De la production du moule de coulée au mélange des ingrédients de la fonte minérale jusqu'à la peinture de la pièce finie - voici l'histoire passionnante de la fabrication d'un composant de machine de haute technologie en fonte minérale d'UNPARALLELED Machine Systems.
Comparé à la fonte grise et aux constructions soudées, il présente des propriétés d'amortissement nettement meilleures. Cela garantit que la structure du bâti de la machine a une plus grande stabilité dynamique dans les machines de production ultrarapides et de haute précision.
Sa stabilité thermique exceptionnelle signifie qu'il est moins facilement affecté par les influences à court terme liées à la température.
Ses références écologiques sont exceptionnelles grâce à une production économe en ressources ainsi qu'à une élimination et un recyclage respectueux de l'environnement. Ce ne sont là que trois des nombreux avantages majeurs de la fonte minérale.
Il n'est donc pas surprenant que ce matériau innovant se soit établi depuis longtemps dans l'ingénierie mécanique de haute technologie et soit utilisé dans de nombreuses industries à travers le monde - de la construction de machines-outils classiques aux industries des semi-conducteurs, des lasers, de la médecine et de l'emballage.
Mais comment les composants de machines hautes performances sont-ils créés en mélangeant des minéraux, des pierres et des liants de résine époxy ?
◆ 1. Fabrication de fonderie mouler
En général, les moules de coulée sont fabriqués par des fabricants d'outils et de moules spécialisés et également approuvés par eux. L'avantage est que toutes les erreurs et tous les écarts peuvent être immédiatement corrigés. Après cela, le moule de coulée est livré à UNPARALLELED Machine Systems, démonté en ses parties individuelles et placé sur des supports/dispositifs de montage ou fixé en position verticale.
◆ 2. Nettoyage et enrobage avec Libération agent
L'intérieur du moule doit être soigneusement nettoyé. Pour éviter que la fonte minérale ne colle à l'intérieur du moule de coulée, toute la surface intérieure du moule est recouverte d'un agent de démoulage spécial, généralement par pulvérisation. Les inserts moulés tels que les ancres filetées, les plaques de base et les tuyaux sont fixés par vissage / enfichage à l'intérieur du moule de coulée.
◆ 3. Gelcoat application
Le gelcoat est appliqué au pinceau ou au pistolet airless en une épaisseur de couche de 0.5 mm à 2 mm à l'intérieur des pièces moulées. Les surfaces qui seront moulées ou collées ultérieurement sont laissées de côté. Le gelcoat se lie à la fonte minérale pour former une couche de surface résistante. Des propriétés telles que la résistance aux rayures et à la température peuvent être adaptées aux exigences du client. Le gelcoat peut être produit dans la plupart des couleurs RAL et sert d'apprêt pour la peinture. Enfin, les pièces moulées sont vissées et goupillées au fond de moulage.
◆ 4. Distribution, mélange, fonderie, compression
Les composants de la fonte minérale sont distribués, mélangés et coulés dans le moule. Après compression, le durcissement a lieu dans le moule de coulée.
• Dosage : Afin d'obtenir des propriétés de matériau reproductibles, les différents composants du liant (résine, durcisseur et additifs) et les fractions granulaires du mélange de charge doivent être dosés avec précision. Cela se fait de manière volumétrique via des vis de distribution / des pompes de distribution.
• Mélange : Le processus de mélange comprend deux étapes. Tout d'abord, les fractions de grains sont mélangées à la courbe granulométrique. La résine époxy avec le durcisseur et les additifs liants sont mélangés séparément. Pour lier le matériau de coulée minérale, les charges doivent être complètement mouillées avec le liant; cela se fait dans la deuxième étape après que les deux composants de fonte minérale ont été réunis. Le résultat est une masse visqueuse mais versable - la fonte minérale. De puissants systèmes de mélange et de distribution garantissent des niveaux de mélange et de mouillage optimaux et peuvent traiter plus de 6 t de fonte minérale par heure.
• Coulée : Le remplissage du moule se fait généralement à partir d'une poche de coulée ou directement via la centrale d'enrobage. Étant donné que le processus de coulée peut prendre plusieurs heures pour les pièces de grand volume, le temps pendant lequel le mélange de coulée minérale reste utilisable joue un rôle important. Dans le cas des systèmes de coulée minérale à base de résine époxy, la durée de vie en pot est de deux à six heures, selon la température et le réglage chimique.
