Schelpengieten (thermohardende hars-gebonden zandgieten) vult de technische en economische kloof tussen standaard groen zandgieten en investeringsgieten (verloren was). Het biedt een strakkere dimensionale controle, superieure oppervlakte-integriteit en kleinere trekhoeken voor industriële componenten met een middel-tot-groot- volume die tussen 0,5 kg en 80 kg wegen.
Procescapaciteitenmatrix
|
Functie |
Schelpengieten |
Groen zandgieten |
Investeringscasting |
|
Dimensionale tolerantie |
ISO 8062-3 CT7 – CT9 |
ISO 8062-3 CT10 – CT12 |
ISO 8062-3 CT4 – CT6 |
|
Oppervlakteafwerking (Ra) |
3,2 µm - 6.3 µm (125 - 250 µin) |
12,5 µm - 25.0 µm (500 - 1000 µin) |
1,6 µm - 3.2 µm (63 - 125 µin) |
|
Wanddikte Minimaal |
2,5 mm |
4,0 mm |
1,5 mm |
|
Diepgangshoekvereiste |
0,5 graad - 1.0 graad |
1,5 graad - 3.0 graad |
0 graad - 0.5 graad |
|
Economische productierun |
300 - 50.000 stuks/jaar |
100 - 10.000 stuks/jaar |
500 - 100.000 stuks/jaar |
|
Gereedschapsinvestering |
Matig (bewerkt metaalpatroon) |
Laag (patroonplaat / matchplaat) |
Hoog (wasinjectievorm met meerdere- holtes) |
Productieproces
Het vormproces van de schaal is gebaseerd op een met hars-gecoat silicazandmengsel dat in contact komt met een verwarmd ijzer- of staalpatroon om een stijve, dun-keramische--achtige schaal te vormen.
Voorbereiding metaalpatroon:Matchplate-patronen worden CNC-gefreesd uit nodulair gietijzer, gelegeerd staal of aluminium- met hoge treksterkte, waarbij nauwkeurige krimptoeslagen worden toegepast (doorgaans 1,5% - 2.2% afhankelijk van de keuze van de legering).
Voorverwarmen en smeren:De patroonplaat wordt voorverwarmd tot 200 graden - 320 graden (392 graden F - 608 graden F) en bespoten met een op siliconen- gebaseerd scheidingsmiddel.
Dump-Box Shell-formatie:Het verwarmde patroon wordt vastgeklemd aan een stortbak met daarin fijn silicazand, vooraf-gecoat met 2% - 5% fenolhars en hexamethyleentetramine (HEXA). Door de doos om te keren, wordt het zandmengsel blootgesteld aan het verwarmde patroon. Warmte smelt de hars en vormt binnen 10 - 30 seconden een gedeeltelijk uitgeharde schaalhuid (6 mm - 10 mm dik).
Uitharding in de oven:Ongebonden zand valt weg bij her-inversie. Het patroon en de daaraan bevestigde schaal gaan naar een uithardingsoven (300 graden - 450 graden) om het thermohardende bindmiddel volledig te kruisen-.
Uitwerpen & Montage:Mechanische uitwerppennen duwen de stijve schaalhelft van het patroon. De helften van de cope- en dragshells worden met elkaar verbonden met behulp van thermohardende lijm onder druk, met daarin hars-gebonden zandkernen voor interne holtes.
Gieten en uitschudden:Geassembleerde schalen worden in kolven geplaatst, ondersteund met een achterkant van staal of grind om metallostatische kopdruk te weerstaan, en met gesmolten metaal gegoten. Na afkoeling brandt de dunne schaal uit en breekt deze schoon af tijdens het automatisch uitschudden.
Materialen en technische specificaties
We smelten en gieten een brede selectie ferro- en non{0}}ferrolegeringen onder strikte spectrale controle.
