मिनिमल मटेरियल अपशिष्ट के लिए गेट स्थान का अनुकूलन करने के लिए गेट सिस्टम को डिजाइन करना

कास्टिंग अपशिष्ट को कम करने में गेट स्थान की महत्वपूर्ण भूमिका

धातु कास्टिंग में, गेटिंग सिस्टम उन चैनलों का नेटवर्क है जो मोल्ड गुहा में पिघला हुआ धातु वितरित करते हैं। इसका डिजाइन सीधे समाप्त कास्टिंग की गुणवत्ता को निर्धारित नहीं करता बल्कि प्रक्रिया के दौरान खपत की गई सामग्री की मात्रा को भी निर्धारित करता है। एक खराब डिजाइन किए गए गैटिंग सिस्टम रनर्स, राइजर्स और ओवरफ्लो में धातु का 30-50% बर्बाद कर सकता है, लागत को चला सकता है और स्थिरता को कम कर सकता है। गेट स्थान का अनुकूलन - जहां पिघला हुआ धातु गुहा में प्रवेश करती है - ध्वनि यांत्रिक गुणों और आयामी सटीकता को बनाए रखते हुए अपशिष्ट को कम करने के लिए सबसे प्रभावी लीवर में से एक है।

गेट सिस्टम घटक के मूल

एक विशिष्ट गैटिंग सिस्टम में डालने वाले बेसिन, स्प्रू, धावक, गेट्स और राइजर शामिल हैं। प्रत्येक घटक को आकार दिया जाना चाहिए और प्रवाह दर को नियंत्रित करने के लिए तैनात होना चाहिए, वायु प्रवेश को रोकने और समान भरने को सुनिश्चित करना चाहिए। गेट स्वयं गुहा से पहले अंतिम प्रतिबंध है; इसका स्थान प्रवाह पैटर्न, थर्मल ढाल और ठोसकरण व्यवहार को निर्धारित करता है। इन बुनियादी बातों को समझना अपशिष्ट कमी रणनीतियों की खोज से पहले आवश्यक है।

] sprue धावक प्रणाली के लिए डालने वाले बेसिन को जोड़ता है और आमतौर पर एक पूर्ण, गैर-turbulent धारा बनाए रखने के लिए पतला होता है। runner] क्षैतिज रूप से धातु वितरित करता है; इसके क्रॉस-सेक्शन और लंबाई दबाव ड्रॉप को प्रभावित करती है। Gates] धावक से शाखा और विशिष्ट बिंदुओं पर गुहा में प्रवेश करती है। Risers] (फ़ीडर) कास्टिंग के लिए सबसे बड़ा गेटर्स की आवश्यकता के बाद में वृद्धि की आपूर्ति अतिरिक्त धातु की आपूर्ति कर सकते हैं।

इष्टतम गेट प्लेसमेंट के सिद्धांत

गेट प्लेसमेंट को कई प्रतिस्पर्धी कारकों को संतुलित करना चाहिए: भरने की गति, अशांति, तापमान वितरण और संकोचन भोजन। निम्नलिखित सिद्धांत प्रभावी स्थिति का मार्गदर्शन करते हैं:

• ]] मोटे वर्गों के सापेक्ष स्थिति: गेट्स को दिशात्मक ठोसकरण को बढ़ावा देने और सिकुड़ दोषों को कम करने के लिए कास्टिंग के सबसे मोटे क्षेत्रों के पास रखा जाना चाहिए। बाहरी सतहों से धातु ठंडा हो जाता है; यदि गेट एक पतली खंड पर है, तो मोटे क्षेत्र को पर्याप्त फ़ीड धातु नहीं मिल सकती है, जिसके लिए बड़े risers की आवश्यकता होती है।
• ]सबसे कम व्यावहारिक ऊंचाई: सबसे कम बिंदु पर प्रवेश करने से धातु पुश हवा और गैसों को वेंट्स और risers के माध्यम से बाहर निकालने में मदद मिलती है, जो फंसे हुए छिद्रों को कम करती है। हालांकि, नीचे की ओर अक्सर प्रारंभिक ठोसकरण से बचने के लिए उच्च तापमान डालने की आवश्यकता होती है।
• ]सम्मेलन और विभाजन द्वार: सममित भागों के लिए, सममित स्थानों पर रखे गए कई द्वार भी भरने और संतुलित प्रवाह सुनिश्चित करते हैं, जिससे अतिप्रवाह कम हो जाता है।
• ] कोर और आवेषण की उपलब्धता: कोर के पास प्लेसिंग गेट्स कटाव, रेत धोने या विरूपण का कारण बन सकते हैं। गेट पर एक 1-2 डिग्री ड्राफ्ट एंगल तनाव को जारी करने में मदद कर सकता है।

