ЛГМ — отливы из метала, изготовленные новейшей технологией!

Поговорим немного о современной технологии производства отливок из металла.

Развивая практическое производство при условии сокращения времени работы и материальных затрат, мы стараемся освоить новые технологии, для выпуска изделий с более высокой стоимостью, потому что только эти технологии по большей части используют «человеческий капитал» и сохраняют ресурсы природы.  — ЛГМ (литье по газифицируемым моделям) – одна из новейших технологий по получению отливок из металла. По ней работает организация, поставляющая оборудование, а также, занимающаяся реконструкцией и организацией литейных цехов.

Чаще всего литейные цеха относят к производствам машиностроения, которые сильнее всего загрязняют окружающую атмосферу. Более 75% изделий деталей из металла получают в формы, состоящие из песка. При работе по традиционной технологии, они выделяют газы, которые сильно загрязняют атмосферу цехов и состоят из продуктов горения и испарения связующих материалов этого самого песка. По новой технологии литья по газифицированным моделям, что на английском звучит как Lost Foam Casting Process, модели делают из пенополистирола. Эти модели помещаются в формы из песка (сухого), где нет связующего. За половину века со времени своего основания объем выпуска отливок в год с помощью этого способа, по всему миру достигает 1,5 млн. тонн.  

Жесткая конкуренция литейного бизнеса в рыночных отношениях дает о себе знать. Быстрое обновление продукции  породило спрос на средние, и даже мелкие партии отливок, которые должны быть выполнены с высочайшей весовой и размерной точностью, и практически искоренило массовое производство. Параллельно с развитием литейного производства создаются самодостаточные малые цеха. Они работают по гибким технологиям, получают отливки невероятно точные и сложные для выполнения. Метод  литья по газифицированным моделям – метод наиболее подходящий, чем литье в песчано-глинистые, металлические формы или другие известные методы.

При использовании этого способа литья получение модели отливки означает, что половина самой металлической отливки уже готова. Модель отливки из пенопласта с виду очень похожа на упаковочный материал для телевизора, еще ее можно сравнить с одноразовой тарелкой для еды, которые штампуют автоматы миллионными партиями, а плиты полистирола используют для утепления наружных стен высоток. Похожая технология применяется и для создания отливок моделей из полистироллового порошка. Их отливают в легких пресс-формах из алюминия, после предварительного их нагрева до 130° С.  

Для крупных и разовых отливок, которые могут весить тонны, модели вырезают из пенопластовых плит, также, здесь применяется станочное вырезание (используются гравировально-фрезерные станки). Такие станки в последнее время появились на рынке в большом количестве модификаций и по вполне доступной цене.Модель и отливка, которую по ней получают – изделия, имеющие высокую точность и конкурентно способный товарный вид. Этому способствует использование краски с порошком-огнеупором, которая быстро высыхает.

Тот способом, о котором мы уже так долго рассказываем, имеет большое преимущество перед обычной формовкой, в которой используется несколько стержней. Какое? В первом случае отливку в модели можно свободно видеть, можно измерять ее стенки, во втором случае это просто невозможно сделать.Из-за отсутствия здесь стержней, можно не бояться смещения этих самых стержней, а также форм при осуществлении сборки. Не все специалисты по литью понимают, какие возможности открывают перед ними технологии ЛГМ, а также и то, что при ее использовании происходит повышение качества литья. Почему? Потому что стереотипы, которые они заучили в институте, мешают этому пониманию.

На смену разъемной форме для литья пришла форма в несколько ином виде. Теперь мы засыпаем модель сухим песком в контейнере (ящике). Когда заливается эта форма, металл занимает место модели, испаряя ее.   

В этом технологическом процессе мы не применяем токсичные связующие, исключены и формовочные и стержневые смеси из песка в больших объемах, их транспортировка и выбивка отливок. Этим мы сохраняем экологическую безопасность процесса. Работа по нашей технологии экономически более выгодна, так как снижаются расходы на исходные материала примерно раз в 25. Когда металл залит в форму, из контейнера необходимо высосать все газы в процессе его затвердевания (при этом используют насосы). Это делается для того, чтобы модель из пенопласта не дымила в цех. Потом, удаленные насосом газы обезвреживаются путем подачи их в систему термокаталитического дожигания через трубу вакуумной системы, там они окисляются до 98% и более и превратившись в водяной пар и двуокись углерода выбрасываются за пределы цеха в атмосферу. Формы же из песка при заливке дымили в цеху даже при работе вентиляции в рабочей зоне. По данным проведенных измерений, концентрация примесей, содержащихся в воздухе цеха, при таком удалении газов снижается в 10-12 раз.

Какова технология извлечения кварцевого песка из формы отливок? Песок текуч и благодаря этому свойству его транспортируют пневмотранспортом по системе трубопроводов. Она закрыта и исключает возникновение пыли в воздухе цеха. Песок отправляется в установку для терморегенерации, там он освобождается от ненужных производственных остатков пенополистирола, а после того, как песок охладится в закрытых охладителях, он снова отправляется на формовку. Наблюдается использование примерно 97% оборотного песка.

