Skallstøping (termoherdende harpiks-bundet sandstøping) fyller det tekniske og økonomiske gapet mellom standard grønn sandstøping og investeringsstøping (tapt voks). Den gir tettere dimensjonskontroll, overlegen overflateintegritet og reduserte trekkvinkler for middels-til-høyt-volum av industrielle komponenter som veier mellom 0,5 kg og 80 kg.
Prosesskapasitetsmatrise
|
Trekk |
Skallformstøping |
Grønn sandstøping |
Investering Casting |
|
Dimensjonstoleranse |
ISO 8062-3 CT7 – CT9 |
ISO 8062-3 CT10 – CT12 |
ISO 8062-3 CT4 – CT6 |
|
Overflatefinish (Ra) |
3,2 µm - 6.3 µm (125 - 250 µin) |
12,5 µm - 25.0 µm (500 - 1000 µin) |
1,6 µm - 3.2 µm (63 - 125 µin) |
|
Veggtykkelse Minimum |
2,5 mm |
4,0 mm |
1,5 mm |
|
Krav til utkastvinkel |
0,5 grader - 1.0 grader |
1,5 grader - 3.0 grader |
0 grader - 0.5 grader |
|
Økonomisk produksjonsløp |
300 - 50 000 stk./år |
100 - 10 000 stk./år |
500 - 100 000 stk./år |
|
Verktøyinvestering |
Moderat (bearbeidet metallmønster) |
Lav (mønsterplate / fyrstikkplate) |
Høy (Multi-hulroms voksinjeksjonsform) |
Produksjonsprosess
Skallstøpeprosessen er avhengig av at en harpiks-belagt silikasandblanding kommer i kontakt med et oppvarmet jern- eller stålmønster for å danne et stivt, tynnvegget keramikk-lignende formskall.
Forberedelse av metallmønster:Matchplate-mønstre er CNC-bearbeidet av duktilt jern, legert stål eller aluminium med høy-strekkfasthet, med nøyaktige krympekvoter (vanligvis 1,5 % - 2.2 % avhengig av valg av legering).
Forvarming og smøring:Mønsterplaten forvarmes til 200 grader - 320 grader (392 grader F - 608 grader F) og sprayes med et silikon-basert skillemiddel.
Dump-boksskallformasjon:Det oppvarmede mønsteret klemmes fast til en dumpeboks som inneholder fin silikasand pre-belagt med 2 % - 5 % fenolharpiks og heksametylentetramin (HEXA). Snu boksen utsetter sandblandingen for det oppvarmede mønsteret. Varme smelter harpiksen og danner et delvis herdet skall (6 mm - 10 mm tykt) innen 10 - 30 sekunder.
Ovnsherding:Ubundet sand faller bort ved re-inversjon. Mønsteret og det vedlagte skallet går inn i en herdeovn (300 grader - 450 grader ) for å krysse-den termoherdende bindemiddelet fullstendig.
Utkast og montering:Mekaniske utkasterstifter skyver det stive skallet halvparten av mønsteret. Cope- og dragskallhalvdelene er sammenføyd med termoherdende lim under trykk, med harpiks-bundne sandkjerner for indre hulrom.
Helling og shakeout:Sammensatte skjell plasseres i kolber, støttet med stålhagl eller grusstøtte for å motstå metallostatisk hodetrykk, og helles med smeltet metall. Etter avkjøling brenner det tynne skallet ut og brytes rent bort under automatisk shakeout.
Materialer og tekniske spesifikasjoner
Vi smelter og støper et bredt utvalg av jernholdige og ikke-jernholdige legeringer under streng spektralkontroll.
Materialvalg og mekanisk egenskapsreferanse
|
Materialfamilie |
Vanlig karakter / standard |
Strekkstyrke (MPa) |
Yield Strength (MPa) |
Forlengelse (%) |
Hardhetsområde |
Primære kjennetegn |
|
Duktilt jern (nodulært) |
EN-GJS-400-15 / QT400-15 EN-GJS-500-7 / QT500-7 EN-GJS-600-3 / QT600-3 |
400 - 600 |
250 - 370 |
3 - 15 |
130 - 230 HBW |
Høy utmattelsesstyrke, utmerket demping, lav hakkfølsomhet |
|
Grått støpejern |
EN-GJL-200 / HT200 EN-GJL-250 / HT250 EN-GJL-300 / HT300 |
200 - 300 |
N/A (skjør) |
0.3 - 0.8 |
160 - 250 HBW |
Overlegen varmeledningsevne, høy slitestyrke, vibrasjonsabsorpsjon |
|
Karbonstål |
ASTM A27 klasse 65-35 ASTM A216 WCB / WCC |
485 - 585 |
250 - 275 |
22 - 24 |
140 - 185 HBW |
Sveisbart konstruksjonsstål med høy slagfasthet ved temperaturer under-null |
|
Legert stål |
42CrMo4 / AISI 4140 20CrNiMo / AISI 8620 |
700 - 1000 |
550 - 850 |
10 - 18 |
200 - 320 HBW |
Gjennom-herdbar, eksepsjonell kjerneseighet, høy slitestyrke |
|
Rustfritt stål |
AISI 304 (CF8) / 316 (CF8M) 1.4408 / 1.4308 Duplex 2205 (1.4462) |
480 - 650 |
205 - 450 |
25 - 35 |
160 - 220 HBW |
Høy motstand mot grop- og sprekkkorrosjon i marine/sure medier |
Dimensjonskapasitet og produksjonsgrenser
• Vektområde: 0,2 kg til 80 kg (0,44 lbs til 176 lbs)
• Maksimale konvoluttdimensjoner: 850 mm x 650 mm x 350 mm
• Lineære toleranser: ISO 8062-3 Grade CT7 for funksjoner formet innenfor én formhalvdel; CT8 over støpeskillelinjen.
