Прокаливание опок и выплавление модельного состава

Выплавление модельного состава предпочтительней производить в той же печи, где будет производиться и прокаливание формы. Это обеспечит минимальные потери тепла при переходе от этапа вытапливания к этапу прокаливания. Печь для прокалки (как правило, муфельная) должна обладать принудительной вентиляцией. Ниже приведены циклы прокаливания при обычном литье (см. Рис.4.)

Отливка

Отливки получают следующим образом: прокаленные литейные формы заливают расплавленным металлом на специальных вакуумных индукционных литейных машинах. Температура опоки для заливки для сплавов СрМ 875, СрМ 916, ЗлСрМ585-80, ЗлСр750-150 - 400...580°С, а для сплава ЗлМНЦ-750 - 500...600 °С. Температура жидкого металла должна быть выше температуры плавления на 50-200 градусов в зависимости от сплава и формы изделий.
Невысокая температура не даст металлу хорошо пролиться, большой перегрев и наличие кислорода дает поры.

 

Рис.4. Стандартный цикл прокаливанияопоки в муфельной печи.

Оптимальную температуру опоки и расплава литейщики подбирают самостоятельно, из собственного опыта, поскольку в большинстве случаев приборы измеряющие температуру имеют погрешности, термопары имеют инерционность и различную установку в прокалочных печах. Не следует пренебрегать рекомендациям поставщиков формовочных смесей и поставщиков лигатуры.

 

 

Финишные операции

После остывания залитых опок до комнатной температуры производится очистка блока отливок от формовочной смеси. В процессе можно выделить три этапа:
Первый этап - это размывка в гидромониторе струёй воды под сильным давлением.
Второй этап – операция «отбел», снятие с поверхности отливок оксидного слоя. Отбел производится в слабом растворе серной кислоты.
Третий этап – очистка блока отливок в ультразвуковой ванне, промывка в проточной воде, сушка.

Блок отливок раскусывается вручную специальными кусачками. Отделенные отливки поступают на механическую обработку в монтировку для обработки поверхности

Подготовка изделия к эмалированию

Перед началом эмалирования поверхность изделия нужно очистить и обезжирить. Очистку производят в ультразвуковой ванне.

Подготовка эмали

Кусочки эмали смальты, цветного стекла необходимо сначала измельчить в стальной ступке. Затем растирают в каменной (агатовой) ступке до кондиции мельчайшего порошка, подобно тому, как в старину растирались пигменты красок. Чтобы порошок не распылялся, он обязательно смачивается.

Нанесение эмали

Эмалевый грунт, представляющий собой смесь растертой в порошок белой эмали с водой, наносится на изделие в три слоя. Для криволинейных поверхностей, чтоб эмаль не стекала, используют трагант (раствор для лучшего сцепления эмали с поверхностью металла). Им покрывают изделие перед нанесением эмали. После нанесения каждого слоя изделие просушивается в сушильном шкафу или на электрической плите и обжигается в муфельной печи при t° 700-800 °С, пока эмаль не сплавится, а поверхность не станет гладкой.

Шлифование эмали

Неровности эмалевой поверхности выравниваются алмазным надфилем. Те части изделия, которые слишком заметно выступают по краям, осторожно сошлифовываются. Шлифование должно всегда осуществляться с водой.

Блестящий обжиг

Для получения блестящей поверхности эмали отшлифованные и чисто вымытые изделия подвергают заключительному обжигу. Обжиг производится при температуре около 800 °С. Подготовленное изделие обжигается до тех пор, пока эмаль не начинает блестеть.

Травление эмалированных изделий

При обжиге поверхность металла, не покрытая эмалью, окисляется. Самый простой способ удаления окалины – химическое травление в 15% серной кислоте. Перед началом травления необходимо проверить используемые эмали на кислотостойкость.

Полирование

На этом этапе производится обработка металла, поверхность изделия доводится до глянцевого блеска.

Таблица 1

Распределение оборудования, оснастки и инструмента по операциям технологического процесса

№ п/п	Технологическая операция	Оборудование	Инструмент и оснастка
1.	Изготовление мастер-модели	3D принтер	Компьютер, фрезы, воск
2.	Изготовление модельного блока	Инжектор восковой Вулканизатор	Воск, резина, рамка под резину
3.	Прокаливание опок	Муфельная печь	Щипцы для опок
4.	Литейная операция	Машина литейная	Вакуумная установка, опоки, формовочная масса, тигли, щипцы для тиглей, водоструная машина, ультразвуковая ванна
5.	Механическая обработка	Галтовка Бормашина	Наполнители, насадки на бормашину
6.	Эмалирование	Печ Муфельная печь	Металлическая ступа, каменная ступка, плитка, пинцеты, эмали, алмазные надфили, настольные лампы

 

Пример к разделу 2.6 Технико-экономическое обоснование и выбор оборудования и инструмента для технологического процесса на разрабатываемом предприятии или участке

