Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.
Бурное развитие цифровых технологий в конце XX — начале XXI вв. способствовало появлению нового вида производства фасонных изделий сложной конфигурации [1, 2].
Цифровые технологии позволяют разработать не только саму математическую модель отливки, но и провести моделирование средствами инженерного анализа литейных процессов с учетом технологических возможностей конкретного предприятия [3, 4].
При производстве отливок Корпус из сплава АК9ч литьем по выплавляемым моделям были проведены серии моделирований литейных процессов в программной среде LVMFlow 2.92.
По результатам моделирования литейных процессов определена оптимальная конструкция ЛПС и количество моделей в блоке (рисунок 1).
Рисунок 1. Конструкция ЛПС по результатам моделирования с эскизной схемой напайки модельного блока
Модельный блок состоит из 2 моделей, соединенных со стояком литниками с верхней и нижней плоскости по местам расположения припусков на механическую обработку.
Для обеспечения направленной кристаллизации (в стороны расположения литников и стояка) и обеспечения соблюдения температурного градиента в зонах бокового фланца, отливки расположены под углом 8 ° к вертикальной оси модельного блока. Таким образом, при заливке огнеупорной керамической формы расплав подается через нижние литники в формообразующие стенки и боковой фланец с выделением твердой фазы, исключая тем самым появление дефектов усадочного характера в тепловых узлах отливки.
На рисунке 2 представлены результирующие поля дефектов в программной среде LVMFlow 2.92.
Рисунок 2. Результирующее поле «Усадка 2D» в программной среде LVMFlow 2.92
При моделировании литейных процессов использовались теплофизические данные сплава АК9ч и огнеупорной керамической формы верифицированные в ходе проведения работ в центре литейных технологий Самарского Государственного Технического Университета.
Выжигаемые модели, полученные средствами аддитивного производства (рисунок 4), изготовлены из полимера на основе полиметилметакрилата (PMMA) с пластифицирующими агентами.
Рисунок 4. Модели отливок из полимера с двумя нанесенными покрытиями
Модели изготовлены с вариативным разрешением печати 0,05÷0,15 мм и объемной долей заполнения 10 % в соответствии с математической моделью. С целью снижения шероховатости и удаления возможной несплошности моделей полученных по FDM-процессу на формообразующую поверхность произведено нанесение полимерного покрытия с тиксотропирующими свойствами.
Для обеспечения адгезии облицовочных слоев огнеупорного керамического покрытия к формообразующей поверхности модели произведено нанесение дополнительного разделительного покрытия на основе модельных восков высокой вязкости.
На рисунке 5 представлена отливка «Корпус», полученная по разработанному технологическому процессу.
Рисунок 5. Отливка «Корпус» полученная в условиях ЦЛТ СамГТУ
В ходе выполнения работы были рассчитаны технологические параметры получения модели отливок с применением аддитивных технологий при использовании систем инженерного анализа и CAD-систем. Разработан технологический процесс подготовки модели, полученной средствами аддитивного производства к нанесению керамического покрытия. В результате получена малая серия отливок в количестве 30 единиц.
