ЛГМ относят к высокотехнологичным
производствам, которые дают выход к устойчивому
развитию из технологического отставания,
когда в отечественной экономике нарастает
сырьевая составляющая, доминирует продукция
с низкой добавленной стоимостью и снижается
конкурентоспособность производства.
Если в 80-е годы в структуре отечественной
промышленности и товарного экспорта
вес машиностроения составлял порядка
30…40%, а черной металлургии был в два-три
раза меньше, то сегодня наоборот. Именно
развитие литейного производства – это
шаг к восстановлению и росту отечественного
машиностроения, превращения страны из
продавца полуфабрикатов в экспортера
технологической продукции с большой
добавленной стоимостью. Снижение зависимости
национальной промышленности от импорта
идей, технологий и товаров, реализация
собственной программы инновационного
развития позволит нам стать равноправным
участником глобальных инновационных
процессов.
Вывод
Среди последних промышленных способов
получения отливок, созданных во второй
половине прошлого века, литье по газифицируемым
моделям (ЛГМ или по англ. термину - Lost Foam
Casting Process) уверенно расширяет свои объемы
и географию внедрения. Россия и Украина
имеют до двух сотен патентов по разным
вариантам этой технологии, а ФТИМС НАНУ
(г. Киев) является лидером в СНГ по ЛГМ-процессу,
выполняющим проектирование и поставку
для литейных цехов полного комплекса
отечественного оборудования производительностью
100…5000 т отливок в год.
Для производства ППС моделей
имеется четыре основных способа, выбор
каждого из них зависит, прежде всего,
от серийности и размера отливок. Исключительно
низкая твердость и легкость обработки
ППС плотностью 20…30 кг/м3 как конструкционного
материала литейных моделей в сочетании
с кратко рассмотренными ниже указанными
четырьмя способами объясняет высокую
гибкость ЛГМ-процесса, пригодного как
для ремонтного, так и для массового литья.
Простой и легкодоступный способ изготовления
модели на простейшем оборудовании –
вырезание из блочного ППС нагретой проволокой.
При получении единичной отливки, например,
отливки детали для ремонта дорогостоящей
или уникальной машины, этот способ является
почти единственно приемлемым по экономическим
и технологическим соображениям. Модель
необходимой детали с учетом усадки металла
весом от десятков грамм до нескольких
тонн можно вырезать из ППС плит по шаблонам.
Если деталь пространственно-объемная,
то модель изготавливается из частей и
собирается в целое.
Специалистами института разработано
ряд приемов для точного изготовления
модели по шаблону. Сборку частей осуществляют
склеиванием или расплавлением стыка
тепловым ножом, контур детали или его
частей прорисовывают на плоскостях ППС
плиты гелевой ручкой или фломастером.
При необходимости изготовления нескольких
моделей одной и той же детали с целью
повторяемости размеров целесообразно
изготовление шаблонов из плотного картона
толщиной 1…1,5 мм, которые сверху и снизу
ППС плиты закрепляют тонкими гвоздями
или специальными кнопками. При изготовлении
модели детали с элементами зубчатой передачи
по картонным шаблонам необходимо их точное
взаимное ориентирование в разных плоскостях.
Для этого шаблоны могут иметь средства
совмещения типа шип-паз и др.
Особенности получения отливки по моделям,
изготовленным резанием проволокой: 1)
невысокая точность размеров; 2) шероховатость
поверхности ППС модели в точности переходит
на поверхность отливки; 3) сложность получения
тонкостенных ребер (тоньше 3 мм); 4) узкие
пределы выбора ППС по плотности, которая
может отличаться для отливок из разных
сплавов, т.к. блочный ППС в основном выпускается
для строительной отрасли и имеет небольшую
плотность; 5) сложность совмещения в единую
конструкцию элементов модели, изготавливаемых
по частям, особенно крупногабаритных
и пространственно искривленных; 6) возможность
изготовления отливки с толстыми стенками
и элементами (толщина свыше 40 мм), что
часто трудно получить другими способами.
На рис. 1 показаны примеры изготовления
моделей вырезанием нагретой проволокой.
Применение технологий литья
по газифицируемым моделям — важный шаг
в области охраны окружающей среды. ЛГМ-технологии
активно применяются во всем мире.
В традиционном литейном производстве
основной источник токсичных веществ,
выделяемых в атмосферу, — это связующие
материалы и синтетические смолы, используемые
при изготовлении стержней и форм. При
заливке, вредные вещества выделяются
в воздух производственного помещения,
и его очистка представляется довольно
сложным мероприятием. При ЛГМ-процессе
модель для отливки создается из пенополистирола.
В процессе выжигания полистирол полностью
разлагается на газообразные составляющие.
Опоки с моделями для заливки подключены
к вакуумной системе, поэтому все вредные
газы поступают сразу в систему очистки,
практически не попадая в помещения.
Литьё по газифицируемым моделям
относится к малоотходному производству.
Формованный песок тщательно просевается,
подается элеваторами в охладитель, после
чего возвращается на формовку. При этом
удаляются вредные газы и пыль. Антиприграрные
покрытия на водных связующих практически
не загрязняют песок и легко отделяются
при просеивании и в системе охлаждения.
Один-два раза в год песок очищают методом
терморегенерации. Для удаления пыли на
производствах используются аспирационные
установки и циклоны с высокой степенью
очистки. Многократное использование
песка позволяет добиться минимальных
потерь — всего 0,5-1 % (пыль кварцевого песка,
остатки краски). На комплексах литья по
газифицируемым моделям используется
оборотное водоснабжение плавильных печей.
Используемое тепло не утилизируется.
Оно используется для обогрева производственных
помещений, а также подается в помещения
для сушки и хранения полистирольных моделей.
Это позволяет значительно снизить внешнее
водопотребление и слив отработанной
воды в канализацию, а также минимизировать
потребление электрической или тепловой
энергии, требуемой для обогрева. Это скорее
относится к косвенной защите окружающей
среды. Водоснабжение не сильно влияет
на экологичность производства, но снижение
потребления энергии от внешних источников
снижает вред, наносимый природе котельными
или электростанциями.
Список
используемой литературы
1.Рыбаков
С. А. Инновационные возможности литья
по газифицируемым моделям, состояние
и перспективы этого метода в России //
Литейщик России. №4, 2009, с. 44-45
2. Шуляк В. С. Литьё
по газифицируемым моделям. — СПб.: НПО
«Профессионал», 2007. — 408 с.
3. http://www.steelmaker.ru/ru/node/1781