 

Таблица 2

Сравнительные характеристики оборудования

1. Изготовление мастер-модели
Технические характеристики	3D принтер Solidscape D76+	3D принтер Solidscape 3Z PRO	Фрезерный станок Roland MDX-540S серии MODELA PRO II
Габариты, мм	548 х 489 х 407	558 х 495 х 419	745 x 995 x 858
Размер рабочей зоны, мм	152 x 152 x 101	152 х 152 х 101	550 x 420 х 240
Вес нетто, кг
Требования к питанию	10 А, 230 В, 50 Гц	230 В, 50 Гц, 10 А	220-240 В/±10%,50/60 Гц
Рабочая температура	16° -27° С	16° -27° С	5°С-40°С
Рабочая влажность	40%- 60%	40%- 60%	35%-80%
Сетевой интерфейс	USB 2.0	Wi-Fi 802,11 b/g, Ethernet Hi-Speed USB 2.0	USB 2.0
Точность	от 25,4 мкм до 63,5 мкм ± 0,1% по осям X, Y и Z	25,4 мкм/25,4 мм по каждой оси X, Y и Z	Зависит от инструмента
Шероховатость поверхности	1,3-2,5 мкм (RMS)	0,81-1,63 мкм (RMS)	Зависит от инструмента
Вывод: Для производства целесообразно применение 3D принтер Solidscape 3Z PRO, т.к. в отличии от фрезерного станка он может выполнять изделия даже самых сложных конфигураций и имеет меньше потерь в сырье. 3D принтер Solidscape D76+ и 3D принтер Solidscape 3Z PRO схожи в ценовой категории, а так же в остальных характеристиках, но 3D принтер Solidscape 3Z PRO имеет более высокую точность.
2. Изготовление модельного блока
Инжектор	Инжектор Cavallin 1.5	Автокламп DIG XIN	Инжектор вакуумный- автомат с автоклампом Riacetech Mono-Maxi
Максимальная температура	85°С	90°С	90°С
Электропитание	220 В / 50 Гц	220 В / 50 Гц	220 В / 50 Гц
Мощность, Вт
Габариты, мм	210 х 192 х 420	165 х 270 х 340	250 х 150 х 80
Автокламп	нет	есть	есть
Цена, руб	19 880	55 650	656 625
Вывод: Инжектор Cavallin 1.5 подойдет планируемому производству, т.к. у него цена значительно ниже цен остальных инжекторов, но с его помощью достигается необходимый результат.
Вулканизатор	Вулканизатор CHINETTI VU-220-DG	Вулканизатор TVP-130/200X	Вулканизатор CHINETTI VULCANO аналоговый.
Габариты, мм	360 х 165 х 530	300 х 150 х 540	325 х 210 х 450
Максимальный развод пластин, мм
Размер пластин,мм	220 х 150	130 х 200	200 х 170
Регулятор температур	цифровой	цифровой	аналоговый
Максимальная температура	200 °С	200 °С	200 °С
Мощность, Вт
Электропитание	220 В	220В/6A, 50 Гц	220 В
Вес, кг		13,4
Цена, руб	42 150	33 885	29 320
Вывод: для планируемого производства целесообразно применение вулканизатора TVP-130/200X потому, что имеет небольшие габариты и вес, высокую мощность и ничем не уступает более дорогому вулканизатору.
3. Прокаливание опок
	Муфельная печь USA V-25L-0913	Муфельная печь ЭКПС V-50НЭ 5002 ("СНОЛ")	Печь прокалочная V-30, Россия
Габариты, мм	457 х 533 х 533	660 х 720 х 810	645 х 815 х 705
Габариты камеры, мм	330 х 330 х 229	360х440х370	380 х 370 х 250
Максимальная рабочая температура	960 °С	1100 °С	850 °С
Напряжение сети	220/380 В	220 В	380 В
Мощность	3,0 КВт	5 кВт	5,0кВт
Вес, кг			-
Цена, руб	90 772	69 000	72 975
Вывод: для планируемого производства целесообразно приобрести муфельную печь ЭКПС V-50НЭ 5002 ("СНОЛ"), т.к. она имеет высокую мощность и максимальную рабочую температуру и вместе с этим невысокую цену.
4. Литейная операция
	Машина литейная центробежная KERR Centrifico	Индукционная литейная вакуумная машина Indutherm VC-400	Индукционная плавильная печь Indutherm MU-700
Мощность	В основание устройства вмонтирована мощная пружина, под воздействием которой происходит вращение рычага с установленными на нем противовесом с одной стороны, и тиглем с опокой — с другой	3,5 КВт	12 КВт
Электропитание	220 В	380 В, 20 А
Максимальная температура	Необходима отдельная плавильная печь	1400 °С	1600 °С
Объем тигля	65	170	700
Максимальный размер опоки, мм	66 х 87	130 х 260	Установка 1 или 2 вакуумных камер
Цена, руб	25 000	964 350	506 506
Вывод:Литейная операция является одной из самых сложных и важных операций, поэтому для планируемого производства целесообразно пробрести индукционную литейную вакуумную машину Indutherm VC-400 т.к. она наиболее удобна и проста в применении, а так же имеет оптимальные результаты литья, оснащена цифровым управлением. На этой литейной машине может работать даже низкоквалифицированный рабочий.
5. Механическая обработка
Галтовка	Галтовка электромагнитная DIANCI CKT-360	Галтовка ленточная BRUNIMAT-CYCLO	Галтовка Вибро AVALON W 15
Загрузка наполнителя	иглы из нержавеющей стали- 350г	металлический наполнитель-70 кг	- металлический наполнитель - 15-20 кг.; - фарфоровый и керамический наполнитель - 10 кг.; - пластиковый наполнитель - 10 кг.; - ореховый и деревянный наполнитель - 10 кг
Размер контейнера, мм	310 х 150	30 л	15 л
Габариты, мм	350 х 370 х 500	715 х 560 х 900	550 х 900
Вес, кг
Электропитание	220 В	380 В	380 В
Мощность	200 Вт	600 Вт	0,42 кВт
Цена, руб	45 700	339 300	128 800
Вывод: Для планируемого производства целесообразно приобрести галтовку Вибро AVALON W 15 потому, что электромагнитная галтовка предназначена только для полировки, а галтовка AVALON W 15 предоставляет возможность работать с разными наполителями соответственно выполнять разные степени обработки.
Бормашина	Бормашина FOREDOM - К серия S	Бормашина GROBET 34.301Х EURO	Бормашина AUGUSTA - HELMUT KLEIN JSB-2000
Электропитание	220 В, 50 Гц	220 В, 50 Гц	220 В, 50 Гц
Выходная мощность	95 Вт	75 Вт	75 Вт
Максимальная скорость вращения	18 000 об/мин	18 000 об/мин	12 000 об/мин
Цена, руб	3 650	4 200	28 550
Вывод: Для планируемого производства целесообразно приобрести бормашину FOREDOM - К серия S, по причине того, что у нее доступная цена, но она ничем не уступает более дорогим конкурентам.
6. Эмалирование
	Муфельная ЭКПС V-10А	Муфельная печь Витраж-Микро	Печь муфельная для эмалей MZ MPF
Максимальная рабочая температура	1000 °С	1100 °С	900 ºС
Размеры рабочей камеры, мм	100 х 200 х 65 Рабочая камера имеет форму полукруга	192 х 167 х 290 Рабочая камера имеет форму квадрата	90 x 90 x 160 Рабочая камера имеет форму круга
Габариты, мм	420 х 480 х 470	490 х 704 х 648	360 х 300 х 270
Электропитание	220 В	220 В	220 В
Потребляемая мощность	1,2 кВт	2,2 кВт	0,9 кВт
Вес, кг
Минимальное время разогрева до 900 °С, мин
Цена, руб	64 100	35 000	28 000
Вывод: Для планируемого производства целесообразно приобрести муфельную печь Витраж-Микро, т.к. она имеет достаточно большую рабочую камеру в форме квадрата, в которой будет удобно обжигать сразу несколько изделий, а так же она имеет невысокую цену.