Materiaalkeuze en verwijzing naar mechanische eigenschappen
|
Materiële familie |
Gemeenschappelijke kwaliteit / standaard |
Treksterkte (MPa) |
Opbrengststerkte (MPa) |
Verlenging (%) |
Hardheidsbereik |
Primaire kenmerken |
|
Nodulair gietijzer (nodulair) |
NL-GJS-400-15 / QT400-15 NL-GJS-500-7 / QT500-7 NL-GJS-600-3 / QT600-3 |
400 - 600 |
250 - 370 |
3 - 15 |
130 - 230 HBW |
Hoge vermoeiingssterkte, uitstekende demping, lage kerfgevoeligheid |
|
Grijs gietijzer |
NL-GJL-200 / HT200 NL-GJL-250 / HT250 NL-GJL-300 / HT300 |
200 - 300 |
N.v.t. (Broos) |
0.3 - 0.8 |
160 - 250 HBW |
Superieure thermische geleidbaarheid, hoge slijtvastheid, trillingsabsorptie |
|
Koolstofstaal |
ASTM A27 klasse 65-35 ASTM A216 WCB/WCC |
485 - 585 |
250 - 275 |
22 - 24 |
140 - 185 HBW |
Lasbaar constructiestaal met hoge slagvastheid bij temperaturen onder -nul |
|
Gelegeerd staal |
42CrMo4 / AISI 4140 20CrNiMo / AISI 8620 |
700 - 1000 |
550 - 850 |
10 - 18 |
200 - 320 HBW |
Door-hardbaar, uitzonderlijke kerntaaiheid, hoge slijtvastheid |
|
Roestvrij staal |
AISI 304 (CF8) / 316 (CF8M) 1.4408 / 1.4308 Dubbelzijdig 2205 (1.4462) |
480 - 650 |
205 - 450 |
25 - 35 |
160 - 220 HBW |
Hoge weerstand tegen putcorrosie en spleetcorrosie in maritieme/zure media |
Dimensionale mogelijkheden en productielimieten
• Gewichtsbereik: 0,2 kg tot 80 kg (0,44 lbs tot 176 lbs)
• Maximale envelopafmetingen: 850 mm x 650 mm x 350 mm
• Lineaire toleranties: ISO 8062-3 klasse CT7 voor elementen gevormd binnen één malhelft; CT8 over de scheidingslijn van de mal.
• Oppervlakteruwheid: Standaard Ra 3.2 - 6.3 µm; post-schot-stralen Ra 3,2 µm haalbaar.
• Minimale diameter als-gietgat: Ø 6,0 mm (afhankelijk van de verhouding tussen diepte- en-diameter<= 3:1).
Belangrijkste productkenmerken
Hoge oppervlaktekwaliteit en lagere bewerkingstoeslagen
Fijn silicazand gecombineerd met dunne, uniforme harsbindmiddelen minimaliseert inkepingen op de korrelgrens van het schimmeloppervlak. Omdat-gegoten oppervlakken Ra 3.2 - 6.3 µm vertonen, waardoor afdichtingsvlakken, niet-kritische montagepads en stroomkanalen kunnen werken als-gegoten zonder frezen of draaien.
Nauwe dimensionale consistentie over productiebatches
Omdat schaalmallen worden uitgehard op verwarmd metalen gereedschap, wordt malvervorming door zandverdichtingskrachten geëlimineerd. De herhaalbaarheid van afmetingen over productieruns van meerdere-duizend- onderdelen blijft doorgaans binnen ±0,3 mm bij afmetingen tot 100 mm.
Lager onderdeelgewicht dankzij dunne-wandmogelijkheden
Stijve schaalvormen met hoge treksterkte- zijn bestand tegen metallostatische druk zonder doorbuiging van de wand tijdens het gieten. Ontwerpers kunnen uniforme wanddiktes tot 2,5 mm specificeren, waardoor het overtollige materiaalgewicht en de grondstofkosten worden verminderd.
Minimale diepgangshoeken
Diepgangshoeken van slechts 0,5 graad tot 1,0 graad kunnen met succes worden getekend zonder de vormwanden te scheuren. Dit vermindert de door taps-geïnduceerde gewichtstoevoegingen op diepe zakken, nokken en interne ribben.
Typische toepassingen
Transmissie schakelvorken
Motorbevestigingsbeugels
Remklauwen en wielnaven
Uitlaatspruitstukken en turbocompressorbehuizingen
Hydraulische kleplichamen en spruitstukblokken
Hogedrukpomphuizen en waaiers
Planetaire tandwieldragers en lagerhuizen
Pijpfittingen, flenzen en vlinderklepschijven
Looprollen en kettingwielen
Trekhaakcomponenten en gaffelbeugels
Slijtplaten en baktandadapters
Bewerking en secundaire bewerkingen
Om componenten klaar-om- te assembleren te leveren, vullen we onze gieterijactiviteiten aan met volledige interne- CNC-bewerkings- en oppervlakteafwerkingsfaciliteiten.
