FI111523B - Process and use for casting - Google Patents
Process and use for casting Download PDFInfo
- Publication number
- FI111523B FI111523B FI20001392A FI20001392A FI111523B FI 111523 B FI111523 B FI 111523B FI 20001392 A FI20001392 A FI 20001392A FI 20001392 A FI20001392 A FI 20001392A FI 111523 B FI111523 B FI 111523B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- model
- mold
- casting
- layer
- shift
- Prior art date
Links
Description
111523111523
Menetelmä ja käyttö valamiseenMethod and use for casting
Keksinnön kohteena on menetelmä valamiseen, missä esivalmistusvaiheessa ensinnäkin valmistetaan malli, 5 mikä päällystetään oleellisesti keraamipohjaisella materiaalilla muottikuoren valmistamiseksi, varsinai-sen valun suorittamiseksi valuvaiheessa mallin ja muottikuoren toisistaan erottamisen jälkeen syöttämällä valumateriaalia yhdestä tai useammasta muotti-10 kuoresta koostettuun muottiin.The present invention relates to a method of casting, in which the pre-fabrication step is first to produce a mold which is substantially coated with a ceramic-based material to form a mold casing, to perform the actual casting step after separating the mold and mold casing by feeding the molding material into one or more molds.
Edellä esitetyn tyyppinen kuvaus vastaa esim. perinteistä tarkkuusvalu- tai kuorimuottitekniikkaa tai sitten esim. uudempia Replicat CS- tai RP-menetelmiä.The description of the type described above corresponds e.g. to the conventional precision casting or shell mold technology or, for example, to the newer Replicat CS or RP methods.
15 Perinteinen tarkkuusvalumenetelmä käynnistyy ensinnä kin kertakäyttöisen vahamallin valmistuksesta, joka tapahtuu yleensä puristamalla sula vaha alumiinista valmistettuun vahamallimuottiin. Vahamalli kiinnitetään edelleen mallipuuhun, johon niitä voidaan liittää 20 valmistettavista valukappaleista riippuen jopa useita kymmeniä kappaleita. Kun mallipuu yleensä siihen myöhemmässä vaiheessa kytketyn valukanaviston osalta on valmis, se kastetaan keraamiseen lietteeseen sen päällystämiseksi esim. erilaisilla zirkoni-hiekoilla.15 The traditional precision casting method first starts with the production of a disposable wax model, which is usually done by pressing molten wax into an aluminum wax mold. The wax model is still attached to the template tree, to which they can be attached up to dozens of pieces depending on the castings being manufactured. When the model wood is generally ready for the lateral ductwork connected thereto at a later stage, it is dipped in a ceramic slurry to coat it with, for example, various zircon sand.
25 Tässä yhteydessä käytetyssä lietteessä on sideaineena yleensä esim. kolloidinen piidioksidi, natriumsili-kaatti tai etyylisilikaatti. Varsinainen hiekoitus tehdään sadettimen tai leijupatjan avulla. Päällystys-prosessia jatketaan kunnes kuori on noin 6-8 mm paksu.The slurry used in this context generally comprises, for example, colloidal silica, sodium silicate or ethyl silicate. The actual sanding is done with a sprinkler or fluidized bed. The coating process is continued until the shell is about 6-8 mm thick.
30 Tämän jälkeen vaha poistetaan joko lämmön tai sitten sen lisäksi myös paineen avulla, minkä jälkeen muotti sintrataan sen lopullisen lujuuden saavuttamiseksi.30 The wax is then removed either by heat or by pressure as well, after which the mold is sintered to achieve its final strength.
r Tähän menetelmään liittyy ensinnäkin se ongelma, että 35 vahamallin valmistamiseen vaaditaan kallis vahamalli- muotti, mikä valmistetaan yleensä alumiinista tai teräksestä työstämällä tai sitten esim. vulkanoitua : silikoonimuottia käyttämällä. Mitä monimutkaisempi 111523 £t kappale on, sitä kalliimpi on luonnollisesti myös tarvittava vahamallimuotti. Myös vahamallin käyttö sinänsä aiheuttaa lukuisia ylimääräisiä työvaiheita ja kustannuksia erityisesti vahan käsittelyssä tarvitta-5 van laitekannan ja varustelun vuoksi. Menetelmällä saavutettava tarkkuus on tänä päivänä parasta mahdollista laatua, joskin tarkkuusvalua on mahdollista käyttää nykyisellään ainoastaan hyvin pienten valukappaleiden valmistuksessa. Kappaleiden keskimääräiset 10 painot esim. Suomessa ovat yleensä muutamien kymmenien grammojen luokkaa.r This method firstly has the problem that an expensive wax mold is required to make the 35 wax designs, which are usually made by machining from aluminum or steel or then using, for example, a vulcanized: silicone mold. The more complicated the 111523 £ t piece is, the more expensive the wax model you need, of course. Also, the use of a wax model per se causes a number of additional work steps and costs, particularly because of the equipment and equipment required to handle the wax. The precision achieved by the method is today of the highest quality, although precision casting is currently only possible in the manufacture of very small castings. The average 10 weights of the pieces, for example in Finland, are usually in the order of a few tens of grams.
