14 Различных типов процессов литья 

Литье – это древняя практика, которая прочно вошла в нашу жизнь за последние 7000 лет. Как говорится, если что—то не сломалось, не чините это – и это вполне применимо к этой популярной сегодня производственной процедуре. Даже по прошествии стольких столетий трудно найти замену такому разнообразному и настраиваемому способу изготовления изделий.
Это связано с тем, что литье предполагает заливку расплавленного металла в полость по форме вашей детали. Для получения формы сетки, полученной литьем, может потребоваться лишь небольшая вторичная обработка. Это имеет преимущества перед механической обработкой с ЧПУ, где все функции требуют удаления материала из более крупной металлической заготовки. Кроме того, для литья можно использовать практически любой металл, что открывает невероятное разнообразие областей применения и отраслей промышленности.
Литье можно разделить на несколько различных процессов, которые мы кратко опишем ниже. Каждый из них представляет собой разновидность литья, но все они включают в себя несколько разные материалы, инструменты, оборудование и способы исполнения. Вот 14 методов, которые вы можете использовать для изготовления своих собственных деталей.

1.Литье в песчаные формы
Песок может показаться хрупким и рассыпчатым, но при правильном выборе из него можно изготовить качественные одноразовые формы, которые позволят вам создавать всевозможные отливки. Вы узнаете, что литье из песка в основном используется для придания сложным изделиям формы из горячего жидкого металла или сплавов. Формы изготавливаются из песка и, как правило, состоят из нескольких половинок или стержней. Формы из песка выглядят как слепки деталей под разными углами и в сочетании придают детали окончательную форму. Добавлены дополнительные элементы, позволяющие заливать расплавленный металл, а также пропускать его через конструкции. Это привлекательный выбор для производителей, поскольку вы можете формовать сплавы с высокими температурами плавления, такие как сталь, никель и титан, которые часто невозможно отлить другими способами. Однако литье в песчаную форму не ограничивается обработкой металлов, подверженных воздействию высоких температур, и может быть применимо для более мягких сплавов, таких как алюминий, бронза или цинк.
Песок, используемый для литья, немного отличается от того, который можно найти на пляже; он состоит из кремнезема (популярного песка для литья), химически связанного песка или зеленого песка. После литья форма может быть использована повторно или уничтожена в зависимости от созданного дизайна. Затем металлическая форма может быть подвергнута последующей обработке с помощью шлифования и механической обработки для удаления литников, прошивки и добавления деталей или элементов с жесткими допусками. Вы можете использовать литье из песка для всех видов изделий в средних и больших объемах, таких как морские маховики и двигатели, грили для барбекю, обшивка судов и ювелирные изделия.

2.Литье под давлением (Metal Die Casting)
В то время как литье в песчаную форму позволяет плавить сплавы с высокой температурой плавления, вы можете использовать литье под давлением для получения металлов с более низкой температурой плавления. После того как вы превратите ваши материалы из твердых в горячие расплавленные жидкости, вы можете залить их в долговечные формы для литья под давлением, изготовленные из закаленной стали. Эти инструменты состоят из полости, сердцевины и иногда вставок. В отличие от литья пластмасс под давлением, иногда более целесообразно обработать боковые детали после литья, а не использовать боковую обработку. Литье под давлением восходит к 19 веку. С момента ее появления на производстве было разработано два типа процедур, которые вы можете использовать. Первая – это горячая камера, которая оснащена встроенной в оборудование печью для расплавления материалов. Если вы используете процесс в холодной камере, то во время второй процедуры вы расплавляете материалы в отдельной печи, а затем перемещаете расплавленный материал в камеру для литья под давлением. Вы можете использовать литье под давлением для производства аэрокосмических и автомобильных компонентов в больших объемах, а также игрушек, мебели и электроники.

