Aplicación de la tecnología informática en la microfusión
La aplicación de la tecnología informática en la fundición a la cera perdida incluye los últimos logros en el diseño de estructuras de fundición, desarrollo de procesos, prensado, moldes de inversión, fabricación de carcasas y núcleos, etc., y espera con interés los beneficios que la tecnología informática puede ofrecer. traer a la fundición a la cera perdida. La futura industria de la fundición a la cera perdida traerá grandes cambios.
Palabras clave: fundición a presión de precisión por computadora
La producción de fundición a la cera perdida tiene muchas ventajas, pero al mismo tiempo tiene muchos procedimientos, procesos complejos, ciclos de producción largos y muchos factores que afectan la calidad de las piezas fundidas y otras deficiencias, hasta cierto punto, restringen la aplicación y el desarrollo de la fundición de precisión. Con el rápido desarrollo de la tecnología informática, la aplicación de la tecnología informática en la fundición de precisión, desde el diseño estructural y el desarrollo de procesos de fundición de precisión hasta el diseño y fabricación de molduras, fabricación de patrones de cera, fabricación de carcasas de moldes, fabricación de núcleos, etc., ha aumentado. Mejoró enormemente la industria de la fundición de precisión. La producción provocó grandes cambios.
1. Aplicación de la tecnología de simulación numérica por computadora en el diseño de estructuras de fundición a la cera perdida y el desarrollo de procesos.
La fundición a la cera perdida se está desarrollando en la dirección del mecanizado ligero, fino y fino en los últimos años. o se han propuesto fundiciones casi reticulares para aprovechar la fundición a la cera perdida y satisfacer las necesidades de la industria moderna de piezas de alta calidad. Esto requiere que la estructura de la fundición de precisión sea más razonable y la formulación de planes de proceso más optimizada, lo que plantea requisitos cada vez más altos para la tecnología de fundición de precisión.
El proceso de producción tradicional de microfusión incluye los siguientes cinco pasos:
1) El usuario de la fundición propone un plano de diseño a la fundición.
2) La fundición; elabora un presupuesto y presenta sugerencias para mejorar el diseño desde la perspectiva de la producción y la reducción de costos;
3) La fundición diseña equipos de proceso de fundición;
4) La fundición propone herramientas para el taller de moldeo o taller de modelado Dibujos;
5) Vertido de piezas fundidas e inspección de piezas fundidas.
En el proceso de diseño de la estructura de fundición, diseño de matrices, parametrización del proceso de inyección de cera, sistema de vertido, etc., la producción tradicional se basa principalmente en la experiencia laboral real del personal técnico y de ingeniería y carece de base teórica científica. Especialmente para piezas de trabajo complejas e importantes, a menudo es necesario modificar repetidamente la estructura de fundición, el molde de estampado o el plan del proceso de vertido durante la producción para lograr los requisitos técnicos finales. Las computadoras tienen una potente potencia informática y capacidades de procesamiento de gráficos, y pueden combinar tecnología de análisis numérico y. Tecnología de base de datos, la tecnología de visualización se combina con las teorías clásicas de transferencia de calor, flujo y solidificación para simular el llenado, solidificación y enfriamiento de piezas fundidas, analizar el campo de flujo, el campo de temperatura y el campo de tensión en el proceso de fundición de precisión y predecir la estructura de la fundición y. muchos defectos de fundición, como aislamiento por frío, cavidades de contracción, grietas y deformaciones térmicas, etc. Por lo tanto, a través de ingeniería concurrente, se utiliza tecnología informática para simular la estructura y el proceso de fundición del proceso de fundición, lo que proporciona una base efectiva para que los técnicos diseñen una estructura de fundición más razonable y determinen un plan de proceso razonable, evitando la dependencia tradicional de la experiencia para Diseño estructural y formulación de procesos. La ceguera puede acortar el ciclo de preparación de la producción y ahorrar costos de producción de prueba. El proceso de simulación numérica se muestra en la Figura 1.
2. Aplicación de la tecnología de creación rápida de prototipos en la fabricación de troqueles de estampado
La aparición de la tecnología de creación rápida de prototipos ha acortado en gran medida el ciclo de fabricación de troqueles de estampado. La llamada creación rápida de prototipos consiste en formar primero un archivo de datos CAD tridimensional del molde fundido en la computadora, cortarlo en varias rodajas finas a lo largo de la dirección de la altura y luego fabricarlas y combinarlas en secuencia para finalmente formar un producto con una forma tridimensional.
1) Utilice la creación rápida de prototipos para crear formas prensadas.
Según los diferentes métodos de moldeo, la creación rápida de prototipos se puede dividir en dos tipos: uno consiste en utilizar primero la creación rápida de prototipos. El método de moldeo crea una molde maestro de resina o cera (prototipo), que luego se utiliza para mecanizar molduras de resina epoxi o caucho de silicona. La matriz producida por este método puede cumplir con la producción de lotes pequeños de piezas fundidas de precisión. Por ejemplo, rociar una capa de metal de aproximadamente 2 mm de espesor sobre la superficie del molde maestro de plástico usando el método SLA y llenar la parte posterior con resina epoxi para crear una moldura compuesta de metal y resina epoxi, que puede satisfacer las necesidades de producir cientos de lotes. de piezas fundidas de precisión.
