Premik avtomobilske industrije k konstrukcijam motorjev s tanjšimi stenami- povečuje izzive glede poroznosti. Kjer je stoletje prevladovalo litje v pesek, brizganje z vezivom zdaj ponuja digitalno natančnost -, a ali je mogoče gospodarno povečati? Ta študija iz leta 2025 zagotavlja zanesljive proizvodne podatke iz obrata dobavitelja stopnje 1, ki izvaja oba procesa vzporedno.
Razprava
1. Prednosti brizganja veziva
- Svoboda oblikovanja: dosegljivi notranji kanali 0,8 mm v primerjavi z najmanj 3 mm peska
- Kontrola kakovosti: Podatki CT skeniranja omogočajo-nastavitev parametrov v realnem času
2. Vzdržljivost peska
- Ekonomija-velikega obsega: 18 $/enoto pri 50.000 blokih/leto v primerjavi s 31 $ za brizganje veziva
- Prilagodljivost materiala: Enostavno preklopi na nodularno litino ali zlitine
Metodologija
1. Proizvodni poskusni načrt
- Materiali: sivo železo razreda 35 (3,4 %C, 2,1 %Si)
- Procesi:
Ulivanje v pesek: Linija za oblikovanje Disamatic 2070, 1450 stopinjsko ulivanje
Brizganje veziva: ExOne S-Max Pro, post{1}}sintranje pri 1120 stopinjah
- Evalvacija:
Poroznost: CT skeniranje (ZEISS Metrotom 1500)
Mehansko testiranje: 50 mm natezne palice po ASTM A48
2. Modeliranje stroškov
Amortizacija orodja, poraba energije in delo se spremljajo na serije 1000 enot.
Rezultati in analiza
1. Porazdelitev poroznosti
- Brizganje veziva: 0,02-0,08 % prostornine praznin na kritičnih območjih v primerjavi z 0,15-0,3 % pri litju v pesek
- Ulivanje v pesek: 72 % napak se je pojavilo na stičiščih sredic
Primerjava proizvodnih meritev
| Parameter | Brizganje veziva | Ulivanje v pesek |
|---|---|---|
| Čas cikla/blok | 6,8 ure | 2,1 ure |
| Stopnja odpadkov | 1.2% | 4.7% |
| Stroški orodja | 38 tisoč USD (digitalno) | 112 tisoč dolarjev (kalupi) |
2.Mikrostruktura
Hitrejše ohlajanje brizganja veziva je prineslo 15 % boljšo razdaljo med perlitom.
Zaključek
Za železne bloke motorjev leta 2025:
- Brizganje veziva: Optimalno za prototip in nizko-količino (<5,000/yr) premium applications
- Ulivanje v pesek: ostaja prvak v-serijski proizvodnji z uveljavljenim dizajnom
Next-phase research should address binder jetting's sintering distortion in large (>30 kg) ulitki.