RU2393046C1 - Способ изготовления литейных моделей - Google Patents

Способ изготовления литейных моделей Download PDF

Info

Publication number
RU2393046C1
RU2393046C1 RU2008148357/02A RU2008148357A RU2393046C1 RU 2393046 C1 RU2393046 C1 RU 2393046C1 RU 2008148357/02 A RU2008148357/02 A RU 2008148357/02A RU 2008148357 A RU2008148357 A RU 2008148357A RU 2393046 C1 RU2393046 C1 RU 2393046C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
model
mold
models
patter
compound
Prior art date
Application number
RU2008148357/02A
Other languages
English (en)
Inventor
Сергей Петрович Григорьев (RU)
Сергей Петрович Григорьев
Владимир Лаврентьевич Сивков (RU)
Владимир Лаврентьевич Сивков
Антон Александрович Любимцев (RU)
Антон Александрович Любимцев
Сергей Вячеславович Дельцов (RU)
Сергей Вячеславович Дельцов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет (ГОУВПО НГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет (ГОУВПО НГТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет (ГОУВПО НГТУ)
Priority to RU2008148357/02A priority Critical patent/RU2393046C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2393046C1 publication Critical patent/RU2393046C1/ru

Links

Landscapes

  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области литейного производства. Способ включает изготовление промодели, формы, заливку ее компаундом, выдержку в форме до затвердевания последнего, извлечение готовой модели. Модель изготавливают из полиуретанового компаунда. Форму изготавливают из кремнийорганического каучука. Готовую модель извлекают из формы через 10-90 минут после ее заливки. Достигается снижение времени изготовления моделей.

