Орталық күшпен құю әдісі және резеңке қалыптарды қолдану
Spin casting
Айналма құю (CRMC) – резеңке қалыптарды пайдаланып, центробектік күш арқылы металл немесе пластиктан өнімдер жасау әдісі. Қалыптардың беріктігі мен инерциялық күш маңызды.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Резеңке қалыптан құймаларды өндіру үшін центробегтік күшті пайдалану әдісі, балық аулау барабаны және айналатын сұйықтықтардан қатты параболоидтар жасау процесі.
Method of utilizing centrifugal force to produce castings from a rubber mold
the fishing reel
the process of making solid paraboloids from rotating liquids
Спин құю, сонымен қатар центробегтік резеңке қалып құю (CRMC) деп аталады, – инерцияны пайдалану арқылы резеңке қалыптан құймалар өндіру әдісі. Әдетте, дискі тәрізді қалыпты оның орталық осінен белгілі бір жылдамдықпен айналдырады. Құю материалы, әдетте, балқытылған металл немесе сұйық термопластик, қалыптың үстіңгі жағындағы тесік арқылы құйылады. Содан кейін қалып айналуын жалғастырады, ал металл (немесе термопластик) қатып қалғанша.
Spin casting, also known as centrifugal rubber mold casting (CRMC), is a method of utilizing inertia to produce castings from a rubber mold. Typically, a disc shaped mold is spun along its central axis at a set speed. The casting material, usually molten metal or liquid thermoset plastic, is then poured in through an opening at the top center of the mold. The filled mold then continues to spin as the metal (or thermoset plastic) solidifies.
Жалпы сипаттама
Спин құюдың екі ерекше белгісі – жартылай тұрақты (тозбас) резеңке қалыптар мен инерция күшінің қолданылуы. Бұл процесті машинамен жасалған және бір рет қолданылатын қалыптарды пайдаланатын құю әдістерімен салыстырғанда ерекшелейді. Осы қасиеттер операторларға полимерлік саз сияқты, оңай кесілетін, пластилинге ұқсас консистенциясы бар материалдарды пайдаланып, бастапқы модельдерді жасауға мүмкіндік береді. Мұндай сазды әдеттегі пеште қыздырғанда, вулканизация процесіне төтеп беру үшін жеткілікті қатты болады, нәтижесінде өндірістік қалыптарға құюға болатын бастапқы қалып жасалады. Сондай-ақ, бұл қасиеттер операторларды төмен балқу температурасы мен тұтқырлығы бар арнайы құю материалдарын қолдануға ынталандырады. Көбінесе спин құю мырыш пен қалай қорытпаларымен немесе термопластикалық материалдармен жүзеге асырылады.
The two defining characteristics of spin casting are semi permanent (non expendable) rubber molds, and the use of inertial force. These make the process relatively unique compared to machined die based and expendable mold casting methods. These qualities enable operators to design original models using media such as polymer clay that has an easy to carve Plasticine like consistency that when heated using a conventional oven, it hardens enough to hold up under the vulcanization process, producing an original mold where models are then cast for the production mold. These qualities also encourage operators to use casting materials specially formulated for low melting points and viscosities. Most spin casting is done with pewter and zinc alloys or thermoset plastics.
Силиконнан жасалған қалыптар
Спин құю процесі әдетте вулканизацияланған силиконды немесе органикалық резеңкені қалып жасау үшін қолданады. Вулканизация – қалып жасау процесінің ортасында өтетін қажетті кезең. Вулканизацияға дейін резеңке жұмсақ және иілгіш, сұйықтық сияқты қатты күйде болады, көп жағынан Silly Putty-ге ұқсас. Осы кезеңдегі балшық тәрізді қасиетінен қалыпты моделге сәйкес кесуге немесе қалыптауға болады. Вулканизация екі мақсатқа қызмет етеді: қалыптың ішіндегі теріс кеңістікті қалыптастыру және резеңкені қатайту, осылайша құю кезінде берік және қатты болады. Вулканизациядан кейін, оны қолдануға болатынша, қалыпқа қақпақтар мен желдеткіштер жасау қажет. Бұл құю процесінде ауа мен материалдың дұрыс ағылуын қамтамасыз ету үшін арналар ойылады. Қақпақтар мен желдеткіштер әдетте өткір пышақ немесе скальпельмен қолмен жасалады және қалыптың күрделілігіне байланысты уақыт алуы мүмкін. Соңғы өнім – қатайтылған резеңке қалып, ол ауыстыру қажет болғанға дейін жүздеген, тіпті мыңнан астам құю циклдеріне төтеп бере алады.