Käytettäessä edellä esitetyn tyyppisessä prosessissa vahan tilalla erityisesti EPS (Expanded Polystyrene) 15 -mallia, on kyse edellä mainitusta Replicat CS (Cera mic Shell) -menetelmästä, missä muottikuori rakennetaan paisuttamalla valmistetun EPS-mallin päälle, joka kuoren kuivumisen jälkeen poltetaan pois muotista, minkä jälkeen muotti edelleen sintrataan sen riittävän 20 lujuuden saavuttamiseksi. Muotti tuetaan valun ajaksi yleensä hiekkaan, jotta se kestää valun aikaisen kovan paineen. Hiekan tukivaikutuksen ja kaasunpoiston tehostamiseksi kytketään valuastiaan tarvittaessa vielä alipaine. Replicast CS-menetelmällä voidaan 25 valmistaa isompia kappaleita kuin tarkkuusvalumenetel- mällä, mutta menetelmän tarkkuus ei kuitenkaan ole * läheskään vastaavalla tasolla.In the process of the above type, in particular the EPS (Expanded Polystyrene) 15 model is used in place of the wax, this is the aforementioned Replicat CS (Cera mic Shell) method, wherein the mold shell is built on an EPS mold produced by expansion, which afterwards, the mold is further sintered to obtain sufficient strength. The mold is usually supported during casting to withstand sand under intense pressure during casting. In order to enhance the support effect of the sand and the degassing, a negative pressure is added to the casting vessel if necessary. Replicast CS can be used to make larger pieces than the precision casting method, but the accuracy of the method is not * nearly the same.
Uudet RP (Rapid Prototyping) -menetelmät tarjoavat 30 edelleen jossain määrin vaihtoehtoisia menetelmiä aivan perinteisempään tarkkuusvalutekniikkaan nähden.The new RP (Rapid Prototyping) methods still offer some alternative methods to the more traditional precision casting technology.
Eräs tällainen menetelmä on amerikkalaista perua oleva DSPC-menetelmä. Menetelmällä valmistetaan tarkkuusva-lumuotti suoraan CAD-kuvasta ilman mitään välivaihei-35 ta, kuten esim. vahamallin valmistamista. Näin ollen menetelmä pohjautuu valumallin kolmiulotteiseen CAD-kuvaan, joka ajetaan prosessointilaitteeseen sopivassa - . formaatissa. Valumalliin lisätään tarvittava valu- 3 111523 kanavisto ja lasketaan kutistumien vaatimat kokomuu-tokset. Tämän jälkeen prosessointilaite viipaloi valumallin horisontaalisiksi 2D-siivuiksi. Rakennusvaiheen alussa laite sirottelee ja tasoittelee työ-5 alustan päälle kerroksen alumiinioksidia (partikkeli-One such method is the American Reverse DSPC method. The method produces a precision die mold directly from a CAD image without any intermediate steps, such as the preparation of a wax model. Thus, the method is based on a three-dimensional CAD image of the casting model, which is executed in a processor suitable for -. format. The required casting system is added to the casting model and the size changes required for shrinkage are calculated. The processor then slices the die pattern into horizontal 2D slices. At the beginning of the construction phase, the device scatters and spreads a layer of alumina (particle-
koko esim. noin 0,05 mm). Seuraavaksi mustesuihkukir-joittimen tapainen printterikärki suihkuttaa haluttuihin, eli muotin seinämäkohtiin, pieniä pisaroita kolloidista kvartsia, mikä sitoo pulveripartikkelit 10 halutuilta kohdilta toisiinsa. Printteri liikkuu X-Ysize e.g. about 0.05 mm). Next, a print tip, such as an ink jet printer, injects small droplets of colloidal quartz into the desired, i.e., mold wall sites, which binds the powder particles 10 at desired locations. The printer moves X-Y
-suunnassa ja lisäksi suihkua voidaan ohjata suuttimen alapuolisilla elektrodeilla, jolloin sähkökenttä ohjaa suihkun oikeisiin kohtiin. Seuraavaksi rakennusalustaa lasketaan ja edellä kuvatut vaiheet toistetaan, kunnes 15 haluttu muotti on valmistunut koko korkeudeltaan.direction and in addition, the jet can be controlled by electrodes underneath the nozzle, whereby the electric field guides the jet to the correct positions. Next, the substrate is lowered and the steps described above are repeated until the desired mold is completed at full height.