कैसे गेट आकार और आकार अपशिष्ट

गेट क्रॉस-सेक्शन को गुहा को जल्दी से भरने के लिए काफी बड़ा होना चाहिए लेकिन वेग को नियंत्रित करने के लिए पर्याप्त छोटा और कास्टिंग के बाद आसान हटाने की अनुमति देना चाहिए। आयताकार या ट्रेपेज़ॉइडल गेट्स जिसकी मोटाई आधे से कम स्थानीय कास्टिंग दीवार आम है। संकीर्ण बिंदु-gates केंद्रित गर्मी और जल्दी को ठोस कर सकते हैं, जबकि व्यापक प्रशंसक-gates उग्रता को कम करते हैं लेकिन धावक प्रणाली में सामग्री को बढ़ाते हैं। गैटिंग अनुपात (स्प्रू: धावक: गेट्स) एक क्लासिक डिजाइन टूल है; एक गैर-दबाव प्रणाली (1: 2: 4) वेग और अपशिष्ट को कम कर सकती है, जबकि दबाव प्रणाली (1: 10.5) जोखिम जेटिंग और अशांति।

गेट सिस्टम में सामग्री अपशिष्ट के स्रोत

अपशिष्ट तीन प्राथमिक रूपों में होता है: धावक धातु, राइजर स्टब्स, और ओवरफ्लो या फ्लैश से स्क्रैप। गेट स्थान सीधे सभी तीनों को प्रभावित करता है:

• Runner overflows: अगर फाटकों को बहुत दूर रखा गया है या अलग-अलग ऊंचाई पर, धावक को लंबे समय तक पूरा रहना चाहिए, इसकी मात्रा बढ़ रही है।
• Riser size: थर्मल सेंटर से दूर स्थित एक गेट, एक लंबी दूरी को खिलाने के लिए riser को मजबूर करता है, जिसके लिए एक बड़ा riser गर्दन और अधिक सामग्री की आवश्यकता होती है।
• Gating stubs: कास्टिंग के बाद, गेट्स को काट दिया जाता है; स्टब ऊंचाई बेकार हो जाती है। गैर-कार्यात्मक क्षेत्रों में गेट्स को रखना बायीं ओवर स्टब्स के सौंदर्य प्रभाव को कम करता है।

"कई फाउंड्री में, गेटिंग सिस्टम कुल धातु के 40-60% के लिए खातों में डाला गया, जिसमें केवल एक अंश अंतिम उत्पाद में समाप्त हो गया है। "- फाउंड्री मैनेजमेंट एंडैम्प; प्रौद्योगिकी

गेट ऑप्टिमाइज़ेशन के माध्यम से अपशिष्ट को कम करने के लिए उन्नत रणनीतियां

आधुनिक फाउंड्री सिमुलेशन सॉफ्टवेयर और डेटा संचालित डिजाइन को टूलिंग के निर्माण से पहले गेट स्थान को अनुकूलित करने के लिए रोजगार देते हैं। ये उपकरण मॉडल प्रवाह फ्रंट प्रगति, तापमान वितरण और ठोसीकरण पैटर्न, इंजीनियरों को दर्जनों गेट विन्यास ] का परीक्षण करने की अनुमति देते हैं।

1. सिमुलेशन-ड्राइव डिजाइन

]]MAGMA, ]FLOW-3D Cast], and Anycasting] वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह विश्लेषण, वायु नियंत्रण भविष्यवाणी, और संकोचन छिद्र मानचित्र प्रदान करते हैं। इंजीनियर न्यूनतम धावक मात्रा के साथ laminar भरने और दिशात्मक ठोसकरण को प्राप्त करने के लिए गेट स्थान और आकार को समायोजित कर सकते हैं। ऑटोमोटिव उद्योग से केस अध्ययन दर्शाता है कि सिमुलेशन उपज में सुधार करते समय 15-25% तक वजन कम कर देता है।

2. मानकीकृत मॉड्यूलर गेटिंग

सामान्य भाग परिवारों के लिए गेट मॉड्यूल की एक पुस्तकालय का विकास करना (जैसे, सममित कोष्ठक, बेलनाकार आवास) परीक्षण और आतंक को कम करता है। प्रत्येक मॉड्यूल भाग ज्यामिति के सापेक्ष गेट स्थान निर्धारित करता है, जिसमें पूर्व-अनुकूलित धावक आयाम होते हैं। यह दृष्टिकोण न केवल अपशिष्ट को काटता है बल्कि नए मरने के लिए सेटअप समय को भी छोटा करता है।

3. धातुई गणना

उपज = (कास्टिंग वजन) / (कुल वजन डाला)। लक्ष्य लचीला लौह के लिए 70% से ऊपर और एल्यूमीनियम मिश्र धातु के लिए 60% से ऊपर उपज देता है। धावक की लंबाई और राइजर आकार को कम करने के लिए गेट्स को रखकर, फाउंड्री काफी हद तक पैदावार बढ़ा सकते हैं। उदाहरण के लिए, थर्मल सेंटर के करीब 20 मिमी गेट को स्थानांतरित करने से स्टील निवेश कास्टिंग में एक संपूर्ण राइजर को समाप्त कर सकता है।

