При литье в песок внутренние полости сложной геометрии задаются литейными стержнями. Для изготовления этих элементов компания AVP ZIAS использует технологию струйного нанесения связующего (Binder Jetting). Стержни формуются по цифровой модели, без использования деревянных или металлических ящиков, что значительно сокращает сроки подготовки, снижает затраты на оснастку, позволяет воплощать внутреннюю геометрию, невозможную для традиционных методов.
Услуги по печати стержней на 3D-принтере актуальны для литейных цехов, машиностроительных комбинатов, ремонтных предприятий и организаций, которые хотят разгрузить стержневой участок, уменьшить парк оснастки, оптимизировать затраты, снизить долю брака.
Роль литейных стержней в формировании полостей отливки
Элементы используются во внутреннем пространстве формы, куда после сборки конструкции заливается расплавленный металл. После затвердевания песчаный стержень удаляется, открывая внутри изделия необходимую полость, отверстие или канал сложной конфигурации. Стержневой элемент особенно важен, если требуется воспроизвести замкнутый канал для жидкости, воздушные пространства, технологические ниши особой формы.
Виды песчаных стержней и используемые смеси
В литейной отрасли для формирования внутренних полостей применяются разнообразные варианты песчаных стержней. Основой состава чаще всего служит кварцевый песок, а добавки и соединения, входящие в смесь, уменьшают образование газов и увеличивают термическую стойкость будущего изделия. Наиболее распространены:
- Составы на основе жидкого стекла. Роль связующего вещества играет силикат натрия, стабилизированный раствором каустической соды. Для инициирования твердения производится прокачка двуокиси углерода через сырой стержень.
- Холоднотвердеющие системы. Основным связующим в этих смесях выступают производные феноло- или карбамидофурановых полимеров. Введение фосфорной или азотной кислоты и их производных запускает процесс полимеризации.
- Высокотемпературные (горячетвердеющие) рецептуры. Здесь основная связывающая среда — натуральные масла либо синтетические смолы, включая фенольные и фурановые разновидности. Формование выполняется в стальных формах при 220–280 °C. Интенсивное нагревание ускоряет структурную фиксацию и завершает стадию затвердевания стержня.
Под конкретный сплав подбирается состав, который обеспечивает достаточную прочность при сборке и нужную газопроницаемость во время заливки.
Для 3D-печати стержней на принтерах серии ZIAS BPrint применяется кварцевый песок, связующее BindEX+ , которое надежно скрепляет слои, катализатор ActiveEX+ для ускорения отверждения, что повышает качество поверхности и точность геометрии .
Этапы изготовления литейных стержней
Подготовка стержней включает дозирование, смешивание компонентов, формование, отверждение. В классической технологии масса засыпается в специальную стержневую форму и закрепляется катализатором или путем нагрева.
Но благодаря 3D-печати песчаных стержней по технологии Binder Jetting теперь можно изготавливать сложнейшие элементы без дополнительной оснастки. Операция выполняется на столе принтера слоями: песок выравнивается, а связующее вещество и катализатор наносятся только на нужные области, скрепляя частицы. Цифровое моделирование минимизирует вероятность дефектов и гарантирует стабильность параметров.
Качество песчаных стержней — залог стабильного литья
Чтобы получать качественные отливки без дефектов в условиях заводского цикла, песчаные стержни должны отвечать строгим требованиям:
- Механическая прочность. Важно обеспечить устойчивость стержней к разрушению на стадии изготовления, транспортировки к месту сборки и особенно при заливке жидким металлом, когда на поверхность воздействуют значительные термические и динамические нагрузки.
- Газопроницаемость. Критически значимый параметр для предотвращения образования газовых раковин и включений. Структура стержня должна способствовать эффективному выводу летучих продуктов и паров, возникающих при контакте с металлом.
- Термостойкость. Материалы должны сохранять геометрию и структуру при соприкосновении с расплавом. Это важно для исключения оплавления, прогаров, потери формы.
- Легкость удаления. После полной кристаллизации отливки стержни должны извлекаться без усилий и риска для готового изделия.
Современная 3D-технология обеспечивает соответствие этим параметрам даже для элементов сложной конфигурации. Внутренняя часть изделия, получившаяся благодаря песчаным стержням, определяет эксплуатационные характеристики и долговечность многих деталей для машиностроения, энергетики и других отраслей, где важны герметичность, чистота каналов, отсутствие скрытого брака.
Какие стержни изготавливает AVP ZIAS и почему их выгодно заказывать отдельно?
Компания AVP ZIAS специализируется на выпуске песчаных стержней по цифровым моделям:
- для машин;
- насосных корпусов;
- теплообменников;
- турбин;
- нестандартных опытных изделий;
- мелких и крупных лабораторных деталей.
Изготавливаются элементы для чугуна, стали, цветных и инновационных сплавов. Для любого типа литья и формы, в единичных, мелких и серийных партиях.
Заказ песчаных стержней у специализированной компании позволяет предприятиям снизить издержки, минимизировать риски, обеспечить более быстрый переход к новой модели производства. Плюс это гарантирует стабильное качество и полное соответствие требованиям современной литейной индустрии.
Что нужно для расчета и запуска заказа
Чтобы заказать создание песчаных стержней, понадобятся:
- файл в формате STL;
- информация о материале отливки, ее массе и условиях работы;
- технические требования по допускам, газовыделению, механической прочности;
- планируемые объемы, периодичность заказа.
Сроки изготовления согласуются индивидуально, исходя из сложности изделия, партии, требований к качеству.
Вопрос-ответ
Чем литейные стержни отличаются от форм?
Форма служит для создания наружных поверхностей отливки, а стержень — для формирования внутренних каналов и полостей.
Из каких материалов вы делаете песчаные стержни и для каких сплавов они подходят?
Для изготовления стержней на 3D-принтере используется специальный кварцевый песок, композиция фурановых смол с катализатором для быстрого отверждения. В зависимости от требований к отливке в песок могут вноситься добавки: антипригарные, улучшающие газопроницаемость, снижающие газовыделение, повышающие термостойкость стержня при заливке высокотемпературных сплавов. Элементы широко используются при литье чугуна, стали, алюминиевых сплавов, бронзы.
Требуются ли специальные чертежи или достаточно эскиза отливки?
Желательно наличие 3D-модели. Если есть только чертеж детали, наши инженеры разработают нужную конфигурацию внутреннего элемента, необходимую для качественной отливки.
Есть ли примеры реализованных типовых решений или проектов?
Да, мы обычно поставляем песчаные стержни для двигателей, насосов, трубных систем, теплообменного оборудования и прочих популярных деталей, а также опытные партии для нестандартных задач. Примеры стержней нашего производства можно посмотреть здесь.
Какие дефекты отливок, связанные со стержнями, вы помогаете устранить?
Современные технологии 3D-печати позволяют избежать дефектов: смещения, газовых раковин, непроваров внутренних каналов, искажения сложных полостей при литье.