Valmistusmuotti poistetaan alustalta ja irtonaiseksi jäänyt alumiinioksidipulveri kaadetaan pois muotista. Lopullisen lujuuden saavuttamiseksi muotti sintrataan. Seuraavaksi voidaan suorittaa valu.The manufacturing mold is removed from the base and the loose alumina powder is poured out of the mold. The mold is sintered to achieve ultimate strength. Next, casting can be performed.
2020
Edellä kuvattu menetelmä sallii täydellisen muotoilun vapauden. Muottiin ei tarvitse sijoittaa mitään irrallisia keernoja, vaan kaikki halutut muodot saadaan valmistettua kerralla. Laitteiston tarkkuus on 25 kirjallisuuden mukaan hyvä, jopa luokkaa 0,05 mm.The method described above allows complete freedom of design. No loose cores need be placed in the mold, but all desired shapes can be made at once. According to the literature, the accuracy of the apparatus is good, up to about 0.05 mm.
Pinnan laadussa tosin on toistaiseksi vielä parantami-; sen varaa. Menetelmän suurin rajoitus on toistaiseksi kuitenkin sen rajoitettu kappalekoko. Tällä hetkellä ei ole olemassa laitteistoja, joiden maksimi raken-30 nusalustan koko olisi suurempi kuin 406 x 406 x 406 mm. Edelleen menetelmä on varsin hidas, koska raken-nusnopeus on luokkaa 38 mm tunnissa, jolloin edellä kuvatun kokoisen suurimman mahdollisen rakennusalustan kokonaisrakennusaika on yli 10 tuntia. Tästä syystä ei 35 tämän tyyppistä menetelmää ole mahdollista hyödyntää tänä päivänä vielä ainakaan sarjatuotannossa. Luonnollisesti yksittäistuotantoon ja prototyyppien valmis-.. - tukseen menetelmä soveltuu mallittomana ja vähävai- 4 111523 heisena toimenpiteenä hyvin. Valmistuskustannukset saattavat kuitenkin kohota käytännössä suhteettoman korkeiksi erityisesti kokonaistuotantoa silmälläpitäen.However, there is still room for improvement in surface quality; afford it. However, the biggest limitation of the method so far is its limited piece size. At present, there are no installations with a maximum platform size larger than 406 x 406 x 406 mm. Further, the method is quite slow as the construction speed is in the order of 38 mm per hour, whereby the total construction time of the largest possible platform of the size described above is more than 10 hours. For this reason, it is not yet possible to utilize this type of process 35 at least today in serial production. Of course, for single production and prototype manufacturing, the method is well suited as a modelless and low cost 4 111523 process. However, the cost of production may increase in practice to a disproportionately high level, in particular for total production.
55
Nyt esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän tarkoituksena on saada aikaan ratkaiseva parannus edellä selitettyihin nykyisen tekniikan ongelmiin ja rajoituksiin ja siten kohottaa oleellisesti alalla 10 vaikuttavaa tekniikan tasoa. Tämän tarkoituksen toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiassa tunnusomaista se, että esivalmistusvaihees-sa käytetään vesistabiloitua plasmaruiskua (Water Stabilized Plasma), jolla muottikuori valmistetaan 15 pinnoitusvaiheessa kerroksittain, ruiskuttamalla yksi tai useampi oleellisesti toisistaan poikkeava päällekkäinen aineskerros mallin pintaan.The purpose of the method of the present invention is to provide a decisive improvement on the problems and limitations of the prior art described above, and thus to substantially increase the state of the art in the art. To accomplish this purpose, the method of the invention is essentially characterized in that the pre-fabrication step uses a Water Stabilized Plasma to form the mold casing in layers by spraying one or more substantially different overlapping layers of material onto the model surface.
