Кастинг - Casting

Для формования пластмасс см. Литье (процесс).
Для использования в других целях см. Кастинг (значения).
Расплавленный металл перед разливкой
Мемориал Холокоста на Юденплац (Безымянная библиотека), автор: Рэйчел Уайтрид. Бетонное литье книг на вывернутых наизнанку полках библиотек.

Кастинг это производство процесс, при котором жидкий материал обычно заливается в форма, который содержит полую полость желаемой формы, а затем дает возможность затвердеть. Затвердевшая часть также известна как Кастинг, который выталкивается или выламывается из формы для завершения процесса. Материалы для литья обычно - это металлы или различные настройки времени материалы, которые лечить после смешивания двух или более компонентов вместе; примеры эпоксидная смола, бетон, штукатурка и глина. Литье чаще всего используется для изготовления сложных форм, которые в противном случае было бы трудно или неэкономично изготовить другими методами. Тяжелое оборудование, такое как станины станков, гребные винты судов и т. Д., Можно легко отлить в требуемый размер, а не производить путем соединения нескольких мелких деталей.[1]

Кастинг - это процесс, которому уже 7000 лет. Самая старая сохранившаяся отливка - медная лягушка 3200 г. до н.э.[2]

История

Танцующая девушка Мохенджо-Даро

На протяжении всей истории металлическое литье использовалось для изготовления инструментов, оружия и религиозных предметов. История и развитие литья металла восходит к Южной Азии (Китай, Индия, Пакистан и т. Д.). [3] Традиции и религии Южной Азии в значительной степени полагались на отливки статуй и реликвий.[4] Эти предметы часто делались из медный сплав с примесью свинца.[5] С начала металлургия Большинство отливок представляли собой простые формы, состоящие из одной или двух частей, сделанные из камня или керамики. Однако есть свидетельства утраченного воскового литья во многих древних цивилизациях.[4]

Обнаруженный свинец ранними цивилизациями способствовал текучести расплавленной меди, что позволило им создавать более сложные конструкции. Например, танцующая девушка Мохенджо-Даро отливка из медного сплава, в которой, скорее всего, используется метод выплавляемого воска.[4] Отливка по выплавляемой восковой модели может быть датирована 4000 годом до нашей эры или эпохой энеолита.[4] Один из старейших изученных примеров этой техники - амулет возрастом 6000 лет из Цивилизация долины Инда.[6]

Индия считается одной из первых цивилизаций, использовавших методы литья для массового производства монет. Примерно в середине первого тысячелетия до нашей эры (1000 г. до н.э. - 1 г. до н.э.) использовавшиеся монеты были сделаны из серебра, но в течение тысячелетия монеты перешли на литой медный сплав.[4] Была разработана новая технология для массового производства новых медных монет. Представлен составной шаблон для штабелирования монет. Несколько форм были помещены друг на друга в глиняный цилиндр, чтобы расплавленный металл мог литься по центру, заполнять и затвердевать в открытых пространствах.[4] Этот процесс позволял производить одновременно сто монет.[4]

На Ближнем Востоке и в Западной Африке техника потерянного воска использовалась очень рано в их металлургических традициях, в то время как Китай перенял ее намного позже. Считается, что в Западной Европе техника потерянного воска практически не использовалась, особенно по сравнению с таковой цивилизацией долины Инда.[4] Частей потерянного воска в столице не было найдено. Аньян в течение Династия шейн (1600-1040 гг. До н.э.), в то время как было обнаружено большое количество (100000 штук) фрагментов формы. Это привело к выводу, что во время этой династии утраченный воск в столице не исполнялся. Однако открытие маски, изготовленной с использованием литьевого формования, датируемой примерно 1300 годом до нашей эры, указывает на то, что техника утраченного воска могла повлиять на другие регионы Китая.[7]

Историки спорят о происхождении создания пушки, но большинство свидетельств указывает на Турцию и Среднюю Азию в 18 и 19 веках. Процесс литья пушки немного сложнее с использованием глиняного сердечника, шаблона, вокруг которого отливают глину, а затем выламывают, после чего следует сборка в литейной яме, которая включает связывание отливки железными лентами.[4]

Типы

Основная статья: Перечень производственных процессов § Литье

Металл

Основная статья: Литье (металлообработка)

В металлообработке металл нагревают до жидкого состояния и затем выливают в форму. Форма представляет собой полую полость, имеющую желаемую форму, но форма также включает бегуны и стояки которые позволяют металлу заполнять форму. Затем форма и металл охлаждаются, пока металл не затвердеет. Затем затвердевшую деталь (отливку) извлекают из формы. Последующие операции удаляют лишний материал, возникший в процессе литья (например, направляющие и стояки).

