ใจว่าทรายจะไหลเข้าไปในทุกโพรงและอัดแน่นอยู่รอบๆ ลวดลาย ซึ่งให้การสนับสนุนโครงสร้างที่สําคัญในระหว่างการเทโลหะ

5. เท: เมื่อทรายถูกบดอัดแล้ว โลหะหลอมเหลวจะถูกเทจากทัพพีลงในถ้วยป่วงของระบบประตูโฟมโดยตรง โลหะจะเข้าไปเต็มช่องทั้งหมด กลายเป็นไอและแทนที่รูปแบบโฟมไปพร้อมๆ กัน ต้องควบคุมอัตราการเทและอุณหภูมิอย่างระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่าโฟมสลายตัวในอัตราที่เหมาะสมโดยไม่ทําให้เกิดข้อบกพร่อง

6. การระบายความร้อนและการเขย่า: หลังจากการเทเสร็จสิ้น โลหะหลอมเหลวจะได้รับอนุญาตให้แข็งตัวและทําให้เย็นลงภายในแม่พิมพ์ทราย จากนั้นขวดจะกลับด้าน และทรายจะถูกสั่นสะเทือนออกจากคลัสเตอร์การหล่อโลหะที่เป็นของแข็งในขณะนี้ เนื่องจากธรรมชาติของทรายไม่มีพันธะ ทรายจึงไหลออกจากการหล่อได้ง่าย และสามารถระบายความร้อนและนํากลับมาใช้ใหม่สําหรับแม่พิมพ์รุ่นต่อๆ ไป

7. การตกแต่ง: ขั้นตอนสุดท้ายเกี่ยวข้องกับการถอดชิ้นส่วนหล่อออกจากระบบเกตโดยใช้เครื่องมือตัด เช่น เลื่อยสายพานหรือล้อเจียร การดําเนินการตกแต่งขั้นสุดท้ายเล็กน้อย เช่น การเจียรด้วยแสงหรือการยิงระเบิด อาจดําเนินการเพื่อให้ได้ขนาดและคุณภาพพื้นผิวที่ระบุขั้นสุดท้าย

การหล่อโฟมที่สูญหายมีข้อได้เปรียบที่สําคัญสําหรับการผลิตส่วนประกอบที่ซับซ้อนพร้อมทางเดินภายใน รูปทรงที่ซับซ้อน และความต้องการในการตัดเฉือนที่ลดลง ความสําเร็จขึ้นอยู่กับการควบคุมอย่างพิถีพิถันในทุกขั้นตอน ตั้งแต่คุณภาพของลวดลายไปจนถึงการบดอัดทรายและพารามิเตอร์การเท ด้วยเหตุนี้ Lost Foam Casting ยังคงเป็นกระบวนการที่สําคัญและมีประสิทธิภาพในงานโลหะสมัยใหม่