4. उच्च दबाव मरने के कास्टिंग में वास्तविक समय प्रतिक्रिया

एचपीडीसी में, इंजेक्शन के दौरान गेट वेग सीधे porosity के साथ सहसंबंधित होता है। आधुनिक शॉट मॉनिटरिंग सिस्टम सवार गति और गुहा दबाव का पता लगाने के लिए सेंसर का उपयोग करते हैं। गेट स्थान को समायोजित करना (जैसे, एक एकल ओवर-प्रवाह गेट से एक दोहरी प्रशंसक गेट तक) अशांति और फ्लैश को कम कर सकता है, जो उत्पादन के रन पर सामग्री में 5-8% की बचत करता है।

विशिष्ट कास्टिंग प्रक्रियाओं के लिए व्यावहारिक डिजाइन नियम

विभिन्न कास्टिंग तरीकों में गेट स्थान पर अद्वितीय बाधाएं शामिल हैं।

रेत कास्टिंग

गेट्स को अक्सर आंशिक रेखा पर रखा जाता है। अपशिष्ट को कम करने के लिए, प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए एक चोक के साथ एक ऊर्ध्वाधर गेट का उपयोग करें। दबावित गैटिंग (sprue smallest) धावक मात्रा को कम करता है लेकिन गति बढ़ाता है; गैर-दबावयुक्त धावक प्रणाली मैनुअल डालने के लिए आसान है लेकिन अधिक धातु का उपभोग करती है। एक सामान्य नियम: स्थान द्वार इस तरह के धावक लंबे गुहा आयाम की तुलना में कम से कम 50% कम छोटा है।

निवेश कास्टिंग

वैक्स पेड़ एक केंद्रीय स्प्रू पर कई भागों को जोड़ते हैं। गेट स्थान पेड़ के संतुलन और पैटर्न घनत्व को निर्धारित करता है। भारी वर्गों पर गेट्स को पोजीशन करके और हेक्सागोनल धावकों का उपयोग करके, फाउंड्री पेड़ पैकिंग घनत्व को बढ़ाते हैं और 20-30% तक मोम के उपयोग को कम करते हैं।

कास्टिंग मरो

गेट्स को चलती कोर पर डालने या कटाव पैदा करने से बचने के लिए तैनात किया जाना चाहिए। पतली गेट्स (0.5-1.5 मिमी) अपशिष्ट को कम करते हैं और बाद में छंटनी की जाती है। उच्च दबाव प्रणालियों को 50 ms से नीचे भरने के समय को प्राप्त करने के लिए सटीक गेट क्षेत्र गणना की आवश्यकता होती है। NADCA (उत्तरी अमेरिकी डाई कास्टिंग एसोसिएशन) दिशानिर्देश एल्यूमीनियम मिश्र के लिए 30 से 60 m / s के बीच गेट वेग की सिफारिश करते हैं।

उदाहरण के लिए: एक असर आवास कास्टिंग का अनुकूलन

एक मध्यम आकार के फाउंड्री कास्टिंग डक्टाइल आयरन असर हाउसिंग शुरू में परिधीय में चार फाटकों का इस्तेमाल किया, जिसके परिणामस्वरूप 55% और अत्यधिक राइजर स्टब की पैदावार हुई। एक पतला धावक और दो छोटे राइजरों के साथ एक एकल केन्द्रित गेट का अनुकरण करने के बाद, गेट वजन 18% तक कम हो गया, पोरसिटी 1% से नीचे गिर गई, और उपज 68% तक बढ़ गई। परियोजना ने धातु और पीसने की लागत में प्रति वर्ष $ 40,000 की बचत की।

निष्कर्ष: गेट स्थान एक कुंजी अपशिष्ट-रिडक्शन लीवर के रूप में

अनुकूलन द्वार स्थान केवल मोल्ड डिजाइन का विस्तार नहीं है; यह एक रणनीतिक निर्णय है जो भौतिक उपभोग, ऊर्जा उपयोग और अंतिम भाग की गुणवत्ता को प्रभावित करता है। प्रवाह नियंत्रण, थर्मल प्रबंधन और सिमुलेशन के सिद्धांतों को लागू करके, निर्माता gating Systems को प्राप्त कर सकते हैं जो 15-30% कम धातु का उपयोग करते हैं, जबकि उपज में सुधार और स्क्रैप को कम करते हैं। सामग्री लागत चढ़ाई और स्थिरता की आवश्यकताओं के रूप में, गेट पर सहेजे गए प्रत्येक ग्राम को कम कार्बन पदचिह्न और उच्च लाभप्रदता में अनुवाद किया जाता है।