Fémöntödei homokforma kialakítása

Készítette: Bencsik Dániel – Alvin-Plast Kft.

Fémöntés

A fémöntés lényege, hogy a megolvasztott fémet olyan előre kialakított üregbe öntik, melynek alakját felveszi, és kihűlése után biztosítja a kívánt végső formát.

A jellemző öntödei végtermékek közé sorolhatók egyrészt a gépjárműmotorok alkatrészei úgy, mint a motorblokkok, fő-, és vezérműtengelyek, hengerek, dugattyúk, féknyergek; az iparban alkalmazott víz-, és gázszelepek, szivattyúházak, és szivattyú járókerekek, gázturbinák házai-, és lapátjai; továbbá az olyan használati tárgyaknak, mint a szerelvények, a kilincsek, a vízcsapok, a kádak vagy a kávéfőzők.

Az öntészeti technológiák típustól függően a gyártási költségek, a termelékenység, az önthető munkadarab súlya, mérete, és pontossága, illetve az öntvény felületi minősége, a falvastagsága, és az elkészített öntvény megmunkálhatósága nagymértékben eltérhetnek egymástól.

 

Homokforma

Az egyik legrégebbi és talán a legszélesebb körben alkalmazott öntészeti technológia az úgynevezett homokformázás azon belül is a nyers homokformázás[1], melyben leggyakrabban a homok kötését és a tixotrópiát a vele összekevert agyag biztosítja. Egy homokforma (1. ábra) minden alkalommal osztott.

Homokforma részei

1. ábra: Homokforma részei

 

 

A formaüreget (a minta külső alakja) az úgynevezett minta segítségével lehet elkészíteni, amely lehet elvesző (viasz, polimerhab stb.), vagy többször használatos (fém, fa műanyag stb.). Az utóbbit minden alkalommal öntés előtt el kell távolítani. A minta gyakorlatilag a munkadarab olyan pozitív mása, amely ráhagyásokkal, magjelekkel, öntési ferdeséggel, és legtöbbször egy úgynevezett beömlő rendszerrel rendelkezik.

A mag, azáltal, hogy megakadályozza a folyékony fém behatolását a munkadarab üregeibe, magszekrények kialakítására ad lehetőséget. Így kialakítva az üreges öntvény belső alakját.

A már említett beömlő rendszer a folyékony fém meghatározott helyére (formaüreg) történő beáramlását biztosítja.

A magok elhelyezését és rögzítését a magjelek biztosítják.

 

Homokforma kialakítása (2. ábra)

Homokforma kialakítása

2. ábra: Homokforma kialakítása


A homokforma elkészítésének első lépése az alsó mintafél formázó lapra történő ragasztása vagy csavarozása, melyet a formaszekrény kialakítása követ. Az alsó homokforma kialakításának utolsó művelete a homokkal kitöltött formaszekrény sajtoló illetve vibrációs, rázó-formázó gépekkel történő döngölése.

A második lépés a felső mintafél elkészítése, amely szinte teljesen megegyezik az alsó mintafél kialakításával.

Üreges termékek gyártásához magszekrény kialakítására van szükség, melynek kialakítása magok segítségével érhető el. A magokat – a termék bonyolultságától és a mag típusától függően – a minta behelyezése előtt, vagy a mintaformázást követően kell elhelyezni, melyet a magjelek segítik.

A mintafelek összeillesztése és a megfelelő súlyozások kialakítása után a homokforma fémöntésre kész.

 

Mintakészítés homokformázáshoz

A homokforma kialakításához szerszámra (negatív forma) van szükség, melyhez a mintakialakításhoz képest kisebb kopásállóságú poliuretán (esetleg epoxi) rendszerek használata ajánlott (3. ábra). A kopásállóság kialakítása, illetve a gazdaságosság érdekében töltőanyaggal történő töltésük ajánlott. Töltőanyagként leginkább alumínium trihidrát alkalmazható, melynek mennyisége akár többszöröse is lehet, mint a gyantarendszer mennyisége. Bekeverését a két összetevőbe (poliol/izocianát) külön-külön érdemes elvégezni.

 

Negatív forma (szerszám) kialakítása

3/1. ábra: negatív forma (szerszám) kialakítása

Negatív forma (szerszám) kialakítása

3/2. ábra: negatív forma (szerszám) kialakítása

 

 

Kis öntési ciklusszámú minta kialakítása

Kisebb – 10 000-15 000 – öntési ciklusszám elérése érdekében kemény, üveggyönggyel töltött úgynevezett „fastcast” (gyorsöntő) rendszerek alkalmazhatók, melynek kiöntése (4. ábra) a negatív szerszám viaszos formaleválasztózása után történik.

Kis öntési ciklusú minta kialakítása

4/1. ábra: kis öntési ciklusú minta kialakítása

Kis öntési ciklusú minta kialakítása

4/2. ábra: kis öntési ciklusú minta kialakítása

Kis öntési ciklusú minta kialakítása

4/3. ábra: kis öntési ciklusú minta kialakítása

 

Mag illetve nagy öntési ciklusszám kialakítása

70 000-100 000 öntési ciklusszám esetén „rugalmas”, nagy kopásállóságú rendszerek használhatók. Kisebb öntvények esetén önmagában (5. ábra), nagyobb öntvények esetén kéregként való alkalmazásuk célszerű (6. ábra).

 

Nagy öntési ciklusú minta kialakítása

5. ábra: nagy öntési ciklusú minta kialakítása

A mag kéregének kialakítása - Szerszám formaleválasztása

6/1. ábra: a mag kéregének kialakítása - Szerszám formaleválasztása

A mag kéregének kialakítása - Kéregréteg kialakítása

6/2. ábra: a mag kéregének kialakítása - A megfelelő vastagságú (~5 mm) kéregréteg kialakítása műszaki gyurma – vagy kevésbé bonyolult forma esetében – viaszlap segítségével.

A mag kéregének kialakítása - Szerszám felöntése szerszámgyantával

6/3. ábra: a mag kéregének kialakítása - A gyurma vagy viaszlap formaleválasztózása. Szerszám felöntése szerszámgyantával.

A mag kéregének kialakítása - Kéreg felöntése nagy kopásállóságú rugalmas gyantarendszerrel

6/4. ábra: a mag kéregének kialakítása - A rendszer térhálósodása után a gyurma (vagy viaszt) eltávolítása Az öntvény felületének megtisztítsa (oldószer, csiszolás). Kéreg felöntése nagy kopásállóságú rugalmas gyantarendszerrel.

 

A cikk Németh Árpád „Öntészet” kézirata, illetve Bencsik Dániel és kollégái (Kovács Péter – Axson Technologies, Reszegi János – Alvin Plast Kft) általi kutatás-fejlesztés és termékfelhasználás alapján íródott!

——————————————————————–
[1] A nyers homokformázás kötőanyaga az agyagon kívül lehet vízüveg, fenol-, karbamid-, vagy furángyanta.

További információ

Érdekes videók a CNCMedia videói között:
Szinterezés a sivatagban

3D maró Legoból