The spin casting process typically uses vulcanized silicone or organic rubber as the mold making substrate. Vulcanization is an integral step that occurs halfway through the mold making process. Prior to vulcanization, the mold rubber is a soft and malleable solid like fluid, in many ways very similar to Silly Putty. Because of the clay like nature at this stage, the mold is easily cut or shaped to accommodate irregular models. Vulcanization serves two purposes: establishing the negative space inside the mold as well as hardening the rubber so it will remain strong and rigid during casting. After vulcanization, before it is usable, the mold must undergo gating and venting. This involves carving channels to ensure proper air and material flow during the casting process. Gating and venting is typically done by hand using a sharp knife or scalpel and varies in time depending upon the complexity of the mold. The final product is a cured rubber mold, which can withstand anywhere from hundreds to over a thousand casting cycles before replacement is needed.
Пластик
Жоғарыда аталған металл қорытпаларынан өзге, термореактивті шайырлар мен пластиктер спин құюға өте жақсы жарайды, себебі оларды сұйық күйде құюға болады және қалып айналғанда қатады немесе қатты қалыпқа келеді. Әдетте, спин құю процесі қалыпқа сұйық күйде құйылған және айналу кезінде біртегіс, баяу қататын материалдарды қолдануға ыңғайлы.
Aside from the aforementioned metal alloys, thermoset resins and plastics work well with spin casting as they can be introduced as liquids and will set or solidify while the mold spins. In general, spin casting encourages the use of casting materials that are liquid upon introduction to the mold and solidify at a slow, uniform rate during the spin cycle.
Спин кастері
Құю процесінде дайын қалып, таңдалған құю материалына қарай, 30 секундтан бірнеше минутқа дейін өз орталық осі бойымен айналады. Ішкі құрылымында спин құю машинасы немесе спин кастері мотордан және қысыммен бекіту жүйесінен тұрады, ол қалыпты тұрақты жылдамдықпен айналғанда дұрыс ұстап, орналастырады. Бұл компоненттер машина корпусының ішіне орналастырылады, ол айналу процесінде қалыптан кездейсоқ шығып кеткен балқыған металл немесе сұйық пластиктен қорғайды. Тиісті қорғау болмаса, ыстық балқыған материал жақын жердегі адамдарға қауіпті болуы мүмкін. Коммерциялық спин құю машиналары екі типте болады: алдыңғы және жоғарғы жүктемелі. Спин құю қалыптарының салмағы мен көлемділігіне байланысты, алдыңғы жүктемелі машиналар пайдаланудың ыңғайлылығы және уақытты үнемдеу тұрғысынан бірнеше артықшылықтар ұсынады. Резеңке қалыптар, әсіресе үлкен диаметрде және металл құю кезінде, өте ауыр болуы мүмкін. Кастерді жүктеу және түсіру қолмен жасалатындықтан, алдыңғы жүктемелі спин кастердің мүмкіндігімен бір үзділіссіз қозғалыспен қалыпты бел деңгейінде манипуляциялау оңай және аз шаршатуға себеп болады. Бұл өндірістік спин құюда маңызды, сағат сайынғы құю циклдарының санын арттыру үшін. Жоғарғы жүктемелі машиналар әдетте арзан және теориялық тұрғыдан қалыптың максималды қалыңдығына шектеу қоймайды.