Otro método consiste en fabricar directamente formas piezoeléctricas de resina mediante SLA, SLS y otros métodos basados en el modelo geométrico del bloque piezoeléctrico producido por el sistema CAD.
La forma piezoeléctrica fabricada por el método SLS consiste en pelar el objeto procesado del polvo de resina, aplicar una fina capa de resina termoestable en la superficie, agregar una capa de polvo de acero, sinterizarlo con un láser y unirlo en una forma piezoeléctrica. , y luego se hornea el producto, se quema la resina y finalmente se infiltra el líquido de cobre para obtener un bloque de metal. El rendimiento es similar al de los troqueles de estampado.
2) Métodos de creación rápida de prototipos para la fabricación de moldes de revestimiento
Los métodos de creación rápida de prototipos: SLA, SLS, FDM y LOM se pueden utilizar para la fabricación rápida de moldes de revestimiento. Los patrones de cera fabricados mediante métodos SLS y FDM se pueden utilizar directamente como moldes de revestimiento para la producción de fundición de precisión; los productos de papel fabricados mediante el método LOM se pueden utilizar como moldes de revestimiento para la producción de carcasas después de pulverizar poliuretano sobre la superficie exterior de los productos de papel, o también se pueden usar directamente sobre productos de papel. La cubierta de cerámica se recubre sobre el molde y luego el molde de papel se quema; el método SLA utiliza un nuevo tipo de resina para hacer un molde de resina y vierte la resina sin curar para formar un hueco. molde y sella la salida de resina con cera después del endurecimiento. Después del endurecimiento, la salida de resina se sella con cera y se instala un sistema de fundición de cera para crear la carcasa. Tabla 1 Comparación de métodos de creación rápida de prototipos
Características Método de deposición fundida (FDM) Estereolitografía (SLA) Sinterización selectiva por láser (SLS) Principio del proceso de fabricación híbrida capa sobre capa (LOM) Después de fundir el material termoplástico, El material termoplástico se funde, se extruye desde el puerto activo, se enfría y solidifica en capas para apilar, resina fotosensible líquida curada con rayos UV, calentamiento y sinterización por láser, polvo de material termoplástico preprocesado, láminas cortadas con láser y unión. vinculación. Calentador de cabezal de extrusión de energía láser o lámpara UV o fibra óptica Láser de CO2 Materia prima del láser de CO2 Material termoplástico Resina fotosensible líquida Material termoplástico Papel base adhesivo en polvo Materiales de uso común actualmente Resina ABS, nailon, cera Polvo de resina fotosensible especial, polvo de cera Grosor de la capa de papel (um ) Mínimo: 50 Típico: 127-254 Mínimo: 50 Típico: 127-254 Mínimo: 60 Típico: 127-254 Mínimo: 6060 127 Mínimo: 94
Típico: 188 Precisión del tamaño del producto (mm) ± 0,127 ± 0,1-0,2 ± 0,2 ± 0,1 3. Fabricación directa de carcasas mediante el método DSPC
La fabricación directa de carcasas, también conocida como método DSPC, es esencialmente diferente de todos los procesos de fabricación de carcasas hasta ahora, principalmente debido a que consta de dos piezas: diseño de carcasa (SDV) y fabricación de carcasa (SPU). Consta de dos partes: diseño de la carcasa (SDV) y fabricación de la carcasa (SPU).
El método SDV convierte el modelo CAD de la pieza de producción en una carcasa de pieza digital y lo muestra en la pantalla al determinar el número de piezas en cada carcasa, el espesor de la pared de la carcasa, la tasa de contracción y el vertido. Después de que el sistema espera los parámetros de fundición, la computadora mostrará rápidamente la geometría de la carcasa fundida y simulará el proceso de fundición, y luego transmitirá los datos relevantes a la SPU. >La SPU controla el pistón para que se mueva hacia arriba y hacia abajo con precisión, y el pistón está conectado a una caja de material; además, la boquilla conectada a la tolva de polvo cerámico fino rocía una fina capa de polvo cerámico uniformemente en la caja de material; La computadora controla los datos controlan un cabezal de impresión de chorro desde el cual se expulsa un adhesivo de sol de sílice cuando se lo ordena mientras el cabezal de impresión retira el polvo cerámico fino de un recipiente. De esta manera, los materiales refractarios se unen entre sí en el área adhesiva para formar la sección transversal de la carcasa del molde, y luego el pistón se mueve hacia abajo y el cabezal de impresión expulsa otra capa de polvo... Esto se hace capa por capa, hasta formar finalmente la cáscara general. El polvo refractario no adherido puede soportar la capa adhesiva. Después de tostarlo, se recupera el polvo no adherido y se vierte el metal fundido. Su principio de funcionamiento se muestra en la Figura 2. El método DSPC elimina la necesidad de fundición a la cera perdida para fabricar estampadores, patrones de cera, revestimiento, colgado y otros procesos. El flujo del proceso se simplifica enormemente y, dado que no es necesario considerar factores como la deformación del patrón de cera o la forma casi neta. Se pueden producir piezas. Las fábricas que utilizan este proceso pueden entregar piezas de fundición dentro de una semana de recibir un pedido.