Штукатурка, бетон или пластмассовая смола

Основная статья: Литье из смолы

Гипс и другие химические отверждаемые материалы, такие как бетон и пластмассовая смола, могут быть отлиты одноразовым способом. трата формы, как указано выше, многокомпонентные формы или формы, изготовленные из небольших жестких деталей или гибкого материала, такого как латексная резина (которая, в свою очередь, поддерживается внешней формой). При заливке гипса или бетона поверхность материала ровная и непрозрачная. Часто на поверхность наносят средства местного действия. Например, окраска и травление могут использоваться таким образом, чтобы придать им вид металла или камня. В качестве альтернативы, материал изменяется в процессе первоначального литья и может содержать цветной песок, чтобы придать вид камня. Отливка бетона, а не гипса, позволяет создавать скульптуры, фонтаны или сидения для использования на открытом воздухе. Имитация высококачественного мрамора может быть выполнена с использованием определенных химически отверждаемых пластмассовых смол (например, эпоксидная смола или полиэстер которые термореактивные полимеры ) с добавлением порошкового камня для окрашивания, часто с обработкой нескольких цветов. Последний является обычным средством изготовления умывальников, верхних частей умывальников и душевых кабин, с умелой работой с несколькими цветами, что приводит к моделированию рисунков окрашивания, которые часто встречаются в естественных мрамор или травертин.

Окучивание

Необработанные отливки часто содержат неровности, вызванные швами, и дефекты форм,[7] а также порты доступа для заливки материала в формы.[8] Процесс резки, шлифовки, бритья или шлифования этих нежелательных бит называется «зачисткой».[9][10] В наше время были разработаны роботизированные процессы для выполнения некоторых из наиболее повторяющихся частей процесса зачистки,[11] но исторически окутники выполняли эту тяжелую работу вручную,[5] и часто в условиях, опасных для их здоровья.[12]

Сборка может значительно увеличить стоимость конечного продукта, и разработчики форм стремятся минимизировать ее за счет формы формы, отливаемого материала, а иногда и за счет включения декоративных элементов.[13][7]

Моделирование процесса литья

При моделировании процесса литья используются численные методы для расчета качества литых деталей с учетом заполнения литейной формы, затвердевания и охлаждения, а также обеспечивается количественный прогноз механических свойств отливки, термических напряжений и деформации. Моделирование точно описывает качество литого компонента до начала производства. Литую оснастку можно спроектировать с учетом требуемых свойств компонентов. Это дает преимущества, помимо сокращения предсерийного отбора проб, поскольку точная компоновка всей системы литья также приводит к экономии энергии, материалов и инструментов.

Программное обеспечение поддерживает пользователя в проектировании компонентов, определении практики плавки и методах литья, вплоть до изготовления моделей и форм, термообработки и чистовой обработки. Это экономит затраты на всем процессе изготовления отливок.

Моделирование процесса литья изначально разрабатывалось в университетах с начала 70-х годов, в основном в Европе и США, и считается наиболее важной инновацией в технологии литья за последние 50 лет. С конца 80-х годов коммерческие программы (такие как AutoCAST и МАГМА ), которые позволяют литейным предприятиям по-новому взглянуть на то, что происходит внутри формы или штампа во время процесса литья.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Дегармо, Э. Пол; Black, J T .; Козер, Рональд А. (2003), Материалы и процессы в производстве (9-е изд.), Wiley, p. 277, г. ISBN  0-471-65653-4
  2. ^ Рави, Б. (2005), Литье металлов: компьютерное проектирование и анализ (1-е изд.), PHI, ISBN  81-203-2726-8
  3. ^ Дэйви, Кристофер Дж. (2009). J. Mei; Чт. Ререн (ред.). Ранняя история литья по выплавляемым моделям. Металлургия и цивилизация: Евразия и за ее пределами. Лондон. С. 147–154.
  4. ^ а б c d е ж г час я Крэддок, Пол Т. (8 октября 2014 г.). «Традиции литья металла в Южной Азии: преемственность и инновации». Индийский журнал истории науки. 50.1: 55–82.
  5. ^ а б Джейн Л. Бассетт; Пегги Фогельман; Дэвид А. Скотт; Рональд С. Шмидтлинг (2008). Мастер раскрыт: Адриан де Врис, скульптор из бронзы. Публикации Getty. С. 269–. ISBN  978-0-89236-919-5.
  6. ^ Thoury, M .; и другие. (2016). «Высокая пространственная динамика-фотолюминесценция позволяет увидеть металлургию самого раннего объекта, отлитого по выплавляемым моделям». Nature Communications. 7. DOI: 10.1038 / ncomms13356.
  7. ^ а б c Гордон Эллиотт (2006). Аспекты истории керамики: серия статей, посвященных керамическому артефакту как свидетельству культурного и технического развития. Гордон Эллиотт. С. 52–. ISBN  978-0-9557690-0-9.
  8. ^ Б. Рави (1 января 2005 г.). Литье металлов: компьютерное проектирование и анализ. PHI Learning Pvt. Ltd. стр. 92–. ISBN  978-81-203-2726-9.
  9. ^ Т. Ф. Уотерс (11 сентября 2002 г.). Основы производства для инженеров. CRC Press. С. 17–. ISBN  978-0-203-50018-7.
  10. ^ Джеймс Т. Фрейн (1994). Иллюстрированный словарь строительных терминов для мастера. Книжная Компания Ремесленников. стр.126 –. ISBN  978-1-57218-008-6.
  11. ^ Британский литейщик. 1986. стр. 80.
  12. ^ Сидни Поллард (1993). История труда в Шеффилде. Грегг Возрождение. С. 284–285. ISBN  978-0-7512-0215-1.
  13. ^ Железо и сталь. Луи Кассье. 1971. с. 80.

дальнейшее чтение

  • Кэмпбелл, Джон (2003), Кастинг (2-е изд.), Баттерворт-Хайнеманн, ISBN  0-7506-4790-6.