Про практику адитивного виробництва в ливарництві та засоби лабораторного відпрацювання піщаних формувальних чи стрижневих сумішей для цього

Шрифт:
130

https://doi.org/10.15407/steelcast2022.01.062

Met. litʹe Ukr., 2022, Tom 30, №1, P. 62-68

В.C. Дорошенко, д-р техн. наук, ст. наук. співр., пров. наук. співр., e-mail: doro55v@gmail.com, https://orcid.org/0000-0002-0070-5663 Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України (Київ, Україна)

Надійшла 15.11.2021

УДК 621.744.075

Розглянуто приклади ливарного виробництва за участю адитивного виробництва (АВ, або синонім – 3D-друк) форм і стрижнів без модельно-стрижневої оснастки. Адитивні технології роблять процес топологічної оптиміза ції конструкцій найбільш ефективним, дозволяючи виробляти конструкції (в тому числі піщані для лиття металу) практично будь-якої геометричної форми. АВ піщаних форм реалізують на установках, в яких, зокрема, за най поширенішим способом “Binder Jetting” почергово насипають шар сипкої піщаної суміші, на поверхню якої з дру кувальних головок за спеціальною програмою вприскують зв’язувальний компонент (ЗК). Для цього обладнання випускають такі компанії, як ExOne та Voxeljet. З періодики про АВ проаналізовано інформацію про досвід впро вадження 3D-друку піщаних форм в компанії «КАМАЗ» на установці SMAX від ExOne з метою мотивації досліджень для подальшого поширення технології АВ. Запропоновано спосіб лабораторного дослідження піщаних сумішей з вітчизняних матеріалів для 3D-формовки і прості засоби його застосування з описом виготовлення оснастки та методикою її використання. Спосіб відрізняється низькими витратами коштів при виготовленні зразків різних складів формувальних і стрижневих сумішей для АВ та випробуванні їх на стандартних для діючих формувальних лабораторій зразках без застосування капіталоємних установок АВ, що не випускаються серійно в Україні. Мож ливі варіанти попереднього підігрівання компонентів для прискорення тверднення сумішей та формовки зраз ків з диференційованою міцністю – міцним облицювальним шаром для контакту з металом та наповнювальним шаром меншої міцності і більшої газопроникності. За аналогією значного поширення сухих будівельних сумішей створюється можливість розробки розмаїття сухих формувальних сумішей, кінетика просочення яких (для на ступного їх тверднення) визначатиметься товщиною, гранулометричним складом циклічно нанесених сухих про шарків, а також концентрацією і масою активних компонентів.

Ключові слова: 3D-формовка, ливарна форма, адитивне виробництво, піщана суміш, формовка зразків, тверднення суміші, лабораторний метод.

Література

1. Микрюков И.В. Производство литейных форм методом селективного отверждения песчаной смеси. Аддитивные тех нологии. 2021. № 2. С. 38–43.
2. Патент 148770 Україна. МПК B22C 9/02, B22C 15/02. Спосіб адитивного виробництва зразка піщаної формувальної чи стрижневої суміші / О.Й. Шинський, В.С. Дорошенко, Р.В. Лютий, М.В. Тишковець. Опубл. 15.09.2021. Бюл. № 37.
3. А. с. 1486860 СССР. МКИ С01 3/10. Способ нагружения внутренним давлением полых образцов, полученных формов кой из сыпучих материалов, при их испытании на прочность / В.С. Дорошенко, Н.И. Шейко. Опубл. 15.06.1989. Бюл. № 22.
4. Патент 2020028 РФ. МКИ В22С 9/02. Способ нанесения синтетической пленки на модель при вакуумно-пленочной формовке / В.С. Дорошенко, Н.И. Шейко. Опубл. 30.09.1994. Бюл. № 18.
5. Патент 91197 Україна. МПК В22С 9/02. Спосіб фільтраційного формування / О.Й. Шинський, В.С. Дорошенко. Опубл. 25.06.2014. Бюл. № 12.
6. Дорошенко В.С. О послойном печатании песчаной формы с дифференцированной прочностью. Литейное производ ство. 2015. № 4. С. 19–25.
7. Лютий Р.В., Дорошенко В.С., Тишковець М.В. Дослідження процесів тверднення стрижневих сумішей з фосфатни ми зв’язувальними компонентами, в тому числі для адитивного формування. Метал та лиття України. 2021. № 1. С. 61–69. DOI: https://doi.org/10.15407/steelcast2021.01.061
8. Дорошенко В.С. Оптимизация гранулометрического состава песчаных смесей для фильтрационной формовки. Про цессы литья. 2015. № 1. С. 47–53.