שם מקור: The True Cost of Scrap in Metal Letter

בהליקת מתכת גבוהה והזרקת פעולות עובש, פסולת וגרד אינם רק פריטים קו על גיליון עלות - הם מייצגים חומר אבוד, אנרגיה מבוזבזת, ו מופחת באמצעות חישוב. A טיפוסי עשוי לראות שיעורי גרוטאות החל מ 5% עד 15%, עם עלויות עבודה וסילוק הוספת משמעותי מעל פני השטח.

על ידי refining רשת של ערוצים המספקים חומר מלוטש למשטח עובש, יצרנים יכולים למזער את ההפרעות, שליטה מילוי שיעורי, ולהשתמש פחות מתכת לצילום.התוצאה היא תהליך רזה יותר, בר קיימא יותר אשר משפר ישירות את השורה התחתונה.

הבנה של מערכות Gating: אנטומיה ותפקוד

מערכת גינון היא המעבר המלא שדרכו זורם חומר מלוטש מהחבית או הזריקה לתוך חלל עובש.הפונקציות העיקריות שלו הן להנחות את החומר ביעילות, לשלוט במהירות וטמפרטורה, ו pslag נפרד או dross מן הלייק.

  • (ב) ⁇ (ב"א): "הערוץ האנכי או הזוויתי שמקבל חומר מלוטש מהכבש או משרוולי ירי.
  • (FLT:0) Runner:BuildFLT:1) רשת ההפצה האופקית נושאת חומר מלוטש מן הסבה לעבר צורה מרובות של הרץ (סביב, מלכודות, או מלבני) ואזור חוצה-שטח קובע איזון זרימה וירידה בלחץ.
  • (ב) [ה]הנקודה הצרה ביותר שבה החומר נכנס לקצב העיצוב של שער.
  • (ב) ⁇ :0Riser (Feeder): ההרחבה 1 (A) A מאגר של מתכת מלוטנת המזין את הליכוד כמו זה מוצק, מסתכם בצמצום נפחי.

כל רכיב חייב להיות בגודל ומכוצב לעבוד בהרמוניה.יחס שער לא מתואם, למשל, יכול לככב בהליכו של הזנת מתכת או לגרום להגשמה מוקדמת בשער, המוביל לסגרים קרים ופעולות שגויות.

כמה עיצוב GING מסכן יוצר פסולת

פסולת באה לידי ביטוי במספר צורות כאשר עיצוב הוא לא מספיק. Erosion של עובש או הליבה בשל מתכת עתירה גבוהה יכול להציג הכללות לא-metallic. שטף זרמים אוויר, להרכיב מכות ונפיחות גז.לא מאוזנת ממלא גורם כמה חללים למלא לפני אחרים, מלכודות גז לייצר פלאש.

עקרונות מרכזיים עבור אופטימיזציה של מערכת Gating

עיצוב מודרני הוא מונחה על ידי דינמיקת נוזל, עקרונות העברת חום, ועשרות שנים של ניסיון מעשי.העקרונות הבאים מהווים את הבסיס של כל תוכנית אופטימיזציה.

צמצום הרוטליות לצמצום אספקת גז

Turbulence גורמת לאימון אווירי, היווצרות סרט תחמוצת, ושחיקה עובש.מספר ריינולדס בתוך רץ השער צריך להישאר מתחת 20,000 (עדיף מתחת 10,000) עבור רוב ⁇ סרטניים ולא מפרים. Abrupt שינויים בכיוון, פינות חדות, והתרחבות פתאומית צריך להיות מוחלף עם רדיוני, מדבקות, וייעל פרופילים.

איזון הזרם עבור רב-כבדות

כאשר ספירה אחת מאכילה מספר רב של חללים, וריאציות באורך רץ ומיקום השער גורמים ללא אפילו מילוי.הדרך הקצרה ביותר מקבל באופן טבעי חומר ולחץ גבוה יותר, בעוד חללים מרוחקים עשויים למלא מאוחר או לא שלם. Balancing ניתן להשיג על ידי התאמת אזורי חצי-שטח שער או שילוב של סימולציות זרימה.