During the casting process, the finished mold spins along its central axis for anywhere from 30 seconds to several minutes depending upon the chosen casting material. Internally, a spin casting machine or spin caster consists of a motor and pressure clamping system, which holds and positions the mold properly while it spins at a steady rate. These components are placed inside of a machine body, which shields against flashing of molten metal or liquid plastic that is inadvertently ejected from the mold during the spinning process. Without the proper containment, hot melted flashing can be a serious hazard to nearby persons. Commercial spin casting machines are available in two different types, front loading and top loading. Owing to the weight and bulkiness of spin casting molds, front loading machines tend to offer several advantages regarding ease of use and time savings. Rubber molds can become quite heavy, especially at larger diameters and when casting metal. Because loading and unloading the caster is performed by hand, it is easiest and less fatiguing to manipulate the mold at waist level in one fluid motion as allowed by a front loading spin caster. This is important in production spin casting, to maximize the number of casting cycles per hour. Top loading machines tend to be cheaper and theoretically have less of a restriction on maximum mold thickness.
Вулканизатор
Вулканизация - шикі силикон қалыпты спин құюға дайындау үшін қажетті кезең. Бақыланатын жылу және қысым астында силикон баяу қатаю арқылы ыстыққа төзімді, иілгіш және тұрақты қалыпқа айналады. Вулканизациялық пресс немесе вулканизатор қалыпты біркелкі қысып, бірнеше сағат бойы жылуға ұшыратады. Вулканизатор гидравликалық пресске орнатылған екі параллель қыздырылған пластинадан тұрады. Шағын немесе қолмен жасалған вулканизаторлар гидравликалық қысымның орнына бұрандалар немесе күшті қысқыштар арқылы қалыпты қысыуы мүмкін. Кейбір спин құю процестері өз вулканизаторларын пайдаланудан бас тартып, қалыптарды жеткізушіден сатып алуды таңдайды.
Vulcanization is a necessary step to prepare the uncured silicone mold for spin casting. Under controlled heat and pressure the silicone slowly cures to a heat resistant, flexible, permanent mold. The vulcanizing press or vulcanizer uniformly compresses the mold while exposing it to heat for several hours. The vulcanizer consists of a pair of parallel heated platens mounted on a hydraulic press. Smaller or home made vulcanizers may compress the mold via screws or a heavy duty clamp instead of hydraulic pressure. Some spin casting operations choose to forgo running their own vulcanizer and procure molds from a supplier.
Балқыту пештері
Балқыту пеші металды оралымды құю кезінде ғана қажет. Металл қалыпқа енгізілгенге дейін балқытылуы керек. Оралымды құю пешінің температураны бақылайтын құрылғысы болуы қажет, себебі әр металл үшін ең қолайлы температура диапазоны бар. Мысалы, нақты бір мырыш қорытпасы әдетте 413 және 427 °C (775–800 °F) аралығында құйылады, ал ол іс жүзінде шамамен 260 °C (500 °F) температурада ғана балқиды. Егер металл қалыпқа жоғары температурада (осы жағдайда 427 °C немесе 800 °F-тан жоғары) енгізілсе, силикон ерте тозып, қалыптың қызмет ету мерзімі қысқарады. Егер металл айтарлықтай төмен температурада (775 °F-тан төмен) енгізілсе, оның қатаю уақыты да сондайша қысқарып, толық емес немесе сапасы төмен құймалар түзіледі. Металды оралымды құю үшін температураны дәл бақылайтын пеш және дұрыс құю температурасын білу қажет.
A melting furnace is necessary only when spin casting metal. The metal must be molten prior to introduction into the mold. It is necessary for a spin casting furnace to have a temperature controller, as there is an optimal range for each metal. For example, a particular zinc alloy is typically cast between 413 and 427 °C (775 800 °F), whereas it actually melts much lower around 260 °C (500 °F). If the metal is introduced to the mold at a higher temperature (in this case, above 427 °C or 800 °F), it will wear the silicone prematurely, shortening the mold life. If the metal is introduced at significantly lower temperatures (below 775 °F), its solidification time will similarly be shortened resulting in incomplete or low quality castings. Spin casting metal requires a furnace with fine temperature control, and knowledge of proper casting temperature.