Keksinnön mukaisen menetelmän tärkeimpinä etuina 20 mainittakoon sen ja siihen soveltuvan laitekannan yksinkertaisuus, tehokkuus ja toimintavarmuus. Keksinnön mukaisen menetelmän ansiosta on mahdollista valmistaa erittäin nopeasti halutun paksuinen keraami-kuori, jota voidaan edelleen käyttää tarkkuusvalu-25 muotin tavoin kuitenkin perinteisestä tekniikasta poiketen sellaisenaan ilman sintrausvaihetta. Menetel-* män tarkkuus on oikein määritetyillä rakennusparamet- reillä nostettavissa aina perinteisen tarkkuusvalu-menetelmän tasolle. Keksinnön mukaisen menetelmän eräs 30 keskeinen etu on siinä, että se poistaa perinteiseen tarkkuusvalutekniikkaan kuuluvan vahamallin valmistusvaiheen kokonaisuudessaan. Keksinnön mukaisessa menetelmässä hyödynnetty mastermalli täytyy luonnollisesti valmistaa kutakin kappaletta varten erikseen, 35 mutta sitä on kuitenkin mahdollista käyttää hyvinkin pitkässä tuotantosarjassa. Käytettäessä sopivia manipulaattoreita plasmapistoolin ja mastermallin käsittelyssä, on mahdollista toteuttaa edelleen 5 111523 pitkälle automatisoitu, nopea ja tehokas keraamisen tarkkuusvalumuotin valmistusprosessi, josta ei seuraa mitään ympäristöhaittoja verrattuna esim. vahanpoiston yhteydessä tai sitten EPS-hajoamisprosesseista muodos-5 tuviin päästöihin. Keksinnön mukaisen menetelmän ansiosta myös tuotantokustannukset jäävät edellä esitettyjen menetelmien kustannuksia alhaisemmiksi, koska myös perusinvestoinnit sellaisenaan on mahdollista rajata olemassa olevan laitekannan mukaiseksi, 10 eikä muottiin liittyviä erillisiä lämpökäsittelyjä tai muita vastaavia prosesseja tarvita.The main advantages of the method according to the invention 20 are its simplicity, efficiency and reliability. The process of the invention makes it possible very quickly to produce a ceramic casing of the desired thickness, which can still be used in the same way as a precision casting mold, unlike conventional technology, without the need for a sintering step. The accuracy of the method can always be raised to the level of the traditional precision casting method with properly defined building parameters. One of the main advantages of the process according to the invention is that it completely eliminates the manufacturing step of the wax model of the conventional precision casting technique. Of course, the mast model utilized in the method according to the invention must be manufactured for each piece separately, 35 but it is still possible to use it in a very long production series. Using suitable manipulators for plasma gun and mast model processing, it is possible to further implement a highly automated, fast and efficient ceramic precision mold making process that does not result in any environmental disadvantages compared to, for example, emissions from dewaxing or EPS degradation processes. Due to the method of the invention, the production costs are also lower than those of the above methods, since it is also possible to limit the basic investments as such to the existing equipment base, and no separate heat treatment or other similar processes are required.
Menetelmään kohdistuvissa epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa on esitetty keksinnön mukaisen menetelmän 15 edullisia sovellutuksia.Advantageous embodiments of the method 15 of the invention are disclosed in the dependent claims.
Keksinnön kohteena on myös vesistabiloidun plasmaruis-kun (WPS) käyttö valamisessa, mitä koskien on esitetty oma itsenäinen patenttivaatimus.The invention also relates to the use of water-stabilized plasma spray (WPS) in casting, for which there is a separate independent claim.
2020
Seuraavassa selityksessä keksintöä havainnollistetaan yksityiskohtaisesti samalla oheiseen piirustukseen viittaamalla, jossa on esitetty eräs keksinnön mukaisen menetelmän yleisperiaate.In the following description, the invention will be illustrated in detail with reference to the accompanying drawing, which shows a general principle of the method according to the invention.
2525
Keksinnön kohteena on menetelmä valamiseen, missä esivalmistusvaiheessa ensinnäkin valmistetaan malli X, mikä päällystetään oleellisesti keraamipohjaisella materiaalilla muottikuoren Y valmistamiseksi, varsi-30 naisen valun suorittamiseksi valuvaiheessa mallin X ja muottikuoren Y toisistaan erottamisen jälkeen syöttämällä valumateriaalia yhdestä tai useammasta muotti-, - kuoresta Y koostettuun valumuottiin M. EsivalmistusThe present invention relates to a method of casting, in which the pre-fabrication step comprises firstly manufacturing a pattern X which is substantially coated with a ceramic-based material to form a mold shell Y, after casting the mold X from the mold to one, M. Preparation
vaiheessa käytetään vesistabiloitua plasmaruiskua 35 (Water Stabilized Plasma) 1, jolla muottikuori Ystage uses a Water Stabilized Plasma Syringe 35 with a mold shell Y
valmistetaan pinnoitusvaiheessa I kerroksittain, ruiskuttamalla yksi tai useampi oleellisesti toisis- • 6 111523 taan poikkeava päällekkäinen aineskerros Z mallin X pintaan.is produced in layers by coating step I, by spraying one or more substantially different overlapping layers Z onto the surface of model X.