CNC-bewerkingsmogelijkheden
• Horizontale en verticale bewerkingscentra (HMC/VMC): 4--assige positionering met palletwisselaars voor het bewerken van grote- volumes van boringen met nauwe toleranties (±0,010 mm).
• CNC-draaicentra: dubbel-spildraaien voor concentriciteit-kritische gedraaide kenmerken, groefsteken en nauwkeurige vlakafdichtingsoppervlakken.
• Secundaire bewerkingen: brootsen, diep-boren van gaten, precisieslijpen (centerloos en oppervlak) en tappen op hoge- snelheid.
Warmtebehandeling
• Normaliseren en gloeien: spanningsverlichting en korrelverfijning voor geoptimaliseerde bewerkbaarheid en microstructurele homogeniteit.
• Afschrikken en tempereren (Q&T): Aanpassingen van mechanische eigenschappen om de specificaties voor treksterkte, taaiheid en kernhardheid te bereiken.
• Inductieharden: plaatselijke oppervlakteverharding (50 - 60 HRC) op slijtsporen, tandwieltanden en lagertapgebieden.
Oppervlakteafwerkingen en beschermende coatings
• Verzinken (driewaardig blauw/helder/geel passiveer)
• Elektro-depositiecoating (E-coating) voor bescherming tegen corrosie
• Epoxy poedercoating
• Fosfateren en conversiecoating met zwarte oxide
Kwaliteitscontrole en inspectie
De kwaliteitsborging volgt de vereisten van ISO 9001:2015 en IATF 16949, waarbij de chemie van de grondstoffen, de interne integriteit, de maattolerantie en de mechanische eigenschappen bij aangewezen procespoorten worden geverifieerd.
Analyse van inkomend schroot en blokken (spectrometer)
Smeltchemieverificatie vóór het tappen
Niet-destructieve en mechanische tests (UT/MPI/treksterkte/hardheid)
Uiteindelijke dimensionale lay-out (CMM en optisch scannen)
Chemisch en mechanisch testen
• Optische emissiespectroscopie (OES): Verificatie van de chemische samenstelling wordt uitgevoerd bij elke verhitting voorafgaand aan het tappen.
• Trek- en impacttesten: destructieve verificatie van de vloeigrens, ultieme treksterkte, rek en Charpy V-kerfslagwaarde per partij.
• Hardheidstesten: Brinell (HBW), Rockwell (HRC) en Vickers (HV) testen op structurele zones.
Niet-destructief testen (NDT)
• Radiografische inspectie (röntgen-ray): identificatie van interne krimpporositeit, blaasgaten en insluitingen volgens ASTM E446 / ASTM E192-normen.
• Magnetische deeltjesinspectie (MPI): detectie van scheuren aan het oppervlak en onder- het oppervlak van ferromagnetisch gietijzer en stalen onderdelen.
• Ultrasoon testen (UT): verificatie van de wanddikte en evaluatie van interne defecten.
• Vloeistofpenetratie-inspectie (LPI): niet-magnetische roestvrijstalen scheurinspectie.
Metrologie en CMM-inspectie
• 3D-coördinatenmeetmachines (CMM): Zeiss CMM's die in klimaat-gecontroleerde laboratoria werken voor verificatie van geometrische afmetingen en toleranties (GD&T) aan de hand van CAD-modellen.
• Optische en laserprofilometrie: geautomatiseerde meting van de oppervlakteruwheid (Ra, Rz) en 3D-contourscannen.
OEM- en aangepaste productie
Wij produceren uitsluitend volgens de specificaties van OEM-klanten en bieden end{0}}to-end ondersteuning van voorlopige DFM-analyse (Design for Manufacturability) tot prototypetooling en seriële opvoering-.
Engineering- en prototypeworkflow
• MagmaSoft / ProCAST Solidificatiesimulatie: Thermische en vloeistofstroomanalyse wordt uitgevoerd op voorlopige CAD-bestanden om potentiële krimpholtes, koude afsluitingen en zanderosiezones te identificeren voordat het metaalpatroon wordt gesneden.