 

Пример к разделу 2.7 Описание выбранного оборудования

Вулканизационный пресс.

Описание:
Вулканизатор ROMANOFF Standart - К предназначен для изготовления резиновых форм, используемых при изготовлении восковых моделей любой степени сложности.
Технические характеристики:
Два направляющих штока.
Максимальный развод пластин - 121 мм.
Размер пластин - 203,2х127 мм.
Температура регулируется одновременно на двух пластинах.
Регулятор температур - аналоговый.
Максимальная температура - 287 С.
Габариты 360х165х530 мм.
Мощность - 700 Вт.
Электропитание - 220 В.
Вес - 30 кг.

Инжектор автокламп DING XIN цифровой.

Описание:
Автокламп с блоком управления, предназначен для подключения к вакуумному цифровому инжектору Арт. 9082.
Управление процессами вакуумизации и впрыска воска в модель осуществляется в автоматическом режиме.
Автокламп обеспечивает оптимальную степень сжатия модели и точный прижим к соплу инжектора.
Отличный эффект инжекции: без воздушных пузырьков, шероховатости и дефектных кромок.
Автоматизация снижает влияние человеческого фактора.
Технические характеристики:
Электропитание - 220 В / 50 Гц, монофаза.
Габариты блока - 165х270х340 мм.
Габариты автоклампа - 155х440х260 мм.
Размер площадки под резинку ДхШхВ - 115х80х45 мм.
Вес - 12 кг.
Комплектация:
Блок управления.
Автокламп (прижим).
Лоток для резины.
Педаль.
Соединительные шланги.