Maça ve Kalıp Üretiminde Vaka Analizleri

Botini, özellikle gıda endüstrisi için makine ve ekipman üreticisi bir firma. İhtiyaç duyduğu dökümleri kendi dökümhanesinde üretmektedir. Dökümhanede, mevcut üretim süreçlerinin daha da iyileştirilmesi günlük işlerin bir parçasıdır. İtici faktörler kalite gereksinimleri ve maliyetlerdir. Üretimde değişiklik yapılacaksa, tüm süreç zinciri analiz edilmeli ve ilgili gerekliliklere göre optimize edilmelidir.

Başlangıçta 1,5 kg ağırlığında bir gri dökme demir " mesnet" için durum aşağıdaki gibiydi: Her bir kalıpta dört döküm olmak üzere üç kalıp birbiri üzerine istiflenmekteydi. Bu düzenleme, %73'lük bir verimle 12 dökümün aynı anda dökülmesini sağlamaktaydı. Sınırlayıcı faktörlerden biri, kalıpların istiflenmesi için gereken maça elemanlarının manuel olarak üretilmesiydi. Kumun düzgün ve yüksek yoğunlukta sıkıştırılması için sınırlı olanaklar, gerekli mekanik mukavemeti elde etmek için et kalınlıklarının artırılmasını gerektirmişti. Kumun tekrarlanabilir sıkıştırılabilirliği ve elde edilebilir mekanik mukavemet, istiflemeyi en fazla üç seviye ile sınırlandırmıştı (Fig. 1).

Maça sandığı tasarlanırken, kısa süre sonra dikey olarak bölünmüş bir maça sandığı düzeninin en iyi çözüm olduğuna karar verildi. İlk tasarım için üç büyük nozul eşit olarak dağıtıldı. Automatic Foundry Solutions'ın uzmanlığı sayesinde maça sandığı çıkıcıları da aynı şekilde konumlandırıldı (Şekil 2).

MAGMA C+M ile bu ilk tasarım için maça üretimi ve kürleme hesaplanmış ve değerlendirilmiştir. Maça sandığı tasarımı maça üretiminin temel fizibilitesini kanıtlamış, ancak bazı zayıf yönleri de ortaya çıkarmıştır. Konturlu üst alanı tamamen doldurmak mümkün olsa da, nozullar arasındaki kum sıkışması çok düşük olma eğilimindeydi (Şekil 3).

Döküm sırasında, yoğunluktaki bu farklılıklar dökümde yüzey kusurlarına ve hatta kırılma durumunda kalıptan metal sızıntısına yol açabilirdi. Orta nozul, Maça basımı sırasında kumun konturun bazı kısımlarına çarpacağı şekilde boyutlandırılmıştı, bu da tipik olarak maça sandığı erozyonunun artmasına neden olacaktı (Şekil 4).

Maça sandığı çıkıcılarını hem maça basma hem de maça kürleme işlemlerini gerçekleştirecek şekilde konumlandırmak genellikle zordur.

Bu durumda, üst maça sandığı alanındaki delikler kritik yerlerde kumun sıkıştırılmasını desteklerken, gazlama için katalitik aminin alt maça sandığı alanlarına da mümkün olduğunca çabuk ulaşması daha önemliydi. Maça sandığının üst kısmındaki daha fazla sayıda maça sandığı deliği, aminin alt maça sandığı bölgelerinde bulunan tüm alanlara verimli bir şekilde ulaşmasını engellemiştir (Şekil 5). Maça kürleme için orantısız derecede büyük miktarda amin ve nispeten uzun bir gazlama süresi gerekmiştir.

Simülasyona dayalı bir dizi modifikasyonun sistematik olarak test edilmesinin ardından, mükemmel üretim sonuçlarına yol açan ve aynı zamanda etkili maça gazlaması sağlayan bir denge üzerinde çalışıldı. Üç büyük atış nozulu yedi küçük nozulla değiştirildi. Sonuç olarak, kalıptaki kum daha homojen bir şekilde ve özellikle atış nozullarının yakınında daha yüksek bir yoğunlukta sıkıştırıldı (Şekil 6). Daha küçük olan nozullar aynı zamanda maça sandığı yüzeyinin kum akışı nedeniyle sadece küçük bir aşınmaya maruz kalmasını sağlamıştır.

Üst bölgedeki maça sandığı deliklerinin sayısının azaltılması maça sandığı boyunca amin akışını iyileştirmiştir. Kısa bir süre içinde, amin artık alt maça bölgelerinden de güvenilir bir şekilde akabiliyordu (Şekil 7).