Forklaring af metalstøbningsprocessen

Hvad er metalstøbning?

Metalstøbning er en moderne proces med gamle rødder. I metalstøbningsprocessen formes metalformer ved at hælde smeltet metal i et formhul, hvor det afkøles og senere trækkes ud af formen. Metalstøbning er vel nok den tidligste og mest indflydelsesrige industrielle proces i historien. Den bruges til at fremstille mange af de metalgenstande, der bruges i vores dagligdag: bildele, toghjul, lygtepæle, skolebuspedaler og meget mere. Desuden er metalstøberier afhængige af metalgenbrug som en omkostningseffektiv kilde til råmateriale, hvilket reducerer spild af metalskrot, der kan ende på lossepladser, betydeligt.

Historien om metalstøbning

Den ældste kendte metalstøbning er den af en kobberfrø, som menes at være fremstillet i 3200 f.Kr. i Mesopotamien, da kobber var et populært anvendt materiale. Senere, omkring 2000 f.Kr., blev jern opdaget. Men det var først omkring 700 f.Kr., at den første produktion af støbejern blev udviklet i Kina. Interessant nok blev sandstøbningsprocessen til støbning af metaller også opfundet i Kina i 645 fvt.

Den såkaldte digelproces, en teknik til fremstilling af fint stål eller værktøjsstål, dukkede op og forsvandt forskellige steder på kloden siden begyndelsen af det 1. årtusinde e.Kr. Teknikken dukkede først op i Indien og Centralasien, indtil den dukkede op i Nordeuropa omkring 800 e.Kr., hvor den blev brugt til at fremstille vikingesværd. Teknikken dukkede ikke op igen før 1750, da Benjamin Huntsman genopfandt den i England. Huntsman opvarmede små stykker kulstofstål i en lukket smeltedigel, som er en keramisk gryde med ildfaste egenskaber, der kan modstå en høj grad af varme. Huntsman opnåede en temperatur, der var høj nok til at smelte stål for første gang.

I løbet af de sidste tusinder af år har støbningen af metaller til brugbare genstande udviklet sig til at blive mere nøjagtig og automatiseret, men processen i sin kerne har i det væsentlige været den samme. Innovationer inden for automatisering af støberiprocesser som General Kinematics’ VIBRA-DRUM® Sand Casting Conditioner har gjort det nemmere at behandle store mængder støbegods og har samtidig forbedret kvaliteten af støbegodset. Maskinen er revolutionerende med hensyn til håndtering af store mængder af støbeforme og sand til støberianvendelser.

Metalstøbningsprocessen

  1. Modelfremstilling – Et model er en kopi af støbegodsets ydre. Mønstre er typisk fremstillet af træ, metal, plast eller gips. Modellering er utrolig vigtig for industriel fremstilling af dele, hvor det er nødvendigt med præcise beregninger for at få delene til at passe og fungere sammen.
  2. Kernefremstilling – Hvis en støbegods er hult, formes den indre form med et ekstra stykke sand eller metal (kaldet en kerne) for at gøre den hul. Kerner er typisk stærke, men kan samtidig klappes sammen, så de let kan fjernes fra den færdige støbning.
  3. Støbning – For at visualisere den hidtidige metalstøbningsproces kan du forestille dig, at du går på stranden mod havet. Se på et fodaftryk, som du efterlader i det våde sand. Din fod ville være kernen, og det aftryk, der er efterladt i sandet, er en form af din fod. Støbning er en proces i flere trin, der danner en støbning omkring mønsteret ved hjælp af støbesand. Ved støbning er formen indeholdt i en ramme, der kaldes en kolbe. Grønt sand, eller støbesand, pakkes ind i kolben omkring mønsteret. Dette er kendt som støbning med metalsand. Når sandet er pakket tæt sammen, kan modellen fjernes, og afstøbningen forbliver. Alternativt kan der laves en todelt, ubrydelig metalform i to dele, så formen kan bruges gentagne gange til at støbe identiske dele til industrielle formål.
  4. Smeltning og udstøbning af smeltet metal – Når metallet er smeltet, hældes det i hulrummet i formen og efterlades til at størkne. Når det er størknet, begynder udrystningsprocessen: formene udsættes for vibrationer for at fjerne sand fra støbegodset. I industrielle applikationer holder udstyr som vores Two-Mass Shakeouts produktionsoutputtet højt på grund af dets effektive og jævne ydeevne. Det fjernede sand opsamles typisk, afkøles og genanvendes for at blive brugt igen i fremtidige støbegods. VIBRA-DRUM® Sand Casting Conditioner forbedrer denne proces med sandseparation fra støbegods ved at fjerne og afkøle sand og støbegods og fordampe fugt, samtidig med at de skader på støbegods, der er almindelige på dette tidspunkt i processen, mindskes. Slutresultatet er en ren støbning og sand, der er klar til genvindingsprocessen.
  5. Rensning – I dette sidste trin fjernes det støbte metalobjekt fra formen og pudses derefter. Under afpudsningen rengøres genstanden for støbemateriale, og ru kanter fjernes.

Modern Day Castings

I dag er næsten alle mekaniske anordninger, vi bruger, lige fra biler til vaskemaskiner, fremstillet ved hjælp af metaldele, der er skabt ved hjælp af støbeprocessen. Forskellen mellem nutidens støbte metalprodukter og dem, der blev fremstillet selv for 100 år siden, er den præcision og de tolerancer, der kan opnås gennem den computerstyrede automatiserede designproces og moderne metoder til fremstilling af de detaljerede kerner og forme. Moderne metalstøbning repræsenterer innovation på arbejdspladsen.

Igennem århundreder er der blevet udviklet forskellige kombinationer af råmaterialer til at fremstille forskellige metaltyper. Nogle støbte produkter anvendes i motorer, der kræver en høj tolerance over for varme og kulde. Rør af støbejern skal kunne modstå korrosion og høje tryk. Andre støbte dele skal være lette, men holdbare. I mange anvendelser er dele konstrueret til at give mulighed for præcis tolerance mellem udvidelse og sammentrækning.

Andre støbeprocesser omfatter gipsstøbning, trykstøbning og investeringsstøbning. Ved gipsstøbning erstattes sandet simpelthen med en gipsform.

Die casting kræver to store, bevægelige ikke-jernholdige metaldele, der klemmes sammen under højt tryk. Det smeltede metal sprøjtes ind i formen, og metaldelene adskilles, når de er hærdet.

Fjernstøbningsprocessen begynder med at fylde en form med voks. Når voksen hærder, overtrækkes den flere gange med et keramisk materiale. Dette opvarmes, indtil voksen smelter, og den keramiske form forbliver tilbage. Formen fyldes med smeltet metal, afkøles, og derefter brydes det keramiske materiale af.

Stolt af at tjene støberiindustrien

General Kinematics er stolt af at være en førende producent af automatiseret vibrationsbearbejdningsudstyr, der har innoveret sammen med støberiindustrien i næsten 60 år. For at få flere oplysninger om alt General Kinematics’ støberiudstyr kan du kontakte os i dag!

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.