3.Литье по выплавляемым моделям
Здесь мы говорим не о финансовых вложениях, а скорее о более древнем значении этого слова, которое означает “прикрывать” или “надевать одежду”. Именно здесь берет свое начало литье по выплавляемым моделям, восходящее к бронзовому веку, но и сегодня оно остается популярным методом, если вы хотите изготавливать широкий ассортимент продукции, включая аппараты магнитно-резонансной томографии, ювелирные изделия и газовые турбины. Это также отличный выбор, если вы хотите создать практически идентичные копии в больших масштабах. Для литья по выплавляемым моделям используются восковые узоры, покрытые керамикой. Поверхность и форма керамики повторяют восковой рисунок (с дополнительными элементами в виде материала или дерева). После этого они заталкиваются в смесь песка и суспензии. На этом этапе воск выполнит свою работу и будет выпариваться при нагревании, затем в него будет заливаться расплавленный металл для создания готовых изделий. Как и при литье из песка, при литье по выплавляемым моделям могут использоваться различные материалы. На рисунке ниже вы можете увидеть, как работает этот процесс.
При изготовлении прототипов или небольших объемах литья по выплавляемым моделям можно использовать воск для 3D-печати или полимеры с низким содержанием золы. Низкое содержание золы важно, поскольку любая оставшаяся зола в полости может привести к появлению пятен или дефектов на отлитой детали. В производстве литье под давлением используется для быстрого создания восковых моделей, которые могут быть соединены вместе для создания нескольких компонентов одновременно. Как и в других процессах литья под давлением, детали перед завершением проходят вторичную обрезку и чистовую обработку.

4.Гравитационное литье под давлением
В этом процессе используются законы физики, с которыми мы сталкиваемся каждый день. При гравитационном литье под давлением вы покрываете полость формы, заливаете в нее горячий металл и ждете, пока сила тяжести выполнит свою работу, направляя поток материала внутрь и вниз, позволяя ему остыть и затвердеть. Независимо от того, выполняется ли это вручную или автоматически, этот процесс занимает немного больше времени, чем другие, но вы обнаружите, что он относительно дешевле и идеально подходит для создания гладкой поверхности. Это отличный выбор, если вы хотите изготавливать мелкие детали, которые хорошо подходят для кухонной утвари, освещения и автомобилей.

5.Непрерывная разливка
Этот процесс получил свое название из-за постоянного потока расплавленного металла, который вы контролируете, поступающего в формы и выходящего из них, а также из-за непрерывных металлических изделий, таких как трубы, слябы и прутки. Благодаря быстрому охлаждению и низкому риску попадания загрязнений при таком литье можно получать формы высокого качества. Как и при гравитационном литье под давлением, при непрерывном литье также используется сила тяжести для поддержания постоянного потока поступающего материала. Непрерывная разливка имеет очень высокие первоначальные затраты и настройки, что делает ее идеальной для производства больших объемов сырья, но не для применения в малых объемах.

6.Литье из ракушек
Вы знаете о литье из песка, но мы можем продолжить пляжную тему с помощью литья из ракушек, которое имеет некоторое сходство с первым. Его название указывает на процесс, который включает в себя формование оболочки из кварцевого песка и смолы вокруг нагретого металлического рисунка. Затем вы можете снять оболочку и залить в полость расплавленный металл. Возможно, вам будет интересно, почему вы предпочли это формованию из песка, особенно учитывая, что в некоторых случаях оно обходится дороже. Формование оболочек позволяет получить более точные размеры изделий, более приятную отделку и увеличить их количество с меньшими затратами труда.

7.Литье по выплавляемым моделям
Не похоже, что пена и расплавленный металл могут смешиваться, но этот относительно новый процесс показывает, что в определенной степени это возможно. При литье по выплавляемым моделям вы заливаете расплавленный металл в форму из пенопласта, которая окружена опорным песком. Пенополистирол сгорает, а газ рассеивается через песок, в результате чего получается охлажденная форма. Это отличный вариант, если вам нужны тонкостенные изделия или предметы более сложной формы. Вы не ограничены отраслью, поскольку этот метод подходит для создания самых разных вещей, таких как художественные скульптуры, автомобильные детали и печатные платы.

8.Литье под высоким давлением
Этот метод позволяет максимально эффективно использовать высокое давление, скорость и тепло, что делает его подходящим вариантом для любой отрасли, в которой вы работаете. При литье под высоким давлением расплавленный металл быстро заливается в форму при определенных параметрах давления и производительности, что позволяет получить изделие без дефектов, качественно изготовленное и простое в воспроизведении. Вам нужно быть очень внимательным к правильным настройкам оборудования, чтобы форма правильно заполнялась и охлаждалась, а также получалась такой, какая вам нужна. Существует множество областей применения литья под высоким давлением – от изготовления игрушек до деталей для автомобилей или бытовой техники.