Edullisena menetelmän sovellutuksena erityisesti 5 oheiseen piirustukseen viitaten on käytettävä malli XAs a preferred embodiment of the method, particularly with reference to the accompanying drawings, Model X must be used
ns. positiivinen mastermalli, joka on valukutistumien määrällä kasvatettu alkuperäisestä kappaleesta ja jaettu jakotasojen kohdalta osiin Xl, X2 liitospinto-jen muodostamiseksi ja valumuotin M muodostamiseksi 10 liittämällä osiin Xl, X2 pinnoitetut muottikuoren osatthe so-called. a positive mast model, incremented by the amount of casting shrinkage from the original body and divided at the partition planes into sections X1, X2 to form the joint surfaces and to form the casting mold M by attaching to the sections X1, X2 the coated mold parts
Yl, Y2 toisiinsa käytännössä yleensä liimaamalla oheisessa kaaviossa esitetyllä periaatteella. Tässä yhteydessä mallin X pintaan ruiskutetaan yhtä tai useampaa keraamista ainesta käyttäen koostumuksiltaan 15 ja/tai raekooltaan erilaisia ruiskutuskerroksia Z; Zl, Z2, Z3.In practice, Y1, Y2 are glued to each other by gluing to the principle shown in the attached diagram. In this connection, one or more ceramic materials are sprayed onto the surface of model X using injection layers Z of different compositions and / or grain sizes; Z1, Z2, Z3.
Keksinnön mukaisen menetelmän edullisena sovellutuksena ruiskutetaan valmistettavaan muottikuoreen Y; Yl, 20 Y2 ensinnäkin erityisesti valmistettava valukappaleen pinnanlaadun parantamiseksi hienojakoinen aineskerros Z2, mikä koostuu esim. zirkoniumsilikaatista, seulotusta karkeammasta luonnonmateriaalista ja/tai vastaavasta, raekoon ollessa esim. 50 - 100 μτη ja kerrospak-25 suuden välillä 0,5 - 1 mm. Edelleen menetelmän edul lisena sovellutuksena ruiskutetaan edellä mainitun pinnoituksen päälle edelleen karkeampirakenteinen kantava runkokerros Zl, mikä koostuu zirkoniumsilikaatista, mulliitista, molokiitista ja/tai vastaavasta 30 mineraalista, raekoon ollessa tyypillisesti välillä 80 - 250 μιη ja kerrospaksuuden vastaavasti edullisesti välillä 1-3,5 mm.In a preferred embodiment of the method according to the invention, Y is injected into the mold shell to be manufactured; First, Y1, 20 Y2 are first of all specially formulated to improve the surface quality of the casting, a finely divided material layer Z2 consisting of e.g. zirconium silicate, screened coarse natural material and / or the like having a grain size of, for example, 50-100 μτη. Further, as a preferred embodiment of the process, a coarse structure bearing core layer Z1 consisting of zirconium silicate, mullite, molocite and / or the like mineral is further sprayed onto the above coating with a grain size typically between 80 and 250 µιη and a layer thickness respectively.
>>
Edelleen menetelmän edullisena sovellutuksena hyödyn-35 netään valuprosessin yhteydessä termisiä, kemiallisia, mekaanisia ja/tai fysikaalisia järjestelyjä erityisesti muottikuoren Y; Yl, Y2 mallista X; Xl, X2 irrotta-, misen edesauttamiseksi tai vastaavaa tarkoitusta 7 111523 varten. Tässä yhteydessä termisenä järjestelynä käytetään edullisesti malliin X kuuluvassa mallirun-gossa Xl, X2 olevaa jäähdytys-/lämmitysjärjestelyä 3, minkä prosessin väliaineena käytetään esim. vettä, 5 alkoholi-, öljypohjaista nestettä ja/tai vastaavaa.Further, as a preferred embodiment of the process, thermal, chemical, mechanical and / or physical arrangements are utilized in the casting process, in particular mold Y; Y1, Y2 from X; X1, X2 for assisting removal, or the like 7 7151523. In this context, the cooling / heating arrangement 3 in the template housing X1, X2 of the model X is preferably used as the thermal arrangement, the process medium being e.g. water, alcohol 5, oil-based liquid and / or the like.
Tällä tavoin mallipinnan X' alapuolelle mallirunkoon Xl, X2 sijoitetulla jäähdytys-/lämmitysjärjestelyllä 3 aikaansaatu lämpötilamuutos on kohdistettavissa itse mallin pintaan ja siitä edelleen sillä olevaan pin-10 noitteeseen Z.In this way, the temperature change achieved by the cooling / heating arrangement 3 placed below the model surface X 'in the model body X1, X2 is adjustable to the surface of the model itself and thereafter to the pin-10 notch Z on it.
Edellä kuvatun järjestelyn 3 tarkoitus on kaksitahoinen: toisaalta sillä estetään mallin kuumeneminen pinnoituksen aikana ja pinnoitteen halkeaminen kohon-15 neiden jännitysten ansiosta. Toisaalta erilaisia lämpölaajenemiskertoimia voidaan käyttää apuna erityisesti juuri valmistetun pinnoitteen irrottamiseksi mallin pinnasta.The purpose of the arrangement 3 described above is twofold: on the one hand, it prevents the model from heating up during coating and cracking of the coating due to elevated stresses. On the other hand, various thermal expansion coefficients can be used to assist in particular to remove the newly prepared coating from the surface of the model.
