Zandgieten van uw product

Bekijk het groene zandgietproces

Hoewel er veel soorten metaalgieten zijn, is zandgieten verreweg het meest gebruikte type.

Het proces klinkt bedrieglijk eenvoudig. Een replica van het gewenste metalen voorwerp wordt in gietzand geduwd, waar het een hol "negatief" van het object creëert. Die leegte is gevuld met gesmolten metaal en legt de details vast. Wanneer de leegte afkoelt, wordt het metalen voorwerp uit het zand getrokken, waarbij het originele ontwerp getrouw wordt vastgelegd.

Iedereen die een complex zandkasteel of zandsculptuur heeft gebouwd, heeft enige ervaring met hoe zand goed kan zijn in het vastleggen van kleine ontwerpen. Zand is niet alleen buigzaam, maar ook goedkoop en veerkrachtig in de hoge temperaturen die nodig zijn voor het gieten van metaal.

Het uitgangspunt van zandgieten

Zandgieten kan in elke aarden ruimte die zijn vorm rond gesmolten metaal behoudt. In deze video wordt vloeibaar aluminium in een verlaten vuurmierennest gegoten. Nadat het metaal is afgekoeld, wordt het opgegraven en schoongemaakt, en het resulterende gietstuk heeft de vorm van de habitat vastgelegd.

Kunstenaar maakt sculptuur door zand in een lege mierenhoop te gieten

Toen de mieren hun nest bouwden, vertrouwden ze op dezelfde eigenschappen die zandstrooiers doen:goed verpakte korrels aarde kunnen een structuur creëren die bestand is tegen instorten. In dit geval blijft het leefgebied in vorm, zelfs wanneer gesmolten aluminium wordt geïntroduceerd.

Zandgieten:een ambachtelijk vak

Vuurmieren creëren natuurlijk geen ruimtes met gieten in gedachten. Tijdens het "in het wild" zandgieten zullen er problemen zijn met het ontsnappen van gassen uit de mal, de doorlaatbaarheid van alle delen van het leefgebied en de snelheid van afkoeling in elke kamer. Delen van het metaal kunnen verzwakt zijn door verschillende afkoelingssnelheden, wat niet relevant is voor een interessant en aantrekkelijk kunstwerk dat niet kan worden belast.

De metalen structuur en zwakte zijn echter relevant voor industriële gietstukken die te maken hebben met mechanische belasting, zoals motoronderdelen en bouwelementen. Het behandelt deze aspecten van metallurgie die zandgieten afhankelijk maken van precieze technieken en expertise.

Om het proces van zandgieten te starten, wordt het gietzand bereid in mullers , die het zand, bindmiddel en water mengen. Beluchters worden gebruikt om het zand los te maken en gemakkelijker te vormen. In plaats van mullers kunnen zandsnijders, die boven een hoop op de gieterijvloer werken, worden gebruikt. Aanvoer van het zand naar de gietvloer kan door middel van dump- of scooptrucks of door bandtransporteurs.

Op de gietvloer wordt het zand tot mallen gevormd; de vormen kunnen op de grond worden geplaatst of door transportbanden naar een gietstation worden gebracht. Na het gieten worden de gietstukken uit de kolven verwijderd. Aanhechtend zand wordt verwijderd door een schudstation. Het gebruikte zand wordt via een transportband of op een andere manier teruggebracht naar de opslagbakken.

Er is een enorme verscheidenheid aan apparatuur en methoden beschikbaar voor de gieterij. Deze variëren van eenvoudige, werkbesparende apparaten voor gieterijarbeiders tot volledig gemechaniseerde eenheden die alles doen, van gieten tot uitschudden. Welk automatiseringsniveau een gieterij gebruikt, is gebaseerd op de economie van de productielijn. Een bedrijf dat duizenden vergelijkbare onderdelen produceert, zoals een autofabrikant, kan meer automatisering gebruiken dan een gieterij die kleine oplagen van zeer verschillende onderdelen maakt.