9.Центробежное литье
Вы также можете найти центробежное литье под названием roto casting, и оба они являются намеками на то, что представляет собой этот процесс. Это происходит за счет одновременного вращения постоянной формы и заливки расплавленного материала, в результате чего получается цилиндрическое изделие (см. ниже). В этой форме можно расплавлять и заливать все виды материалов, таких как стекло, металл и бетон, и она идеально подходит для изготовления больших партий стандартных изделий одинаковой формы, таких как трубы, маховики и гильзы цилиндров.

10. Литье в постоянные формы
Существуют процессы литья, подходящие для изготовления небольших партий сложных форм, и процессы, разработанные для изготовления простых форм в больших количествах, но что делать, если вам нужно множество сложных изделий? Вот тут-то и возникает необходимость в непрерывном литье в формы. При этом методе вы будете использовать пресс-форму с зажимом, которая позволяет расплавленному металлу заливаться внутрь и затвердевать. Если вы работаете в аэрокосмической или автомобильной промышленности и вам нужны высокоточные изделия, причем в большом количестве, с чистой отделкой и точными деталями, то вам подойдет этот способ. Это дороже, чем другие варианты, но ваш выбор альтернатив ограничен.

11.Вакуумное литье
Как и при других видах литья, при вакуумном литье используются сверхгорячие расплавленные материалы и высокое давление для создания закаленной, готовой детали или компонента. Отличие заключается в том, что все это происходит в вакууме. Это быстрый способ изготовления прототипов и сложных деталей, если вам нужно всего лишь небольшое количество материала. Вакуум помогает удерживать воздух, газ и загрязняющие вещества в силиконовых формах, в результате чего резиновые и пластиковые детали не имеют пузырьков или крупных пор. Это не следует путать с уретановым литьем, при котором для создания полимерных деталей в силиконовых полостях может использоваться вакуум.

12.Литье под низким давлением
В отличие от литья под высоким давлением, при литье под низким давлением вы будете использовать более низкие давления для формования и охлаждения расплавленного металла. Это отличное решение для создания более прочных и долговечных деталей, а благодаря непрерывному потоку материала оно сохраняет точную форму и равномерное заполнение. Если для вас важны сложность, гладкость, а также четкие края и контуры, это может оказаться полезным вариантом. Хотя, если вам нужны тонкие стенки и быстрое изготовление, литье под низким давлением может оказаться не лучшим выбором. Тем не менее, он по-прежнему способен изготавливать множество типов деталей, независимо от того, нужны ли вам кухонные печенья высокого давления, колеса или головки цилиндров.

13.Литье под давлением под давлением
Выдавливание, прессование, плавление и ковка – вот лишь некоторые из функций, выполняемых в процессе литья под давлением. Если вы хотите получить изделия без пор и с высокой плотностью, не стоит упускать из виду эту методику литья. Существует два типа литья под давлением – прямое и непрямое, которые включают заливку расплавленного металла в формы, которые затем запрессовываются между гидравлическими пластинами высокого давления. Непрямое литье – это литье под высоким давлением, при котором металл заливается в формы под высоким давлением, в то время как прямое также включает в себя прессование под давлением. Вы можете использовать пресс-формы для изготовления автомобильных деталей, компонентов самолетов, архитектурных куполов и автомобильных колес.

14.Гипсовое литье
Еще один вид литья, который вы можете рассмотреть, относится к литью по выплавляемым моделям – гипсовое литье по выплавляемым моделям. Гипсовое литье может напомнить вам о формах из парижского гипса, которые дети используют для создания поддельных окаменелостей или игрушек, и они сделаны из того же материала – гипса. На производственном уровне вы можете использовать этот метод для создания прототипов, шестеренок, украшений и клапанов. Для изготовления гипсовых слепков вы покрываете резиновый или металлический рисунок клеем, затем заливаете материалы, которые застынут, остынут и будут удалены.