20 Tässä yhteydessä voidaan lämpötilojen muutos käytän nössä hoitaa mitä erilaisimpia väliaineita käyttämällä. Vesijäähdytyksellä voidaan kappaletta jäähdyttää aina lähelle 0°C, ja toisaalta kuumentaa lähelle jopa 100°C. Vastaavasti alkoholipohjaisella nesteellä 25 voidaan jäähdytys viedä jopa noin -30°C:een, kuumen- nuskyvyn ollessa vastaavasti samaa luokkaa veden kanssa. Erilaisilla öljymäisillä tuotteilla voidaan mallin lämpötila nostaa jopa yli 100°C:een. Vastaavasti edelleen ilman avulla tapahtuvaa jäähdytys-30 tä/lämmitystä voidaan käyttää yhtä lailla, lämpötila erojen ja lämmönjohtokyvyn ollessa kuitenkin pienemmät .20 In this context, a change in temperature can be practically treated using a variety of media. Water cooling can always be used to cool the unit to near 0 ° C and to heat up to 100 ° C. Similarly, with alcohol-based liquid 25, cooling can be brought up to about -30 ° C, with a heating capability correspondingly in the same order as water. Various oily products can raise the model temperature to over 100 ° C. Similarly, air-assisted cooling / heating can still be used, but with lower temperature differences and lower thermal conductivity.
Tässä yhteydessä voidaan ns. fysikaalisena järjestely-35 nä käyttää hyväksi luonnollisesti myös mallin pinnan laatua (hiekkapuhallus/koneistus) ruiskutetun pinnoitteen eli valmistetun muottikuoren irrottamisessa.In this context, the so-called. as a physical arrangement-35, of course, the quality of the surface of the model (sandblasting / machining) is also utilized in the removal of the sprayed coating, i.e. the manufactured mold casing.
. f Lisäksi pinnoite voidaan luonnollisesti irrottaa i 8 111523 mallin pinnalta erilaisin mekaanisin järjestelyin, kuten painimien tai ulostyöntimien avulla.. f In addition, the coating can of course be removed from the surface of the i 8 111523 by various mechanical arrangements, such as presses or ejectors.
Edelleen keksinnön mukaista menetelmää hyödynnettäessä 5 on mahdollista ruiskuttaa mallin X pintaan ensimmäise nä vaiheena, erityisesti juuri valmistetun pinnoitteen Z irrottamisen mallista X edesauttamiseksi tai vastaavaa tarkoitusta varten, hienojakoinen aineskerros Z3, mikä koostuu zirkoniumsilikaatista, yttriumoksidista 10 ja/tai vastaavasta, raekoon ollessa edullisesti välillä 20 - 65 μιη ja kerrospaksuuden vastaavasti välillä 0,1 - 0,5 mm.Further utilizing the process according to the invention, it is possible to spray onto the surface of the model X as a first step, in particular to release the freshly prepared coating Z from the model X or for similar purposes, a finely divided material Z3 consisting of zirconium silicate, yttrium 10 and / or - 65 μιη and a layer thickness of 0,1-0,5 mm respectively.
Edellä kuvatun ns. kemiallisen ja fysikaalisen irro-15 tusjärjestelyn lisäksi on mahdollista hyödyntää myös puhtaasti kemiallista järjestelyä esim. vahamaista, keraamista ja/tai grafiittipohjaista väliainetta ZO käyttämällä, mikä levitetään esim. dippaustekniikalla, ruiskuttamalla tai sivelemällä mallin X pintaan ennen 20 varsinaista pinnoitusvaihetta. Tämän tyyppisen väliai neen tarkoituksena on siis lievittää mallin X ja pinnoitteen Z välillä olevia lämpöjännityksiä ja toisaalta heikentää näiden keskinäistä mekaanista ja kemiallista tartuntaa. Luonnollisesti on huomioitava 25 se, että käytettävä väliaine ei saa haitata muotti- kuoren käyttöä sinänsä itse valussa, eli siinä ei saa • olla reaktiivisia eikä kaasuuntuvia aineita tai muita vastaavia epäedullisia aineksia valuprosessia silmälläpitäen.The so-called so-called. In addition to the chemical and physical release arrangement, it is also possible to utilize a purely chemical arrangement using, for example, waxy, ceramic and / or graphite-based medium ZO, which is applied, e.g., by dripping, spraying or brushing on the Model X surface prior to 20 actual coating steps. The purpose of this type of medium is thus to alleviate the thermal stresses between the model X and the coating Z and, on the other hand, to reduce the mechanical and chemical bonding between them. Of course, it should be noted that the medium used must not interfere with the use of the mold shell as such in the casting, i.e., it must not contain reactive or gaseous materials or similar undesirable materials for the casting process.
