V modernej výrobe je proces odlievania kľúčovou väzbou na transformáciu tekutého kovu do tuhých častí so špecifickými tvarmi a vlastnosťami. Ako dve dôležité špeciálne metódy obsadenia, investičné odlievanie a odstredivé obsadenie zohrávajú nenahraditeľnú úlohu v rôznych oblastiach s ich jedinečnými zásadami procesu, rozsahom aplikácií a charakteristikám odlievania. Hlboké porozumenie rozdielu medzi týmito dvoma procesmi je rozhodujúce pre optimalizáciu návrhu produktu, zlepšenie efektívnosti výroby, zníženie nákladov a zabezpečenie kvality produktu.
Porovnanie typov plesní
1 Plesňový svet investícií
Pri odlievaní investícií ovplyvňuje výber a výroba foriem priamo kvalitu a efektívnosť výroby voskových foriem. Zvyčajne existujú dva typy foriem na výrobu voskových foriem: pre malú dávku alebo odliatky s extrémne zložitými tvarmi sa často používajú ručne vyrezávané voskové formy. V súčasnosti nie sú potrebné žiadne drahé formy a kvalifikovaní remeselníci musia vytvárať iba s vynikajúcimi zručnosťami, ale táto metóda je neefektívna a vyžaduje mimoriadne vysoké zručnosti pracovníkov. Pri hromadnej výrobe sa používajú kovové formy, ako sú hliníkové formy alebo oceľové formy. Tieto kovové formy majú vysokú presnosť a dobrú odolnosť proti opotrebeniu, ktoré môžu zaistiť rozmerovú presnosť a kvalitu povrchu voskových foriem. Vývojové náklady na kovové formy sú však vysoké. Výrobné náklady na súbor foriem sa môžu pohybovať od desiatok tisíc do stoviek tisíc juanov a na výrobu sú potrebné profesionálne spracovateľské vybavenie a technici. Okrem toho je dôležitým faktorom aj životnosť formy. Servisná životnosť hliníkových foriem zliatiny je zvyčajne okolo 500-1 000 kusov, zatiaľ čo oceľové formy môžu dosiahnuť desiatky tisíc kusov, ale stále ich je potrebné udržiavať a opraviť po dlhodobom použití, aby sa zabezpečila ich presnosť a výkon.
2 Tajomstvo odstredivých liatich foriem
Formy odstredivého odlievania musia mať dostatočnú pevnosť a tuhosť, aby odolali obrovskej odstredivej sile generovanej počas vysokorýchlostnej rotácie. Medzi bežné formy patrí liatinové železo, oceľ alebo zliatiny odolné voči teplu. Na výrobu štandardných odliatkov rotujúceho tela, ako sú potrubia a valce, sa väčšinou používajú kovové formy. Táto forma má dobrú tepelnú vodivosť a môže rýchlo ochladiť a stuhnúť roztavený kov, čím zlepšuje účinnosť výroby a kvalitu povrchu liatia. Výrobný proces kovových foriem je však zložitý a nákladný. Okrem toho, počas procesu odlievania, v dôsledku opakovaného čistenia vysokoteplotného roztaveného kovu a pôsobenia odstredivej sily je forma vážne opotrebovaná a musí sa pravidelne udržiavať a nahradiť. V niektorých osobitných prípadoch, ako je napríklad výroba veľkých alebo komplexných odliatkov, sa pieskové formy používajú aj v spojení s odstredivými procesmi. Formy piesku majú výhody nízkej náklady a flexibilnej výroby, ale kvôli ich relatívne zlej pevnosti a tepelnej vodivosti môžu ovplyvniť rozmerovú presnosť a kvalitu povrchu odliatkov a účinnosť výroby je relatívne nízka.
Porovnanie nákladov a efektívnosti
1 Casting investícií: Úvahy o nákladoch za vysokou presnosťou
1.1 Cena plesní
Náklady na plesne na obsadenie investícií ukazujú veľké rozdiely v rôznych výrobných stupniciach. Pri výrobe jednodielnych alebo malých šarží sú náklady na plesne relatívne nízke v dôsledku použitia ručne vyrezávaných voskových foriem alebo jednoduchých metód tvorby plesní, ale táto metóda má extrémne nízku účinnosť výroby a je ťažké uspokojiť potreby veľkej výroby. Pri veľkej výrobe, aby sa zabezpečila presnosť a účinnosť výroby voskovej formy, sú potrebné kovové formy. Vývojové náklady na kovové formy sú vysoké a súbor zložitých kovových foriem si môže vyžadovať investíciu desiatok tisíc až stovky tisíc juanov, čo v počiatočnom štádiu vyvíja veľký finančný tlak na spoločnosť. Keď sa však zvyšuje dávka výrobnej šarže, náklady na plesne sa môžu šíriť na viac výrobkov a náklady na plesne na jednotku sa produkt postupne znižujú.
1.2 Výrobný cyklus
Výrobný cyklus odliatkov investícií je pomerne dlhý. Celý proces zahŕňa tvorbu voskového modelu, prípravu škrupiny, devaskávanie, praženie, nalievanie, čistenie piesku a následné spracovanie. Medzi nimi je proces prípravy škrupiny relatívne ťažkopádny a vyžaduje viacnásobné povlaky refraktérnych materiálov a dlhé sušenie. Čas sušenia pre každú vrstvu je zvyčajne medzi 12-24 hodinami a celý cyklus výroby škrupiny môže byť až 5-7 dní. Okrem toho procesy devaxovania a praženia tiež vyžadujú prísnu kontrolu teploty a času, aby sa zabezpečila kvalita škrupiny a presnosť liatia. Dlhý výrobný cyklus nielen zvyšuje výrobné náklady, ale ovplyvňuje aj rýchlosť obratu kapitálu a reakciu trhu.