Of ze nu geautomatiseerd zijn of niet, gieterijen gebruiken dezelfde soorten gereedschappen bij de productie van zandgietmachines. Een fles  is een stijf frame dat wordt gebruikt om het zand vast te houden dat een mal vormt. Flacons bestaan ​​over het algemeen uit twee delen:het bovenste gedeelte, de cope , en het onderste gedeelte, de slepen . Als er meer dan twee delen worden gebruikt, worden de tussenliggende secties wangen . genoemd . In veel gieterijen wordt deze kolf op een "bodemplank" geplaatst. Dit bord wordt gebruikt zodat wanneer de kolf wordt verwijderd, de mal nog steeds kan worden verplaatst voor het verwijderen van patronen, gieten en andere belangrijke stappen.

Gieterijen gebruiken drie versies van kolven:strak, snap en slip. Strakke kolven op zijn plaats blijven terwijl de mal is gevuld met metaal. Snap kolven zijn scharnierend op een hoek en vergrendelen op de tegenoverliggende diagonale hoek. Vormers maken deze kolven los en verwijderen ze nadat ze de mal hebben gesloten. Slipflessen zijn van stevige constructie en lopen aan alle vier zijden taps toe van boven naar beneden:ze glijden gemakkelijk van een gesloten zandvorm af. Met klik- of schuifkolven kan de vormer veel mallen maken met één kolf.

Voor het gieten van mallen met snap- of slipflacons, wordt een houten of metalen gietmantel rond de mal geplaatst en een gewicht aan de bovenkant om te voorkomen dat het hoofd omhoog komt. De kop- en sleepsecties op alle kolven worden in de juiste uitlijning gehouden door kolfpennen en -geleiders.

Kolven kunnen worden gevuld met zand door met de hand te scheppen, door zwaartekracht gevoed vanuit bovenliggende trechters, geladen door een doorlopende band vanuit een bak, of stevig gevuld met mechanische zandslingers. Zeer grote mallen kunnen worden gevuld met een bovenloopkraan die is uitgerust met een grijperbak.

Hand rammen is de eenvoudigste methode om zand te verdichten. Om de snelheid te verhogen, worden pneumatische stampers gebruikt. De methode is traag omdat het zand in lagen wordt geramd en het moeilijk is om een ​​uniforme dichtheid te verkrijgen. Meer uniforme resultaten en hogere productiesnelheden worden verkregen door persmachines . Handbediende knijpers waren beperkt tot kleine mallen en zijn nu achterhaald. Luchtgedreven machines werken voor grotere mallen en zijn ook veel sneller. Squeezer-vormmachines produceren de grootste zanddichtheid aan de bovenkant van de kolf en het zachtst in de buurt van de scheidingslijn van het patroon.

In schokvormmachines , wordt het patroon op een plaat geplaatst die aan de bovenkant van een luchtcilinder is bevestigd. Nadat de tafel omhoog is gebracht, gaat een snelkoppelingspoort open en vallen de zuiger, plaat en mal vrij tegen de bovenkant van de cilinder of slagvlakken. De impact verpakt het zand. De dichtheden die door deze machine worden geproduceerd, zijn het grootst naast de scheidingslijn van het patroon en het zachtst bij de bovenkant van de kolf. Als afzonderlijke eenheid wordt het voornamelijk gebruikt voor middelgroot en groot werk. Waar gewone schokmachines worden gebruikt voor groot werk, is het gebruikelijk om de bovenkant van de kolf handmatig met een luchthamer te rammen.

Jolt-knijpmachines gebruik zowel de schok- als de knijpprocedures. De plaat is gemonteerd op twee luchtcilinders:een kleine cilinder om te schokken en een grote om de mal in te knijpen. Deze worden veel gebruikt voor klein en middelgroot werk, met patronen met luciferplaten of poortjes.

Soms kunnen inrichtingen voor het strippen van patronen worden opgenomen in schok- of persmachines. Deze machines halen het patroon automatisch uit de mal. Patroonverwijdering kan ook worden bereikt met behulp van schok-rockover-draw- of jolt-squeeze-rollover-draw-machines. Deze machines laten de mal trillen zodat het patroon gemakkelijker kan worden teruggetrokken:de kinetische energie van de trilling beweegt anders door het zand dan door het metaal en helpt de onderdelen los te laten. Rollover-trekmachines draaien de mal ondersteboven om het patroon gemakkelijker weg te laten vallen. Rockover-machines kantelen de mal, maar gaan niet zo ver.