• Gereedschapsontwerp en intern-CNC-frezen: metalen matchplates, kerndozen en uitwerpmechanismen zijn ontworpen in 3D CAD/CAM en gefreesd uit gereedschapsijzer of gereedschapsstaal met hoge- dichtheid.
• Snelle prototyping via 3D-geprinte zandkernen: voor snelle functionele tests kunnen 3D-geprinte harszandkernen worden gecombineerd met tijdelijke gereedschappen om prototypegietstukken te leveren in 2 - 3 weken zonder volledige gereedschapsinvesteringen.
• PPAP-niveau 3 indiening: Documentatie van het goedkeuringsproces voor productieonderdelen omvat ISIR (Initial Sample Inspection Report), processtroomdiagram, controleplan, PFMEA, dimensionele resultaten, materiaalcertificeringen en R&R-onderzoeken naar meters.
Wat kopers moeten opgeven voor een offerteaanvraag
Het verstrekken van volledige technische parameters tijdens het indienen van offerteaanvragen zorgt voor nauwkeurige prijsoffertes, correcte gereedschapsschattingen en geoptimaliseerde cyclustijden.
3D CAD-bestanden:STEP, IGES of Parasolid (.x_t)
2D-tekeningen:PDF met GD&T, kritische toleranties, bewerkingstoeslagen en specificaties voor oppervlakteafwerking (Ra)
Materiaalspecificatie:ASTM-, EN-, DIN-, ISO- of JIS-materiaalkwaliteit
Volume- en partijgroottes:Hoeveelheid prototype, geschatte jaarlijkse vraag (EAU) en batchgrootte
Leveringsvoorwaarde:Als-gegoten of volledig machinaal bewerkt om af te drukken
Warmtebehandeling:Doelhardheidsbereik (HRC/HBW), kastdiepte of microstructuurvereisten
Inspectie en testen:NDT-vereisten (röntgen-ray, MPI), druktesten en CMM-inspectierapporten
Afwerking en verpakking:Oppervlaktecoating (verf, beplating, anti-roestolie), VCI-zakken en verpakkingsspecificaties
Veelgestelde vragen
Vraag: Hoe verhoudt het gieten van schaalvormen zich tot standaard groenzandgieten in termen van totale kosten per eenheid?
A: Gereedschappen voor het gieten van schaalvormen zijn duurder omdat metalen patronen bestand moeten zijn tegen voorverwarmen (200 graden - 320 graden). De productiekosten per eenheid zijn echter vaak lager voor complexe componenten, omdat nauwe toleranties (ISO 8062-3 CT7) en gladde oppervlakteafwerkingen (Ra 3.2 - 6.3 µm) secundaire bewerkingen elimineren en de afvalpercentages verminderen.
Vraag: Wat zijn de minimale en maximale gewichtslimieten voor gegoten schaaldelen?
A: Onze productielijn verwerkt eenheidsgewichten van 0,2 kg (0,44 lbs) tot 80 kg (176 lbs). Voor onderdelen die zwaarder zijn dan 80 kg wordt traditioneel harszandgieten of groenzandgieten over het algemeen aanbevolen vanwege de stijfheid van de schaal en de beperkingen van de afmetingen van de fles.
Vraag: Kan het gieten van schaalvormen holle interne doorgangen en complexe geometrieën opleveren?
EEN: Ja. Voor-gevormde hars-zandkernen (gemaakt via hete-box- of koude-box-processen) worden in de kappen geplaatst en de schaalhelften worden gesleept voordat ze worden vastgeklemd. Hierdoor kunnen complexe interne vloeistofkanalen, ondersnijdingen en holle kamers nauwkeurig worden gegoten.
Vraag: Welke doorlooptijden zijn standaard voor monstergereedschappen en initiële PPAP-levering?
A: Standaard metalen matchplate-gereedschappen en initiële monsterproductie vereisen 4 tot 6 weken. Als 3D-geprinte zandkernen worden gebruikt voor prototypeverificatie, kunnen voorlopige monsters binnen 2 tot 3 weken worden geleverd. Serieproductieorders worden binnen 4 tot 5 weken na goedkeuring van het monster geleverd.
