Вакуумная формовка. 
Охрана труда и охрана окружающей среды в технологиях художественного литья

Процесс разработан в 1976 г. в Японии [1.10]. Его иногда называют процессом пленочной формовки. Схема этапов процесса показана на рис. 2.4.

Сначала нагревают для размягчения тонкую (до 0,1 мм) полиэтиленполиацетатную пленку 1 (рис. 2.4, а). Затем накладывают ее на модельную плитку 2 (рис. 2.4, б). Модель и плита имеют отверстия, которыми они соединены с полостью вспомогательного ресивера 3. В ресивере создается вакуум. После облегания модели пленку можно окрасить огнеупорной краской. На плиту устанавливают опоку 4 коробчатой формы и вакуумируют. Внутренняя часть опоки имеет отверстия 1 (рис. 2.4, в). В опоку засыпают песок и уплотняют его вибрацией.

Выравнивают верх песка с ладом опоки и накрывают пленкой (см. рис. 2.4, в). Под действием вакуума песок снизу и сверху плотно сжимается пленкой. Затем сбрасывают вакуум и снимают опоку 5 с модельной оснастки (рис. 2.4, г). Аналогичным образом изготавливают вторую половину формы и собирают их вместе (рис. 2.4, б). На опоку устанавливают литниковую чашу 6, груз 7 и заливают металлом. Заливку производят, поддерживая в обеих половинках формы вакуум. После отверждения отливки выключают вакуумный насос, и отливки с песком вываливаются из опоки. Песок вновь используют для формовки.

Рис. 2.4. Схема V-процесса пленочной формовки:

1 — пленка; 2 — модельная плита; 3 — ресивер; 4 — коробчатая плита; 5 — заформованная опока; 6 — литниковая чаша; 7 — груз Вакуумная формовка — молодой процесс, технологически достаточно сложный и имеющий низкую производительность (3—6 форм в час). Однако преимущества его настолько велики, что совершенствованием процесса занимаются многие страны мира.

Основные преимущества процесса следующие: исключается смесеприготовительное отделение, так как используется сухой песок без связующего; исключается сложное формовочное оборудование, так как для уклонения достаточно вибрационного встряхивания; упрощается отделение выбивки, так как смесь сыпучая, не комкается, легко высыпается из опоки.

Кроме этого, отливки получаются высокого качества по геометрии и поверхности. Возможно получать отливки со стержнями. Без стержней выполняются отверстия диаметром до 10 мм при отношении высоты к диаметру 2: 1. В художественном литье способ вакуумной формовки является оптимальным при изготовлении крупногабаритных отливок типа оград, решеток, фигурных ворот, декоративных панелей. В ряде стран специализированные предприятия по изготовлению подобных отливок вакуумной формовой полностью вытеснили литейные предприятия, которые отливали крупногабаритные отливки традиционным литьем в разовые песчано-глинистые формы. При этом способе повышается качество литья, и оно обходится дешевле.

Метод вакуумной формовки применяется также и при отливке относительно небольших изделий из сплавов различных видов. Например, в Японии в качестве рекламы отливают сувениры в виде пластины, на которой разбросаны рисовые колосья. На одном из заводов была отлита пластина толщиной 5 мм с габаритами 250×300 мм, на которой размещена ветка сосны с шишками и шестеренка (рис. 2.5). Модель шестерни выполнена без уклона, а ветка сосны имеет поднутрения, и это не помешало получить вполне приличный отпечаток на чугунной отливке. Для равномерного вакуумирования по всей площади модельной плиты была использована вязаная скатерть, рисунок которой хорошо просматривается.

Рис. 2.5. Литая пластина, на которой изображена ветка сосны с шишками.

и шестеренкой Технология вакуумной формовки применялась и для изготовления литой фурнитуры, а также при реставрационных работах. Оригиналы отливали из сплавов на медной основе и чеканили. В работе использовали песок, противопригарные краски, а также синтетическую пленку. Полученные отливки крацевали и полировали.

При вакуумной формовке можно использовать модели из дешевых сплавов, например из алюминиевых. При этом образцы уникальных предметов, которые при работе могут быть повреждены, не используются. Таким способом, например, получили корпуса старинных часов, которые состояли из нескольких частей и отливались из дорогостоящих сплавов, после чего спаивались. При отливке методом вакуумной формовки после проведения большой подготовительной работы удалось получить часы сложной конструкции за один рабочий переход, что показало, что изготовление продукции методом вакуумной формовки значительно производительнее, поскольку цикл изготовления отливок часов способом вакуумной формовки значительно короче, чем при других способах литья. В работе использовалась синтетическая пленка толщиной 0,05 мм. Поверхность отлитых часов имела низкую шероховатость, обрабатывалась только резинообразными кругами и не требовала дочеканки. В настоящее время, когда хотят сохранить старые вещи или изготовить предметы «под старину», обращаются к описанному методу, что дает хорошие результаты. Особенно это касается производства уникальных предметов, имеющих плоскую конфигурацию с простым разъемом, выполненных из латуни, мельхиора, нейзильбера и пр.