שער הבקרה Velocity ו- Watch for Erosion

מהירות שער היא פרמטר קריטי: איטי מדי מוביל להגשמה מוקדמת (סגורים קר), גורם מהיר מדי לשחיקה ורסס. עבור ליהוק אלומיניום, מהירויות שער אופייניות נע בין 1 ל 4 מ's; עבור ⁇ מפרה, 0.5 עד 2 מ' / עובי שער צריך להיות מצטמצם כדי להפחית את החומר המצורף לחלק, אך חייב להישאר עבה מספיק כדי למנוע הקפאת לפני מילוי cavity.

אופטימיזציה של נפח ומשקל

מערכת הגליזציה צריכה להיות קטנה כמו מעשית.רבים מקבלים יחסי משקל מתפתלים של 40-60% כרגיל, אבל את הפעולות הטובות ביותר בכיתה לדחוף כי מתחת 30%.הפחתת ריבועים רץ, קיצור של אורכו של רץ, וביטול שערים מיותרים כל הפחתת המתכת הנצרכים למחזור.

עלייתו האסטרטגית של חיסול השרי

נקבוביות שרינקאז היא אחת מהפגמים הנפוצים ביותר הליהוק.עלי להיות ממוקם באזורים האחרונים המסולקים של הליהוק וגודל כך שהעלייה מוצקה לאחר הליהוק.המודולו של עלייתו (יחס שטח בינוני / חסימה) צריך להיות 1.2 עד 1.5 פעמים את המודול של החלק ההנקה הוא ניזונים.

שילוב נכון והדרכה

ונווטים מאפשרים גזים מן החיסרון לברוח במהלך מילוי.ללא venting נאותה, לחץ גב יכול לגרום למלא שלם או גסות גז. פילטרים קצף צוואר הרחם או שער להסיר slag, הכללות חול, וסרטים חד-חמצני, למנוע מהם להיכנס לשקע - שיטה בעלות נמוכה כדי להפחית את ה- 2- 5 נקודות.

שיטות עיצוב מתקדמות וכלי סימבול

ניסוי פיזי וטעייה הם זמן-consuming ויקר.היום, מצאיות ותבניות מסתמכות על דינמיקת נוזל חישובית (CFD) תוכנה כדי לדמות מילוי, הגשמה, קירור.כלים אלה מאפשרים למהנדסים לדמיין חזיתות זרימה, לזהות מלכודות אוויר, לחזות כווץ לפני שתבנית אחת נחתכת.

אופטימיזציה ל- Simulation-Driven Gating Optimization

חבילות מובילות כגון MAGMASOFT, כלCasting, ProCAST, ו FLOW-3D מציע מודולים ייעודיים עבור עיצוב גינון. משתמשים יכולים ליצור גרסאות גינון מרובות ולהשוות דפוסים מילוי, ⁇ טמפרטורה, והסתברות פגומה. Parameters כמו גודל שער, פריסה רץ, ו- sprue יכול להיות מותאם באופן יחסי בסביבה וירטואלית. A אופטימיזציה טיפוסי עשוי להפחית מחזור על ידי 30-5 גם על ידי חיתוך מחזור זמן.

(FLT:0) דוגמה בעולם האמיתי: FLT:1 A רכב מצארי ייצור ראשי אלומיניום גלילי השתמש סימולציה כדי לעצב מחדש שישה מקומות מתים.המערכת המקורית של הגלימה הפיקה 12% גרוטאות בשל הפסקות קרות ופודוזיות.לאחר שינויים מונעים סימולציה - כולל מעבר רץ יחיד לפריסה עם שער גדול יותר ותוספות - ירד ל 2.5% בלבד.