3030
Keksinnön kohteena on näin ollen myös vesistabiloidun plasmaruiskun (WSP) 1 käyttö muottikuoren Y valmista-: miseksi kerroksittain, ruiskuttamalla pinnoitusvai- heessa (I) yksi tai useampi oleellisesti toisistaan 35 poikkeava päällekkäinen keraamipohjainen aineskerros Z esivalmistusvaiheessa valmistetun mallin X pintaan, varsinaisen valun suorittamiseksi valuvaiheessa mallin X ja muottikuoren Y toisistaan erottamisen jälkeen 9 111523 syöttämällä valumateriaalia yhdestä tai useammasta muottikuoresta Y koostettuun muottiin M.The invention thus also relates to the use of a water-stabilized plasma syringe (WSP) 1 for the layered production of mold shell Y by injection of one or more substantially overlapping ceramic-based material layers Z in a coating step (I) onto a molding surface of a preform After separating X and mold shell Y from 9111523 by feeding casting material into mold M formed from one or more mold shell Ys.
WSP-plasman lämpötila on tyypillisesti jopa 28000 K.WSP plasma temperatures are typically up to 28000 K.
5 Vastaavasti jauheen syöttömäärä voi olla jopa yli 50 kg/h. Suuresta tehosta johtuen on mahdollista ruiskuttaa näin ollen jopa raekokoja 50-200 μχα. Ruisku-tusetäisyys on tyypillisesti enimmillään noin 350 mm, virran ollessa esim. 380 - 400 A ja jännitteen vastaa-10 vasti 300-320 V.Correspondingly, the feed rate of the powder can be up to 50 kg / h. Due to its high power, it is thus possible to spray even grain sizes of 50-200 μ raα. The injection distance is typically up to about 350 mm, with a current of e.g. 380-400 A and a voltage of -103 to 300 V.
On selvää, että keksintö ei rajoitu edellä esitettyihin tai selitettyihin sovellutuksiin, vaan sitä voidaan keksinnön perusajatuksen puitteissa muunnella 15 hyvinkin huomattavasti. Luonnollisesti on selvää, että esim. piirustuksessa kuvatun tyyppisen mastermallin valmistus on mahdollista käynnistää esim. kolmiulotteisesta mallintamisesta, missä yhteydessä mallin avulla muotille haetaan sopiva geometria ja etsitään 20 esim. edullisimmat jakotasot, joiden lukumäärä määräy tyy kulloinkin valettavan kappaleen geometriasta. Käytettäessä esim. metallista mallia, on malli muutamaa poikkeustapausta lukuun ottamatta valmistettava yleensä kahdesta tai useammasta osasta. Poikkeusta-25 pauksena voidaan mainita erittäin yksinkertainen lieriömäinen tai neliön muotoinen kappale, jossa ei • ole negatiivisessa kulmassa olevia kohtia. Toisin sanoen kappale mahdollistaa esim. 1-2 asteen päästö-kulmien käytön mallissa, jolloin ruiskutettu kuori 30 saadaan irrotettua mallista. Kaikissa muissa tapauk sissa on malli jaettava päästöjen ja jakotasojen määräämällä tavalla kahteen tai useampaan osaan, • riippuen juuri näistä jakotasoista. Lisäksi jakotasoi-hin tulee luonnollisesti suunnitella sopivat ohjain- 35 ja liimauspinnat, jotta muottipuoliskojen liittäminen toisiinsa onnistuu tarkasti ja helposti. Pysyvän mastermallin tilalla voidaan ruiskutusalustana käyttää luonnollisesti myös täysmuottikaavausmenetelmien 10 111523 tapaan kertakäyttöistä mallia. Tämän tyyppisessä sovellutuksessa on malli luonnollisesti sopivin menettelyin poistettava kokonaisuudessaan ruiskutetun muottikuoren sisältä ennen valua. Tämän tyyppisin 5 ' järjestelyin mahdollistuu ehkä muodoiltaan jossain määrin mastermallia vapaamman valukappaleen valmistaminen .Obviously, the invention is not limited to the embodiments described or described above, but can be very substantially modified within the basic idea of the invention. Of course, it is obvious that it is possible to start the production of a mast model of the type described in the drawing, for example, from three-dimensional modeling, whereby a suitable geometry for the mold is sought and the most favorable dividing planes are determined. When using, for example, a metal model, the model must, with a few exceptions, usually be made of two or more parts. As an exception-25, a very simple cylindrical or square piece with no negative angles can be mentioned. In other words, the piece allows, for example, the use of 1-2 degree release angles in the model, whereby the injected shell 30 can be removed from the model. In all other cases, the model shall be subdivided into two or more divisions, as determined by the emissions and distribution levels, • depending on these distribution levels. In addition, suitable guide and gluing surfaces must of course be designed for the dividing planes so that the mold halves can be precisely and easily connected. Naturally, as in the case of full-mold molding techniques 10 111523, the disposable model can also be used instead of the permanent mast model. In this type of application, the model must, of course, be completely removed from the inside of the injection molded shell before casting. This type of 5 'arrangement may allow for the production of a casting slightly looser in shape than the mast model.