Бункеры, трубопроводы и оборудование для охлаждения и складирования оборотного песка чаще всего монтируют у внешней стены цеха (то есть за его пределами). Сухой песок не боится мороза и быстро охлаждается на открытом воздухе. Возможность для создания экологически чистых цехов дает изоляция потока песка в закрытых трубопроводах, отсасывание его из формы с последующим дожиганием газов. Цех становится похож на фармацевтический завод. В наше время во всех областях деятельности людям помогают компьютерные технологии, наша область не исключение. Технология ЛГМ дает возможность компьютеризации, в том числе, применять 3D-графику для того, чтобы программировать станки с ЧПУ при изготовлении модельной оснастки. Все ведущие машиностроительные компании проявляют значительны интерес к этой технологии, об этом говорит поток патентной информации, который все больше растет.

 Множество видов конвейерных с манипуляторами уже созданы и внедряются в производство. Также, это относится к линиям непрерывного действия. Они зарекомендовали себя с лучшей стороны в литье деталей насосов, корпусов электродвигателей, трубоарматуры, в авто-тракторном моторостроении, литье деталей коммунального машиностроения и так далее. Но все чаще появляются небольшие цеха, которые состоят из минимального количества участков (модельного, плавильного, формовочного, и очистного). Они оснащены простым одинаковым оборудованием и для черных и для цветных сплавов.

Если изготавливать формы по новой технологии (засыпать модели сухим песком), то потребность в формовочных высокоточных машинах для прессования, встряхивания и так далее отпадает. Внимание акцентируется на производстве моделей, имеющих плотность материала 15-16 кг/куб. м, чаще всего их «доверяют» женским рукам, чаще всего располагая на верхних этажах зданий. Для серийного производства отливок используются полуавтоматы, на которых цикл производства моделей из пенопласта составляет примерно 2,5-3 мин. «Взяты» они из упаковочной отрасли. Там их используют для изготовления легкой тары, фасонной упаковки, декоративных панелей, а также элементов фасада.

При помощи способом ЛГМ получают отливки из стали и чугуна всех видов, из бронзы, алюминия всех литейных марок и латуни. На «елке или кусте», как в ювелирном производстве, могут лить сразу десятки отливок с практически «ювелирной» точностью. До 90% отливок могут применяться без механической обработки.

Применение этой гибкой технологии становится популярным во всем мире. Они уже используются на заводах Fiat, Ford Motors, General Motors. Участки и цеха, применяющие эту технологию, появляются снова и снова. Компания, чтобы усовершенствовать свою «фирменную» специализацию в этой области, создала проекты оборудования и запустила работу целого ряда литейных цехов, заводов, участков в странах дальнего и ближнего зарубежья, один из них – цех в г. Усть – Каменогорск, на 400 т/месяц. Сейчас, заводам ведутся поставки базового литейного оборудования 500 – 20 000 т/год, имеющего различную степень механизации.

В киевском литейном производстве компании производятся отливки, достигающие 150 т /месяц из цветных металлов, а также из черных, весом 0,1-2 500 кг, отрабатываются технологии и оснащение для новых цехов, проектируются линии и оборудование под программу цеха-заказчика и его площади, затем они поставляются предприятиям по литью под ключ. Литье сложных отливок из сталей, устойчивых к износу, весьма выгодно с точки зрения  экономии, так как затраты на механическую обработку значительно падают.  Вот небольшой список таких отливок: детали дробилок, молотки, шнеки для машин, предназначенных для производства кирпича и многое др. 

Капитальные затраты, уходящие на организацию производства падают примерно  в 2-2,5 раза, поэтому значительно быстрее происходит и его введение в эксплуатацию. Такие участки легко размещаются ремонтных, термических и других цехах, а также при кузнях.

Потенциал технологии ЛГМ настолько значителен и не исчерпан, что она является помощником в литье не только сплавов и металлов, но и в получении композитов и армированных конструкций, которые обладают в несколько раз повышенными служебными свойствами. Как это происходит? В модель вставляются материалы или детали, формирующие армированную конструкцию или композит, а применение газового давления по отношению к жидкому металлу повышает стабильность пропитки этих изделий со вставками больше 1 м.

ЛГМ – это процесс, который относится к технологиям будущего. Он экологичен, отливки, получаемые таким образом, имеют высокую точность, а также высока степень использования оборотного формовочного песка. Предприниматели, которые планируют реконструировать или создать литейный цех, с помощью технологии ЛГМ получат тот бизнесом, в котором оборудование и рабочая сила превращает металл высокотехнологичный товар. Способ ЛГМ заслуженно относится к высоким литейным технологиям. Об этом говорит качество производимой с ее помощью продукции.  Она относится к технологиям, ломающим стереотипы, которые убеждают нас в сложности и малодоступности производства при использовании высоких технологий.  Освоение ЛГМ позволяет шагнуть далеко вперед своих конкурентов, укрепить собственное машиностроение и увеличить возможности в экспортировке отливок.