• Compression
Le processus de compression assure la meilleure ventilation possible du mélange de fonte minérale et améliore les propriétés d'écoulement de la masse visqueuse. Le mouvement relatif des composants de la charge pendant les vibrations réduit la teneur en pores. En particulier lors de la compression de pièces de grand volume dans des moules de coulée lourds, de meilleurs résultats sont obtenus avec les tables de compression. L'influence de paramètres tels que l'accélération, l'amplitude, la fréquence et la durée sur le processus de compression et donc sur les propriétés finales de la fonte minérale a été étudiée. Dans les environnements industriels, ces paramètres sont définis individuellement pour chaque coulée en fonction du poids de remplissage, du niveau de remplissage et du matériau du moule de coulée. Les tables de compression modernes sont réglables en continu jusqu'à une fréquence de 70 Hz et une accélération de 25 m/s2 (2,5 g).
◆ 5. Durcissement
Pour le durcissement, le moule de coulée rempli est monté horizontalement dans le hall de montage, car la position restreinte du moule de coulée entraînerait une ébauche de coulée qui n'est pas dimensionnellement précise pendant le durcissement. Étant donné que les moules en acier dissipent plus rapidement la chaleur des couches externes de fonte minérale que du noyau, l'isolation thermique du moule de coulée est recommandée pour les gros composants. L'objectif est un développement uniforme de la température sur toute la section transversale de la pièce coulée ; cela peut être contrôlé par des capteurs de température intégrés. La vitesse de durcissement est influencée par la température extérieure et la réactivité du durcisseur. Après 12 à 14 heures de durcissement dans le moule de coulée, l'ébauche de coulée peut être retirée. En règle générale, une fonte minérale peut être produite par moule de coulée par jour ouvrable.
◆ 6. démoulage
Lors du démontage du moule de coulée, les vis de fixation des inserts sont retirées et les pièces moulées sont extraites de l'ébauche coulée dans l'ordre inverse du montage. L'ébauche coulée est ensuite soulevée du fond du moule et toutes les pièces détachées sont retirées de l'ébauche.
◆ 7. Nettoyage
Grâce à la coulée à froid dans des formes précises et à des systèmes de gelcoat haute performance, le nettoyage des ébauches en fonte minérale réalisées prend généralement moins de temps que celles en fonte grise. Les surfaces ont déjà une bonne qualité optique et répondent souvent aux exigences nécessaires après le lavage de l'agent de démoulage. Les composants qui assument des fonctions de conception et de revêtement sur les machines doivent être nettoyés sur les surfaces correspondantes. Aux surfaces de jonction des segments de moule de coulée, des bavures se produisent sur l'ébauche coulée, qui sont poncées avec des meuleuses à main. D'autres défauts de surface tels que les éclats, les empreintes et les cavités de surface sont également éliminés lors du nettoyage. La surface du gelcoat est poncée avant peinture. De plus, le processus de nettoyage prépare les surfaces qui doivent être moulées ou collées. Comme déjà mentionné, ces surfaces ne sont pas recouvertes de gelcoat. La surface de fonte minérale est rendue rugueuse avec des meuleuses à main. Après moulage ou collage, les saillies sont poncées.
◆ 8. Raffinage de fonderie Surface
La zone de coulée est ouverte, non spécifique à la forme, et donc légèrement inégale. En règle générale, cependant, cela ne pose pas de problème, car il s'agit généralement du dessous du cadre. En cas d'exigences plus élevées, la surface peut être raffinée optiquement en appliquant un revêtement coulé.
◆ 9. Peinture
Les pièces en fonte minérale peuvent être peintes dans pratiquement toutes les couleurs, la peinture étant appliquée par pulvérisation ou au rouleau. Étant donné que de nombreuses pièces de fonderie sont déjà intégrées dans l'ébauche, il faut veiller à protéger les filetages internes. Les agents de séparation et de nettoyage, les gelcoats et la peinture doivent être précisément alignés chimiquement les uns sur les autres.