Fasen van het metaalgietproces
Metaalgieten is een van de oudste productietechnieken en wordt al duizenden jaren gebruikt. Deze techniek maakt het mogelijk om metalen onderdelen in complexe vormen en uiteenlopende afmetingen te vervaardigen. In essentie houdt metaalgieten in dat metaal wordt gesmolten, de vloeistof in een mal wordt gegoten en vervolgens stolt en uithardt. Dit artikel beschrijft de belangrijkste stappen in het metaalgietproces.
1. Patroonontwerp
De eerste stap in het metaalgietproces is het maken van een model. Een model is een afdruk of replica van het te produceren onderdeel. Dit model is meestal iets groter dan het gewenste onderdeel om rekening te houden met de krimp van het metaal tijdens het stollen. Modellen kunnen gemaakt worden van materialen zoals hout, plastic of metaal.
Houtpatroon maken
Houten mallen zijn vrij gebruikelijk omdat ze gemakkelijk te vormen en relatief goedkoop zijn. Houten mallen hebben echter als nadeel dat ze minder duurzaam zijn en door vocht kunnen kromtrekken.
Modelleren van kunststof en metaal
Sjablonen van plastic en metaal zijn duurzamer en nauwkeuriger, maar duurder en de productie ervan duurt langer.
2. Zandvormen maken
Zodra het patroon klaar is, is de volgende stap het maken van een zandvorm. Een zandvorm is een bak waarin het gesmolten metaal wordt bewaard totdat het stolt en uithardt tot de vorm van het patroon.
Soorten vormzand
Het zand dat voor mallen wordt gebruikt, moet aan bepaalde criteria voldoen, zoals het juiste vochtgehalte, sterkte en het vermogen om zijn vorm te behouden wanneer er gesmolten metaal in wordt gegoten. Veelvoorkomende soorten zand zijn silicazand met organische of anorganische bindmiddelen of kleefstoffen.
Zandvormproces
1. Modelvoorbereiding: Het model wordt in de mal (vormkolf) geplaatst.
2. Zandvulling: Vormzand wordt rondom het patroon gegoten en aangedrukt.
3. Voortzetting en vorming van het kanaalsysteem: Aanleg van inlaatkanalen, opwaartse luchtstromen en windkanalen.
4. Patroon verwijderen: Zodra het zand is uitgehard, wordt het patroon verwijderd, waardoor een holte overblijft in de vorm van het gewenste onderdeel.
3. Metaalsmelten
De volgende stap is het smelten van het metaal. Het te gieten metaal wordt, afhankelijk van het metaaltype, op verschillende manieren tot een vloeistof gesmolten.
Smeltoven
Er zijn verschillende soorten ovens die veelvuldig worden gebruikt bij het smelten van metalen, waaronder elektrische vlamboogovens, inductieovens en smeltkroesovens.
4. Het gieten van gesmolten metaal
Zodra het metaal gesmolten is en een bepaalde temperatuur heeft bereikt, wordt het gesmolten metaal in een zandvorm gegoten. Het gieten moet zorgvuldig gebeuren om gietfouten zoals porositeit of insluitingen te voorkomen.
Gietproces
1. Voorbereiding voor het gieten: Zorg ervoor dat de zandvorm gereed is en dat het kanaalsysteem correct is geïnstalleerd.
2. Gieten: Het gesmolten metaal wordt via de inlaatopening in de mal gegoten en vult deze tot de mal volledig gevuld is.
3. Afkoelen: Laat het gesmolten metaal na het gieten afkoelen en uitharden.
5. Schimmelverwijdering
Zodra het metaal is uitgehard, wordt de zandvorm gebroken en worden de metalen onderdelen verwijderd. Dit proces staat bekend als ontvormen of uitschudden.
6. Reinigen en snoeien
Metalen onderdelen die recent uit zandvormen zijn verwijderd, bevatten vaak nog zandresten en kanaalsystemen. Reinigen en bijwerken is daarom noodzakelijk.
Pembersihan
Reinigen dient om eventueel achtergebleven zand van het metalen oppervlak te verwijderen. Dit proces kan handmatig of machinaal worden uitgevoerd.
Snoeien
Trimmen is het proces waarbij onnodige onderdelen, zoals inlaat- en stijgbuisstukken, worden verwijderd. Dit kan worden gedaan met een zaag, mes of speciale snijmachine.
7. Kwaliteitsinspectie en -testen
Nadat de metalen onderdelen zijn gereinigd en op maat gesneden, volgt de kwaliteitscontrole. Deze omvat visuele inspectie, diktemetingen, sterkteproeven en andere niet-destructieve tests.
Niet-destructief onderzoek
– Ultrasoon onderzoek (UT): Het gebruik van ultrasone golven om defecten in metaal op te sporen.
– Radiografisch onderzoek (RT): Het gebruik van röntgenstralen of gammastralen om de interne structuur van metaal te onderzoeken.
– Magnetisch deeltjesonderzoek (MPT): Gebruik van magnetisch poeder om scheuren in metalen oppervlakken op te sporen.
Destructief onderzoek
Bij deze test wordt een klein gedeelte van een onderdeel weggesneden of beschadigd om de sterkte of materiaalsamenstelling ervan te testen.
8. Afwerking
De laatste fase in het metaalgietproces is de afwerking. Afwerking omvat verschillende processen om metalen onderdelen een glad en nauwkeurig oppervlak te geven.
Afwerkingsprocessen
– Slijpen: Het gladmaken van het metalen oppervlak met behulp van een slijpmachine.
– Verspanen: Het proces van verspanen om nauwe afmetingen en toleranties te bereiken.
– Warmtebehandeling: Een warmtebehandelingsproces om de mechanische eigenschappen van metaal, zoals hardheid en sterkte, te verbeteren.
9. Coating
Coating is het proces waarbij een beschermende laag op het oppervlak van een metalen onderdeel wordt aangebracht om de weerstand tegen corrosie en slijtage te verhogen. Voorbeelden van coatings zijn galvaniseren, anodiseren en lakken.
10. Verpakking en verzending
Zodra alle stappen zijn voltooid, zijn de metalen onderdelen klaar voor verpakking en verzending. De verpakking dient ter bescherming van de onderdelen tegen beschadiging tijdens het transport. De verzending vindt plaats volgens de wensen van de klant.
Tijdens het metaalgietproces moeten tal van variabelen nauwlettend worden gecontroleerd om de kwaliteit en conformiteit van de uiteindelijke onderdelen te garanderen. Dankzij technologische vooruitgang zijn er diverse moderne technieken en apparatuur ontwikkeld om de efficiëntie en nauwkeurigheid van het metaalgietproces te verbeteren.
Metaalgieten is een complex proces dat diepgaande kennis en specialistische expertise vereist. De voordelen die het biedt, zoals de mogelijkheid om componenten met complexe vormen en uiteenlopende afmetingen te produceren, maken het echter tot een van de meest waardevolle technieken in de maakindustrie.
