Zandgieten versus schelpvormgieten

Zandgieten is een economische manier om onderdelen van verschillende metalen te produceren. Het gieten van schaalvormen kan een alternatief proces zijn om rekening te houden met specifieke ontwerpbehoeften van onderdelen. Deze blogpost introduceert het gietproces van schaalvormen en vergelijkt het met zandgieten, zodat lezers hun respectievelijke sterke punten en beperkingen kunnen begrijpen.

Basisprincipes voor het gieten van schelpen

Alle gietprocessen hebben een patroon nodig voor de vorm van het te gieten onderdeel, en schaalvormen is geen uitzondering. Net als bij zandgieten, investeringsgieten en andere gietprocessen, wordt het patroon gebruikt om de holte te creëren waarin vloeibaar metaal wordt gegoten.

Bij het vormen van een schaal wordt een metalen patroongereedschap bedekt met een laag zand. Dit bevat een hars die smelt bij verhitting en afkoelt om een ​​dunne schil te vormen (meestal 1/4 – 3 /8 "dik) rond het patroon. Smelten wordt bereikt door het patroon te verwarmen voordat het in zand wordt aangebracht en vervolgens de schaal te verwarmen om de hars volledig uit te harden.

De schaal is gemaakt in twee helften zodat deze uit het patroon kan worden losgemaakt. Nadat elke halve schaal, (soms een "koekje" genoemd), van het patroon is opgetild, worden de twee schalen aan elkaar gehecht, waardoor de holte in de ruimte ertussen wordt gevormd. De geassembleerde schaal wordt vervolgens in een kolf geplaatst waar deze wordt ondersteund met korrelig materiaal zoals zand of schot.

De schaal is gevuld met vloeibaar metaal dat men laat afkoelen. Eenmaal vast, wordt de schaal uit de kolf gehaald en uit elkaar gehaald om het gegoten metalen deel los te maken. Een beperking is dat hoewel het niet onmogelijk is om kernen toe te voegen om holle gebieden te vormen, het moeilijk is om te doen.

Twee soorten zand

Bij het gieten van schaalvormen wordt een ander zand gebruikt dan bij het gieten van groen zand, en dit geeft het proces zijn voordelen. Bij zandgieten wordt het "groene" zand (groen betekent niet gedroogd en niet de kleur) bij elkaar gehouden door een bindmiddel van klei, meestal bentoniet.

Het kiezelzand dat wordt gebruikt voor het vormen van schelpen is fijner dan dat voor zandgieten. De American Foundry Society gebruikt een "fijnheidsgetal" om de gemiddelde korrelgrootte te karakteriseren, waarbij een hoger getal kleinere korrels aangeeft. Groen zand is typisch 60 - 80 op deze schaal, terwijl schelpvormzand 100 of hoger is. Bovendien, in plaats van een kleibindmiddel te gebruiken, krijgt het zand een dunne laag fenolhars, wat smelt om de schaal te vormen.

Gevolgen van fijnkorrelig zand

Het fijnkorrelige zand pakt steviger in dan groen zand, wat de gasdoorlaatbaarheid vermindert. Zandgieten vereist een zekere mate van doorlatendheid om vocht, in de vorm van waterdamp, naar buiten te laten. Dit is echter geen probleem bij het vormen van een schaal, omdat de schaal wordt gedroogd en verwarmd voordat het metaal wordt gegoten.

De belangrijkste voordelen van fijner zand zijn dat het beter overeenkomt om oppervlaktekenmerken op het patroon te vinden en een gladder oppervlak voor het metaal biedt.

Voor een nog betere replicatie van oppervlaktedetails en een gladdere afwerking kan een gieterij zirkoonzand gebruiken. Dit kan een fijnheidsgetal hebben van wel 150. Het heeft ook een lagere thermische uitzettingscoëfficiënt waardoor nauwere toleranties kunnen worden toegepast.

Hoe Shell Molding voordelen heeft voor gegoten onderdelen

Superieure oppervlakteafwerking en reproductie van fijne details zijn twee van de belangrijkste sterke punten van dit proces. Bovendien vereist het vormen van een schaal minimale trekhoeken om het patroon uit de schaal te verwijderen.

Terwijl voor zandgieten doorgaans 2° – 3° diepgang nodig is, komt het gietproces van de schaal met 1° weg, en op korte verticale wanden kan het mogelijk zijn om nul te hebben. Hierdoor kunnen kleinere bewerkingstoegiften worden toegepast, wat tijd en geld bespaart bij nabewerkingen.

Zandgieten en schelpvormgieten vergeleken

Zandgieten:

• Werkt voor ferro- en non-ferrometalen
• Kan onderdelen produceren met een gewicht van ounces tot honderden ponden
• Kan fijne oppervlaktedetail van het patroon niet reproduceren
• Heeft een lage geometrische precisie
• Laat een ruwe oppervlakteafwerking achter
• Vereist grote bewerkingstoeslagen
• Is een economisch proces

Ter vergelijking, schaalvormen:

• Werkt voor ferro- en non-ferrometalen
• Is beperkt tot onderdelen die minder dan 30 lbs wegen
• Is niet geschikt voor onderdelen die kernen nodig hebben
• Reproduceert fijne oppervlaktedetails
• Kan nauwe toleranties handhaven
• Laat een gladde oppervlakteafwerking achter

Meer informatie

In termen van mogelijkheden en kosten valt het gieten van schaalvormen tussen zand en investeringsgieten in. Het is complexer dan zandgieten en kan complexere onderdelen produceren, maar zonder de verfijning en complexiteit van een waspatroonproces.

Impro maakt aluminium lucht- en ruimtevaartonderdelen door middel van schaalgieten wanneer dat zinvol is. Als u wilt weten of het proces geschikt is voor uw onderdelen, neem dan contact met ons op. Onze castingspecialisten helpen je graag verder.