3. Utilice un láser controlado por computadora para producir núcleos cerámicos.
Muchas piezas fundidas de precisión requieren la producción de núcleos cerámicos, especialmente núcleos cerámicos complejos y finos, como las palas huecas de los motores de turbina. etc., la computadora puede controlar el rayo láser para procesar con precisión núcleos con diversas estructuras en el núcleo cerámico basándose en datos CAD, especialmente para núcleos que son difíciles de producir con procesos de fabricación tradicionales, lo que demuestra sus ventajas. Sus ventajas son más obvias.
IV. Perspectivas para la aplicación de ingeniería concurrente y tecnología de integración en la industria de fundición de precisión
Con el continuo desarrollo y popularización de la tecnología informática, las perspectivas de aplicación de ingeniería concurrente y tecnología de integración en la industria de la fundición de precisión La aplicación se irá generalizando gradualmente y seguramente se convertirá en la tendencia de desarrollo futuro de la industria de la fundición de precisión.
1) Ingeniería concurrente
La ingeniería concurrente se refiere a una red de comunicación de datos electrónicos que establece una conexión estrecha entre los usuarios de fundición de precisión y las plantas de fundición de precisión, permitiendo la ingeniería paralela entre los usuarios y las plantas de fundición. Diseño de productos y procesos. Los usuarios envían dibujos de modelos electrónicos de fundición de precisión a la fundición a través de esta red. El ingeniero de fundición puede ver la imagen tridimensional de la pieza en producción desde la estación de trabajo de la computadora. Después de determinar varios conjuntos de planes de proceso, puede simular numéricamente el plan de proceso. la computadora, para que pueda mostrar posibles problemas que pueden ocurrir bajo diferentes condiciones de proceso, como grietas en caliente, cavidades de contracción, etc., y el ingeniero de fundición transfiere rápidamente los archivos de datos del modelo electrónico defectuoso a los usuarios y diseñadores para poder hacer mejoras y obtener piezas fundidas de alta calidad. De manera similar, también se pueden implementar en paralelo procesos como el prensado, el modelado y la fabricación de carcasas, lo que puede acortar en gran medida los ciclos de investigación y desarrollo y producción, reducir los costos y mejorar la competitividad de los productos en el mercado.
2) Tecnología de integración
Para piezas que no están diseñadas mediante sistemas CAD o para copiar las mismas piezas, se puede utilizar tecnología de inspección CT, simulación numérica y tecnología de integración de creación rápida de prototipos.
La tecnología CT, o tecnología de tomografía computarizada, es una tecnología de detección de rayos X que se puede utilizar para obtener imágenes bidimensionales de las secciones transversales de piezas combinando cada sección transversal en dos dimensiones. Imagen tridimensional, el objeto se puede medir en forma tridimensional. Con esta tecnología, se pueden obtener con precisión los datos del modelo CAD de la pieza fundida y, combinados con la creación rápida de prototipos y la simulación numérica, se puede acortar el tiempo de preparación de la producción y reducir el costo de fabricación del molde. Al mismo tiempo, la forma de las piezas medidas con tecnología CT se puede utilizar para comparar las dimensiones de las piezas fundidas de diseño y de producción para detectar el grado de concordancia entre las piezas fundidas reales y las piezas diseñadas en términos de ubicación de defectos y los resultados de predicción numérica; simulaciones.
Conclusión
La aplicación de computadoras en la industria de fundición a la cera perdida ha superado las deficiencias del proceso de producción de fundición a la cera perdida, haciendo que la tecnología de producción de fundición a la cera perdida sea más flexible y adaptable, y más adaptable a En los tiempos modernos, la industria requiere piezas fundidas rápidas, de alta calidad y complejas.
1. La aplicación de la tecnología de simulación numérica informática en el diseño de estructuras de fundición a la cera perdida y el desarrollo de procesos proporciona una base eficaz para que los técnicos diseñen estructuras de fundición más razonables y determinen planes de proceso razonables.
2. La aplicación de la tecnología de creación rápida de prototipos en la fabricación de moldes de estampado ha acortado en gran medida el ciclo de fabricación de moldes de estampado.
3. El método DSPC se utiliza para fabricar directamente la carcasa, eliminando el largo ciclo de recubrimiento capa a capa de las carcasas tradicionales.
4. Utilice láser controlado por computadora para producir núcleos cerámicos, que pueden producir núcleos cerámicos complejos.
5. Con el continuo desarrollo y popularización de la tecnología informática, la tecnología de ingeniería e integración concurrente se utilizará gradualmente en la industria de la fundición de precisión y se convertirá en la tendencia de desarrollo futuro de la industria de la fundición de precisión.