Description

Изобретение относится к области литейного производства, а именно к способам изготовления литейных моделей, предназначенных для получения литейных форм для металлических отливок.
Известен способ изготовления литейных моделей, включающий формование материала модели путем изготовления отдельных элементов, склеивание их до получения заготовки и механическую обработку склеенной заготовки до заданных размеров литейной модели (Патент РФ №2090297, МКИ В22С 7/00, опубликован 1997.09.20), в качестве материала модели используют термопластный полимер на основе стирола или его производных или его смесь с порошкообразным наполнителем с содержанием последнего до 50 об., а отдельные элементы изготовляют в виде типовых элементов, одинаковых по форме и размерам, путем прессования, при этом пресс-форму предварительно нагревают, а материал модели в процессе прессования используют подогретым до температур, соответственно в 1,8-2,1 и 1,8-1,9 превышающих температуру размягчения по Вика используемого термопластичного полимера.
Процесс тиражирования моделей на основе стирола довольно длителен, так как в обязательном порядке требуется механообработка поверхностей. Недостатком также является то, что поверхность, полученная механообработкой, по качеству уступает литой поверхности.
Также известен способ изготовления литейных моделей из полимерного материала согласно (В.В.Васильев, Б.П.Машков и др. Прогрессивные способы производства моделей. Донецк: Донбасс, 973, с.18-29). Данный способ включает изготовление промодели из древесины или гипса, получение по промодели формы (преимущественно из гипса) для получения модели, заливку в полученную форму полимерного компаунда на основе эпоксидной смолы в сочетании с наполнителями, отверждение эпоксидного компаунда при комнатной температуре в течение 16-24 ч, извлечение отвержденной модели из формы, отделку поверхности модели и термическую обработку модели в течение примерно 60 ч.
Введение 20-25 мас.% продукта АГМ-9 перед вводом отвердителя обеспечивает уменьшение хрупкости и увеличение стойкости к изгибающим нагрузкам (Способ получения литейных моделей, патент РФ №2304034, МКИ В22С 7/00, опубликован 2007.08.10).
Модели, полученные из эпоксидных компаундов, обладают по сравнению с деревянными более высокой износостойкостью, имеют более высокую точность и не нуждаются в механической обработке. Они не подвержены короблению, разбуханию, гниению, сравнительно легко ремонтируются. Однако способ приготовления эпоксидных моделей длителен и многостадиен. Серьезным недостатком способа является то, что используемые эпоксидные смолы оказывают вредное воздействие на кожу и слизистые оболочки работающих с ними людей. Усложняет процесс также необходимость тщательной подготовки используемых компонентов эпоксидного компаунда, например удаление из всех компонентов влаги, просушка наполнителей (высокая влажность тормозит отверждение компаунда).
Наиболее близким к заявляемому способу по совокупности существенных признаков является способ изготовления литейных моделей, включающий изготовление промодели из древесины или гипса, изготовление по промодели формы (предпочтительно из гипса) для отливки модели и формирование модели из полимерного материала путем заливки в полученную форму акриловой самоотверждающейся пластмассы согласно (В.В.Балабин. Модельное производство. М: Машиностроение, 1970, с.146-154), отверждения акриловой пластмассы при 24°С в течение 2-3 ч, извлечение отвержденной модели из формы и отделку поверхности полученной модели, зачистку, исправление дефектов. Акриловые самотверждающиеся пластмассы, используемые как модельные составы, получают смешиванием жидких и порошкообразных компонентов, например стиракрила ТШ или акрилата АСТ-Т. Порошок стиракрила ТШ - смесь 99% сополимера метилмекрилата со стиролом и 1% перекиси бензоила; жидкость стиракрила ТШ - смесь 99% метилметакрилата и 1% диметиланилина. Порошок акриалата АСТ-Т - смесь 97% полиметилметакрилата, 1,5% окиси цинка и 1,5% перекиси бензоила; жидкость акрилата АСТ-Т - смесь 97% метилметакриала и 3% диметиланилина. Заливка модельного состава в форму должна осуществляться через 10-15 мин после смешения компонентов.
Процесс по описанному способу значительно сокращает время изготовления литейных моделей ввиду быстрого отверждения акриловых пластмасс и отсутствия длительной стадии термообработки модели. Кроме того, используемые акриловые самоотверждающиеся пластмассы значительно менее токсичны, чем эпоксидные смолы, что значительно улучшает условия труда по сравнению с процессом изготовления моделей из эпоксидных смол.
Однако способ получения литейных моделей по способу-прототипу является достаточно длительным. Ввиду жесткости формы возможны затруднения при выемке модели, нарушения точности вследствие шероховатости гипсовой формы.
Решаемая задача - сокращение продолжительности процесса.
Технический результат, достижение которого обеспечивает настоящее изобретение, заключается в повышении технологичности способа за счет возможности изготовления моделей высокой точности без литейного уклона и с поднутрениями, а также облегчения их извлечения.
Этот технический результат достигается тем, что в способе изготовления литейных моделей, включающем изготовление промодели, формы, заливку ее полимерным компаундом, выдержку в форме до затвердевания последнего, извлечение готовой модели, модель изготавливают из полиуретанового компаунда, а форму из эластичного материала, извлекают готовую модель из формы через 10-90 минут после заливки, форму изготавливают из кремнийорганического каучука.