De zandslinger is het meest toepasbare type stampmachine. Het bestaat uit een roterende pomp, een waaier genaamd, die op het uiteinde van een dubbel scharnierende arm zit. Op deze arm zijn transportbanden gemonteerd die zand naar de waaier voeren. De waaier draait met hoge snelheid en geeft het zand de snelheid om bij impact stevig in de mal te rammen. De kop van de machine kan naar alle delen van de kolf worden gericht. Dit kan handmatig worden gedaan op grotere machines of automatisch worden geregeld in snelle productielijnen voor kleinere matrijzen.

Vibrators worden gebruikt op alle patroontekenmachines. Deze bevrijden het patroon uit de greep van het zand voordat het wordt verwijderd. Het gebruik ervan vermindert schimmelschade tot een minimum wanneer het patroon wordt geëxtraheerd en heeft als bijkomend voordeel dat het gietstukken van meer uniforme grootte produceert. Vibrators werken meestal met lucht.

Kleine gietstukken kunnen worden gegoten met behulp van stackmolding-methoden. In dit geval heeft elke kolf een in het bovenoppervlak gevormde sleepholte en in het onderoppervlak een kopholte. Deze worden op elkaar gestapeld tot een geschikte hoogte en gegoten uit een gemeenschappelijke spruw.

Metallurgie en de maker-beweging

Vroege metallurgen wierpen brons en messing in kleine bewerkingen van een paar ambachtslieden. Vervolgens, gedurende de lange periode van de ijzertijd en tijdens de industriële revolutie, werden gieterijen grote bedrijven die gespecialiseerd waren in het beheersen van de buitengewoon hoge temperaturen die nodig zijn om staal- en ijzergietwerk te maken en om te voldoen aan de productie-eisen van een groeiende economie. Onlangs is er een beweging geweest om traditionele productievaardigheden terug te winnen. Hobbyisten met thuisgieterijen gebruiken metalen met lagere smelttemperaturen dan ijzer en staal vanwege veiligheids- en complexiteitsproblemen, maar veel van de stappen die ze nemen zijn hetzelfde. Kijken hoe het proces samenkomt, kan castingwerk demystificeren.

YouTube-maker The King of Random demonstreert aluminium gieten in deze korte video van zijn thuis Mini Metal Foundry. Voor de meeste van zijn gietstukken gebruikt hij een "Foam Casting"-methode, een vorm van investeringsgieten waarbij een polystyreenvorm wordt begraven in los speelzand. Om 6:42 laat hij zien hoe groen zandgieten een mooiere oppervlakteafwerking oplevert. De houten container die hij gebruikt, vormt een "strakke fles".

King of Random demonstreert gieten met zijn eigen metaalgieterij.

Een van de belangrijke aspecten van deze video is de focus op veiligheid. We zien hoe afspatten kan gebeuren wanneer heet metaal op beton wordt gegoten:een ongelooflijk gevaarlijk ongeval dat de reden is waarom veel gieterijen zijn ontworpen met vuile vloeren. Metaalgieten is interessant en leuk, maar het risico op ernstig letsel is groot.

Zandgieten:een innovatieve traditie

Gieterijen maken al millennia metalen voorwerpen en in die tijd is het uitgangspunt van zandgieten hetzelfde gebleven:giet metaal in een leegte gemaakt van goed verpakte zandkorrels. Zandgegoten objecten zijn alomtegenwoordig in het industriële tijdperk:een belangrijk onderdeel van de meeste industriële machines, motoren en veel architecturale armaturen. Toch heeft de industrie geïnnoveerd om de veiligheid, omvang, consistentie en snelheid te helpen vergroten, en deze vorm van fabricage ondersteunt de innovatie van uitvinders en ontwerpers die de technologieën van morgen creëren. Zandgieten is dan een interessante reeks paradoxen. Het is een proces dat eenvoudig lijkt, maar complexiteit en vakmanschap vereist om te perfectioneren. Het is zowel een van de meest traditionele vaardigheden als een plaats van constante, voortdurende innovatie. Het is geen wonder dat het werk van de gieterij tegenwoordig wordt herontdekt door hobbyisten en nieuwsgierigen, die de geschiedenis willen begrijpen van de voorwerpen die we elke dag gebruiken.

Vorige post:MetaalgietmethodenMetaalgietprocesVolgende post:Patroon maken