שימוש בעיצוב ניסויים (DOE) עבור Gating Parameters

ניסויים מעוצבים סטטיסטית מסייעים לזהות אילו משתנים גלימות יש את ההשפעה הגדולה ביותר על גרד.גורמים נפוצים כוללים עובי שער, רץ טאקר, לשפוך טמפרטורה, מיקום סינון. a חלקיק גורם יכול להיות לרוץ בסימולציה או על רצפת החנות, המקשר הגיאומטריה ישירות לקצבים.המודלים וכתוצאה מכך מתים ודפוסים עם ביטחון.

שיקולים חומריים-המסומים בעיצוב

כללים Gating אינם אחד בגודל של אחד מתאים - כל סגסוגת שונה מציג אתגרים ייחודיים:

  • (FLT:0) Aluminum ו Magnesium:FreaLT:1) זיקה גבוהה עבור חמצון; דורש מילוי לא מפריע ומסננים מעבורת תחמוצת-המדף. velocities שער נשמרים 1–3 מ"מ / s.
  • (FLT:0Gray ודוכסי ברזל: FIRLT:1 צפיפות גבוהה יותר ונוף נמוך יותר מאפשרים מילוי מהיר יותר, אבל הגשמה אקולוגית יוצרת כמויות גדולות של התעלות גדולות אופייניות, אבל השימוש בשרוולים חיצוניים יכול להפחית את המשקל על ידי 50%.
  • (FLT:0) teel Alloys:FLT:1 טמפרטורה גבוהה נמס וטווח מקפיא צר דורש זמני מילוי קצרים יותר ו-Hyth עלייה מתונה Moduli. Ceramic קצף סינון הוא כמעט חובה בשל הרגישות הכללה.
  • (FLT:0)Zinc ו-Copper Alloys:cioFLT:1 , שערי קירור מהירים דורשים רצים קצרים ושערים קטנים כדי להימנע מהקפאת מוקדם.שער אל-כבדות לעתים קרובות עולה 1:3.

מעצבים חייבים גם לקחת בחשבון חומר עובש (sand, עובש קבוע, למות ליהוק) וסוגים ציפוי, המשפיעים על העברת חום והתנהגות זרימה.

מחקרים: מדדו ניכויים בפסולת ובסקר ראפ

הדוגמאות הבאות מראות מה הוא אמין עם אופטימיזציה שיטתית של גישור.

מחקר ראשון: Valve Body in dutile Iron

גופות ברזל של 50 קילו היו שיעור גרוטאות של 9% בעיקר בגלל פורוזיות מכווץ בחלק הקיר הכבד ביותר.מערכת ההיגוי המקורית השתמש שער צד אחד עם רץ גדול.ניתוח הראה כי המנופי עלייה לא היה מספיק וכי השער היה קפוא לפני השלמת תיקון.

מקרה מחקר 2: פאן שמן אלומיניום ב Die

מזחלת מתה המייצרת מחבתות שמן אלומיניום עבור משאיות איסוף מול 14% מסגורות קרות וקווי זרימה.מערכת ההגלות הקיימת יש תשעה שערים של עובי אחיד להאכיל חלל דק גדול לאחר סימולציה, השערים היו מחולקים מחדש - עבה יותר ליד הכניסה השער ודלדלז בקצה הרחוק - וזרימות נוספות נוספו כדי ללכוד חומר חזית קר.

מחקר שלישי: Stainless Steel Pump

ליהוק השקעות של בניין פלדה של 15pound נירוסטה הביא 18% גרוטאות בשל תקלות ו הכללות לא-מטאליות.העיצוב המקורי השתמש ב sprue אחד העליון האכלה רץ באורך מלא.הקבוצה עברה למערכת מפיצה תחתית עם רץ מרוקד והוספת מסן קרמיקה בבסיס הסבה.

היתרונות של מערכת Gating

כאשר עיצוב הגלם הוא אופטימיזציה, היתרונות cascade מעבר פשוט להפחית את הגרד.