Muottikuoren rakenne eli siis se, minkälaisista 10 kerroksista se koostuu, vaikuttaa luonnollisesti oleellisesti valutulokseen. Muottikuori voidaan rakentaa periaatteessa ainoastaan yhdestä materiaalista ruiskuttamalla sitä kerroksittain riittävä kerrospaksuus muottikuorelle. Parhaan valutuloksen/kustan-15 nustehokkuuden saavuttamiseksi on kuitenkin edullista ruiskuttaa useampia toisistaan poikkeavia päällekkäisiä kerroksia, jolloin ensimmäinen ohut ruiskutusker-ros koostuu hyvän pinnanlaadun tuottavasta hienojakoisesta materiaalista, ja sitä seuraavat ulommat kerrok-20 set karkeammista, mutta lämpötilankestoltaan riittä vistä ja hyvin kaasuja läpäisevistä halvemmista keraamisista materiaaleista.The structure of the mold shell, i.e., what kind of 10 layers it is composed of, naturally contributes significantly to the casting result. In principle, a mold shell can be constructed of only one material by spraying it in layers with sufficient layer thickness on the mold shell. However, for best casting / cost-effectiveness, it is preferable to spray a plurality of different overlapping layers, whereby the first thin spray layer is composed of fine material producing good surface quality, and the subsequent outer layers are coarser, but more resistant to heat and gas. ceramic materials.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20001392A FI111523B (en) | 2000-06-12 | 2000-06-12 | Process and use for casting |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20001392 | 2000-06-12 | ||
FI20001392A FI111523B (en) | 2000-06-12 | 2000-06-12 | Process and use for casting |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI20001392A0 FI20001392A0 (en) | 2000-06-12 |
FI20001392A FI20001392A (en) | 2001-12-13 |
FI111523B true FI111523B (en) | 2003-08-15 |
Family
ID=8558539
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI20001392A FI111523B (en) | 2000-06-12 | 2000-06-12 | Process and use for casting |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI111523B (en) |
-
2000
- 2000-06-12 FI FI20001392A patent/FI111523B/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI20001392A0 (en) | 2000-06-12 |
FI20001392A (en) | 2001-12-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10035731B2 (en) | Additive manufacturing hybrid core | |
US10661333B2 (en) | Casting method using combined 3D printed shell mold and the combined shell mold used in the method | |
RU2311984C2 (en) | Casting method and equipment for performing the same | |
US9901977B2 (en) | Patternless sand mold and core formation for rapid casting | |
JP2015226935A (en) | Ceramic casting core made by additive manufacturing | |
CN105328121A (en) | Die-free fast casting method based on fused deposition technology | |
CN114210944B (en) | Composite 3D printing preparation method of casting sand mold with chill and casting sand mold | |
CN108083812A (en) | A kind of increasing material production method of labyrinth ceramic base part | |
US10259036B2 (en) | Variable diameter investment casting mold for casting of reticulated metal foams | |
CN111531163A (en) | Casting process of motor shell with spiral cooling water channel | |
EP0924008B1 (en) | Rapidly forming complex hollow shapes using lost wax investment casting | |
US20210031257A1 (en) | Method for producing a casting mold for filling with melt and casting mold | |
FI111523B (en) | Process and use for casting | |
US7032647B2 (en) | Pressure casting using a supported shell mold | |
WO2006073486A1 (en) | Method and tool for molding | |
CN113561295B (en) | Preparation method of lost mold core, lost mold and application | |
CN108454303A (en) | A kind of non-manual forging is non-to carve the iron picture component production method carved by hand | |
JP2004188447A (en) | Pattern for making sand mold for casting | |
CA3213767A1 (en) | Process for evaporative casting | |
CN113333673A (en) | Quick preparation method of resin sand casting mold | |
Wu et al. | The Additive Manufacturing Process of Electric Power Fittings Fabricated by Metal Droplet Deposition | |
JP2001001107A (en) | Device for manufacture of mold and its casting method | |
IT202100011450A1 (en) | Method and equipment for the production of objects by three-dimensional printing and sintering | |
CN115673241A (en) | Material of soluble ceramic shell or ceramic core and preparation method and application thereof | |
CN114192746A (en) | High heat absorption core for manufacturing casting |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MA | Patent expired |