Сочетание материала модели с эластичным материалом формы позволяет изготавливать модели без соблюдения равнотолщинности стенок, без формовочных уклонов, а также с поднутрениями и при этом легко извлекать их из формы. Поверхности модели получаются гладкими и не требуют дополнительной обработки. Характерна низкая прилипаемость формовочной смеси.
Полиуретаны - синтетические полимеры, содержащие повторяющиеся уретановые группы -NH-CO-O- в цепи макромолекулы, это жесткие или эластичные вещества, обладающие высокой износостойкостью, атмосферной и кислотной стойкостью. Физико-механические характеристики и температуры плавления различных полиуретанов изменяются в широких пределах в зависимости от их строения. Применяются для получения пенопластов, клеев, пленок, антикоррозионных покрытий, волокон и др. (Политехнический словарь под ред. Н.И.Артоболевского. М.: Советская энциклопедия, 1977 г., с.378).
Компаунды полимерные - композиции на основе полимеров (эпоксидных смол, ненасыщенных полиэфиров, жидких кремнийорганических каучуков и др.) или мономеров (исходных продуктов синтеза полиакрилатов, полиуретанов и др.), предназначенные для заливки или пропитки токопроводящих схем и деталей с целью изоляции их в электро- и радиоаппаратуре (Политехнический словарь под ред. Н.И.Артоболевского. М.: Советская энциклопедия, 1977 г., с.220).
Кремнийорганические каучуки (силоксановые, силиконовые) - кремнийорганические полимеры общей формулы:
Figure 00000001
где (R и R' - алкильные или арильные группы).
После вулканизации превращаются в резину
Процесс изготовления литейных моделей аналогичен процессу, изложенному в прототипе. Промодель изготавливают по одной из технологий быстрого прототипирования либо на станке с ЧПУ, так как эти методы наиболее технологичны и позволяют изготовить промодель в минимально сжатый срок. Форму изготавливают из кремнийорганического каучука.
Модель получают свободной либо инжекционной заливкой полиуретанового компаунда в эластичную форму. Полиуретановые компаунды холодного отвердевания получают смешиванием жидких компонентов строго в заданных производителем пропорциях. Заливка модельного состава в форму должна осуществляться сразу же после смешения компонентов, рабочее время для свободной заливки 3-15 мин. Проведение операций смешивания и заливки под вакуумом снижает газовую пористость модели. Время отвердевания модели с выдержкой в форме при комнатной температуре (23°С) 10-90 мин. Повышение температуры сокращает время отвердевания, но приводит к уменьшению точности размера из-за отличий в объемном сжатии при охлаждении между формой и моделью.
Если требуется получить модель с плоской поверхностью разъема, роль верхней полуфомы может играть металлическая пластина (либо пластина из другого материала, которая не вступает во взаимодействие с полиуретановым компаундом) с отверстиями для снижения газовой пористости.
Пример 1.
Изготовили промодель из дерева, а форму из кремнийорганического каучука (ТУ 2513-121-40245042-2006). Готовили компаунд для заливки формы смешиванием двух компонентов А и В (в соотношении по объему: 85 частей А к 100 частям В) жесткого полиуретанового компаунда марки НР-6505 с заявленной твердостью по Шор 80D (ГОСТ 24621-91 [ИСО 868-85]), из которого обычно изготавливают небольшие партии конечных изделий (как правило, это опытные образцы изделий, созданные для оценки внешнего вида и удобства эксплуатации). Изготовили модель «кронштейн 1» свободной заливкой полиуретанового компаунда. Операции смешивания и заливки проводились под вакуумом. Оптимальное время выдержки модели в форме составило 50 минут (для данного полиуретанового компаунда при комнатной температуре 23°С). Меньшее время выдержки приводило к короблению модели при выемке, большее время нецелесообразно.
Пример 2.
Изготовили промодель из дерева, а форму из кремнийорганического каучука (ТУ 2513-121-40245042-2006). В качестве материала модели выбрали жесткий полиуретановый компаунд марки НР-6510, состоящий из двух компонентов А и В (в соотношении по объему: 85 частей А к 100 частям В) с заявленной твердостью по Шор 81D (ГОСТ 24621-91[ИСО 868-85]). Осуществляли инжекционную заливку (впрыском при помощи специального оборудования). Оптимальное время выдержки модели «кронштейн 2» в форме составило 15 минут (для данного полиуретанового компаунда при комнатной температуре 23°С). Меньшее время выдержки приводило к короблению модели при выемке, большее время нецелесообразно.
Модели легко извлекались из формы. С использованием моделей «кронштейн 1» и «кронштейн 2» были получены отливки из алюминиевого сплава АМ4,5Кд (ВАЛ 10). Прилипания формовочной смеси к модели не наблюдалось.
Модели, полученные данным способом, относительно легко ремонтируются, не требуют специального хранения, устойчивы к воздействию влаги, обладают высокой теплостойкостью и морозостойкостью, высокой ударной прочностью, не токсичны.
Возможно использование наполнителя, армирование модели, а также комбинирование материалов модели предварительной простановкой в форму элементов из пластмасс, металла и др.
Описанный способ изготовления моделей рекомендуется использовать в крупносерийном и массовом производстве, так как обеспечивается быстрое получение (2-3 дня) требуемого количества моделей.