1.3 využitie materiálu a náklady na pracovnú silu
Investičné obsadenie funguje dobre, pokiaľ ide o materiálne využitie. Pretože pri odliatení piesku nedošlo k žiadnej strate pieskových foriem a roztavený kov môže počas procesu plnenia úplne naplniť škrupinu, rýchlosť zotavenia kovu môže zvyčajne dosiahnuť 85%-95%. Náklady na prácu však predstavujú vysoký podiel odlievania investícií, pretože tento proces si vyžaduje vysoké zručnosti pracovníkov v kľúčových procesoch, ako je montáž voskových plesní a povlaky škrupiny, a vyžaduje si, aby fungovali kvalifikovaní technickí pracovníci. Náklady na školenie a platy týchto pracovníkov sú relatívne vysoké, takže náklady na prácu predstavujú 30% - 40% z celkových nákladov.
1.4 Komplexné náklady
V prípade malých alebo zložitých častí sú jednotkové náklady na odlievanie investícií relatívne vysoké. Je to kvôli kombinovanému vplyvu faktorov, ako je jeho zložitosť procesu, náklady na plesne a náklady na prácu, čo spôsobuje, že náklady na odlievanie investícií 2 - 3 sú časom obsadenia piesku. V prípade hromadnej výroby a extrémne vysokých požiadaviek na presnosť a kvalitu výrobku však môžu byť náklady na odlievanie investícií efektívne kontrolované optimalizáciou procesu, zlepšením účinnosti výroby a znížením rýchlosti šrotu a pretože môžu znížiť následné kroky spracovania, celkové náklady na výrobok sa celkovo znížia.
2 Centrifugálne odlievanie: Nákladová výhoda efektívnej výroby
2,1 náklady na plesne
Jednorazové investičné náklady na kovové formy pre odstredivé odlievanie sú relatívne vysoké, najmä pre veľké formy, ktorých výrobný proces je zložitý a vyžaduje použitie vysoko kvalitných materiálov a pokročilých spracovateľských zariadení, takže náklady na plesne sú relatívne vysoké. Keďže sa však odstredivé odlievanie používa hlavne na hromadnú výrobu štandardizovaných odliatkov rotujúceho tela, pridelenie nákladov na plesne na jednotku sa rýchlo znižuje so zvýšením výrobných šarží. V porovnaní s investičným obsadením sa v prípade rozsiahlej výroby postupne objavuje nákladová výhoda plesne odstredivého obsadenia.
2.2 Výrobný cyklus
Výrobný cyklus odstredivého odlievania je krátky, čo je jednou z jeho významných výhod. Počas procesu odstredivého odlievania umožňuje rotácia formy roztavený kov rýchlo naplniť pleseň a stuhnutie a celý proces zvyčajne trvá iba niekoľko minút až niekoľko hodín. Napríklad pri výrobe malých potrubných odliatkov môže výroba efektívnosť odstredivého odliatenia dosiahnuť desiatky kusov za hodinu alebo ešte viac, čo výrazne zlepší výrobnú kapacitu a kapacitu dodávok na trhu podnikania. Kratší výrobný cyklus nielen znižuje výrobné náklady, ale tiež umožňuje podnikom rýchlejšie reagovať na dopyt na trhu a zlepšovať konkurencieschopnosť podnikov.
2.3 využitie materiálu a náklady na pracovné miesta
Pri využívaní materiálu tiež dobre funguje odstredivé odlievanie. Pretože nevyžaduje komplexný liatinový systém a stúpací systém, znižuje spotrebu roztaveného kovu v týchto častiach a má vysoký výťažok procesu. Súčasne je stupeň automatizácie odstredivého odlievania relatívne vysoký. Vo výrobnom procese, s výnimkou lejacieho spojenia, ktoré vyžaduje manuálnu prevádzku, môžu byť automatizované vybavenie dokončené ďalšie prepojenia, ako je rotácia formy a demoulding odliatku. Vďaka tomu je podiel nákladov na prácu v celkových nákladoch nízky, zvyčajne iba 10% - 20%, čo účinne znižuje výdavky spoločnosti o pracovné náklady.
2.4 Komplexné náklady
Pre štandardizované rotujúce odliatky tela sú jednotkové náklady na odstredivé odlievanie nízke. Je to preto, že má výhody v zdieľaní nákladov na plesne, výrobný cyklus, využívanie materiálu a náklady na prácu, čo umožňuje odstredivé odlievanie na dosiahnutie efektívnej a lacnej výroby pri hromadnom vyrábaní týchto výrobkov. Napríklad pri výrobe výrobkov, ako sú liatinové potrubia, náklady na odstredivé odlievanie sú iba 60% - 70% obsadenia piesku. Avšak pre odliatky s asymetrickými alebo komplexnými tvarmi sa náklady na odstredivé odlievanie výrazne zvýšia v dôsledku potreby špeciálneho nástroja a návrhu procesov a môžu dokonca prekročiť ďalšie procesy odlievania.
3 Ako zvoliť proces?
3,1 investičné obsadenie je preferované:
Požiadavky: zložité tvary, vysoké presné, ťažko procesné materiály (ako sú letecké čepele, lekárske implantáty);
Obmedzenia: Náklady citlivé na veľké objemy sa musia zaobchádzať opatrne (pokiaľ sa náklady neznížia prostredníctvom technológií, ako sú modely 3D tlačiarenských voskov).
Preferované je odstredivé odlievanie:
Požiadavky: rotačne symetrická štruktúra, vysoké mechanické vlastnosti, rozsiahla výroba (napríklad potrubia, vložky valcov);
Obmedzenia: Nie sú vhodné pre asymetrické alebo zložité časti vnútornej dutiny a počiatočná investícia do foriem je vysoká.