  • (FLT:0) חיסכון חומרי גלם: 1FLT:1 רציפות קטנים יותר ושערים פירושו פחות מתכת לשפוך. 10% ירידה במשקל גלימה יכול לקצץ בעלויות החומר השנתיות על ידי עשרות אלפי דולרים עבור מנה בינונית.
  • (FLT:0) העלאת ריבית: 1FLT 1 , נפיחות, וסגרות קרות מתורגמות לחלקים פחות דחופים ופחות עבודות מחדש.
  • (FLT:0) increaseed Productivity:FLT:1 קיצור של הגשמה וזמני הגשמה מאפשרים זמני מחזור מהירים יותר. ובכן, מערכות גינון מעוצבות היטב גם להפחית את שחיקה עובש, להאריך את חיי עובש ולהפחית את הזמן עבור תיקונים.
  • (ב) ⁇ :0) שיפור תכונות מכניות: FLT:1 , קידודי סאונד עם מבנה גרגר עדין ואין חללים פנימיים מפגינים חוזק גבוה יותר והתנגדות עייפות.
  • (ב) כל טון של מתכת שאינו הופך לגרד, מונע את עלות האנרגיה ופליטת הפחמן של הפחתת הזינוק והעלייה יכול להוריד את טביעת הרגל של פליטת הפחמן ב-10%-20%.
  • (ה) Satisfaction לקוח גדול יותר: FLT:1 מומים קטנים יותר פירושו פחות תביעות אחריות ודירוגי ספק חזקים יותר.

יישום תוכנית אופטימיזציה Gating

אימוץ עיצוב מייעל הוא לא פרויקט חד פעמי, אלא תהליך שיפור מתמשך.

  1. איסוף נתונים של גרדנות בסיס מסווג על ידי סוג פגם ומספר חלק.
  2. עדיפות חלקי מזון גבוה או גבוה עבור עיצוב מחדש.
  3. השתמש בתוכנה סימולציה כדי ליצור ולהשוות גרסאות עיצוב.
  4. לאמת את המועמד הטוב ביותר עם הפקה קצרה.
  5. סטנדרטיזציה של עיצובים מוצלחים להנחיות הנדסיות למשרות עתידיות.
  6. עיצובים מחדש מעת לעת כחומרים, ציוד, או נפח ייצור משתנים.

(מתאים גדולים, מעצבי דפוס ומהנדסי תהליכים חייבים להבין דינמיקות נוזליות בסיסיות וכיצד שינויים גלימות משפיעים על מילוי עובש.אגודות תעשייה רבות מציעות קורסי עיצוב ממריצים.TheFLT:0 American Foundry Society (AFS)Buildry Society (AFS)FLT:1 ואת FLT:2 צפון אמריקה Die Disli Association (DCA) לספק משאבים מצוינים, כולל עיצובים ורשתות אינטרנטיות.

מינוף תקני תעשייה והעדפות

מעצבים צריכים גם להתייעץ עם הפניות מבוססות. "תקני מפרט המוצר של NADCA עבור דיסלקציה" כולל הנחיות מפורטות של קידוד "APTS" מכסה את עקרונות ההשמצה והעלייה של חול, כגון "עיצוב מערכת עבור Gravity ו- Low-Co-De Dis-tion de Dis" (הנמצאים ב-F:0 Science PartFalserts Science PartFals) ומציעים מחקרים עיצוביים ו-Freview.

מסקנה: שינוי קטן עם החזרים גדולים

אופטימיזציה של עיצוב מערכת גינון עשוי לא לתפוס כותרות, אבל ההשפעה שלה על הפחתה הפסולת היא משמעותית. על ידי יישום עקרונות זרימה נוזלית בסיסית, מינוף כלי סימולציה מודרניים, והתאמה עיצובים לסוג החומר והתבנית הספציפי, יצרנים יכולים להפחית באופן דרמטי את שערי הגרד תוך שיפור איכות חלקית וקיימות.ההשקעה בזמן ותוכנה משלמת לעצמה במהירות באמצעות חיסכון חומרי ופחות ליכובשים.