Claims (1)

  1. Способ изготовления литейных моделей, включающий изготовление промодели, формы, заливку ее компаундом, выдержку в форме до затвердевания последнего, извлечение готовой модели, отличающийся тем, что модель изготавливают из полиуретанового компаунда, а форму из кремнийорганического каучука, при этом готовую модель извлекают из формы через 10-90 мин после ее заливки.
RU2008148357/02A 2008-12-08 2008-12-08 Способ изготовления литейных моделей RU2393046C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008148357/02A RU2393046C1 (ru) 2008-12-08 2008-12-08 Способ изготовления литейных моделей

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008148357/02A RU2393046C1 (ru) 2008-12-08 2008-12-08 Способ изготовления литейных моделей

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2393046C1 true RU2393046C1 (ru) 2010-06-27

Family

ID=42683530

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008148357/02A RU2393046C1 (ru) 2008-12-08 2008-12-08 Способ изготовления литейных моделей

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2393046C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2534169C2 (ru) * 2012-12-20 2014-11-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева" (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) Способ изготовления металлополимерных пресс-форм
RU2759368C1 (ru) * 2021-03-09 2021-11-12 Акционерное общество "Научно-производственная корпорация "Уралвагонзавод" имени Ф.Э. Дзержинского" Способ изготовления металлопластиковой оснастки и устройство для его осуществления

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БАЛАБИН В.В. Модельное производство. - М.: Машиностроение, 1970, с.146-154. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2534169C2 (ru) * 2012-12-20 2014-11-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева" (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) Способ изготовления металлополимерных пресс-форм
RU2759368C1 (ru) * 2021-03-09 2021-11-12 Акционерное общество "Научно-производственная корпорация "Уралвагонзавод" имени Ф.Э. Дзержинского" Способ изготовления металлопластиковой оснастки и устройство для его осуществления

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ATE459459T1 (de) Verfahren zur herstellung eines hochfesten formprodukts
WO2006091872A3 (en) Method for producing high quality optical parts by casting
DE502007003061D1 (de) Formstoff, Giesserei-Formstoff-Gemisch und Verfahren zur Herstellung einer Form oder eines Formlings
ATE547222T1 (de) Verfahren und anlage zur herstellung von beschichteten formkörpern
CN104109328A (zh) 一种3d打印用光固化蜡材料
RU2393046C1 (ru) Способ изготовления литейных моделей
RU2534169C2 (ru) Способ изготовления металлополимерных пресс-форм
ATE516905T1 (de) Verfahren zum herstellen einer sandform
WO2015046562A1 (ja) 生型鋳型及びその製造方法、並びに鉄系鋳物の製造方法
DE502006000530D1 (de) Werkzeug zur Herstellung von Bauteilen durch Spritzguß, Druckguß oder Ablegeverfahren
RU2641683C1 (ru) Способ получения керамических изделий сложной объемной формы
JPS63317555A (ja) 架橋してオルガノポリシロキサンエラストマーを形成しうるラジカル生成剤含有材料から成形体または被覆体を製造する方法
CN112757538A (zh) 一种铝模及其制备方法
AR047945A1 (es) Pieza y procedimiento para la manufactura de dicha pieza por moldeo, en una matriz de frague hidraulico.
RU2224480C2 (ru) Способ изготовления съемных зубных протезов
JPS6256115B2 (ru)
JPS61112602A (ja) セラミツクス成形用鋳型
RU2790605C1 (ru) Способ изготовления блочного композиционного материала на основе мамонтовой кости
EP1620216B1 (de) Formstoff, formteil und verfahren zur herstellung von formteilen für eine giessform
JP3141477U (ja) 高硬度の注型用シリコンゴム金型
DE4202878A1 (de) Verfahren zur herstellung von hohlkoerperformteilen
RU2090297C1 (ru) Способ изготовления литейных моделей
JPH07124686A (ja) 模型用反応型樹脂離型剤
TW200600311A (en) Method and apparatus for forming a finished article of manufacture and a finished article of manufacture made by a new and novel process
US20060241204A1 (en) Use of butylene terephthalate for producing thermoplastic dental prostheses

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20101209