• Overflateruhet: Standard Ra 3.2 - 6.3 µm; etter-skudd-sprengning Ra 3,2 µm oppnåelig.
• Minimum As-Støpt hulldiameter: Ø 6,0 mm (avhengig av dybde-til-diameterforhold<= 3:1).
Viktige produktfunksjoner
Høy overflatekvalitet og reduserte maskineringstillegg
Fin silikasand sammen med tynne, ensartede harpiksbindemidler minimerer innrykk i formoverflatens korngrense. Ettersom-støpte overflater viser Ra 3.2 - 6.3 µm, slik at tetningsflater, ikke-kritiske monteringsputer og strømningskanaler kan fungere som-støpt uten å frese eller dreie.
Tett dimensjonskonsistens på tvers av produksjonspartier
Fordi skallformer herdes på oppvarmet metallverktøy, elimineres formdeformasjon fra sandkomprimeringskrefter. Dimensjonell repeterbarhet på tvers av produksjonsserier med flere-tusen-deler holder vanligvis innenfor ±0,3 mm på dimensjoner opp til 100 mm.
Redusert delvekt via tynn-veggfunksjon
Stive,-skallformer motstår metallostatisk trykk uten veggavbøyning under helling. Designere kan spesifisere jevne veggtykkelser ned til 2,5 mm, noe som reduserer overflødig materialvekt og råvarekostnader.
Minimale trekkvinkler
Trekkvinkler så lave som 0,5 grader til 1,0 grader kan trekkes med hell uten å rive formveggene. Dette reduserer avsmalnende-vekttillegg på dype lommer, utspring og indre ribber.
Typiske applikasjoner
Girskiftegafler
Motorfestebraketter
Bremsecalipere og hjulnav
Eksosmanifolder og turboladerhus
Hydrauliske ventilhus og manifoldblokker
Høytrykkspumpehus og impellere-
Planetgirbærere og lagerhus
Rørkoblinger, flenser og spjeldventilskiver
Sporruller og kjedehjul
Trekkkomponenter og gaffelbraketter
Slitasjeplater og bøttetennadaptere
Maskinering og sekundæroperasjoner
For å levere ferdige-til-montering av komponenter, kompletterer vi støperioperasjonene våre med fullstendige-hus CNC-maskinering og overflatebehandlingsfasiliteter.
CNC maskineringsfunksjoner
• Horisontale og vertikale bearbeidingssentre (HMC/VMC): 4-akseposisjonering med pallevekslere for høy-volumbearbeiding av tette toleranseboringer (±0,010 mm).
• CNC-dreiesentre: Dobbel-spindeldreiing for konsentrisitet-kritiske dreide funksjoner, riller og presise flatetetningsflater.
• Sekundære operasjoner: Broaching, dyp-hullsboring, presisjonssliping (senterløs og overflate) og høy-boring.
Varmebehandling
• Normalisering og gløding: Stressavlastning og kornforfining for optimal maskinbearbeidbarhet og mikrostrukturell homogenitet.
• Quenching & Tempering (Q&T): Mekaniske egenskapsjusteringer for å målrette spesifikasjoner for strekkstyrke, seighet og kjernehardhet.
• Induksjonsherding: Lokalisert overflateherding (50 - 60 HRC) på sliteskinner, tannhjulstenner og lagertappområder.
Overflatefinish og beskyttende belegg
• Sinkbelegg (trivalent blå/klar/gul passivert)
• Elektro-belegg (E-belegg) for korrosjonsbeskyttelse
• Epoxy pulverlakk
• Fosfaterings- og svartoksidbelegg
Kvalitetskontroll og inspeksjon
Kvalitetssikring følger kravene i ISO 9001:2015 og IATF 16949, og verifiserer råstoffkjemi, intern integritet, dimensjonstoleranse og mekaniske egenskaper ved utpekte prosessporter.
Analyse av innkommende skrap og ingot (spektrometer)
Smeltkjemibekreftelse før trykking
Ikke-destruktiv og mekanisk testing (UT/MPI/strekk/hardhet)
Endelig dimensjonsoppsett (CMM og optisk skanning)
Kjemisk og mekanisk testing
• Optisk emisjonsspektroskopi (OES): Verifisering av kjemisk sammensetning utført på hver varme før tapping.
• Strekk- og støttesting: Destruktiv verifisering av flytestyrke, endelig strekkfasthet, forlengelse og Charpy V-hakkslagverdi per parti.
• Hardhetstesting: Brinell (HBW), Rockwell (HRC) og Vickers (HV) testing på strukturelle soner.
Ikke-destruktiv testing (NDT)
• Radiografisk inspeksjon (røntgenstråle): Identifikasjon av intern krympingsporøsitet, blåsehull og inneslutninger i henhold til ASTM E446/ASTM E192-standarder.
• Magnetisk partikkelinspeksjon (MPI): Overflate- og under{0}}overflateoppdagelse av sprekker på ferromagnetiske støpejern og stålkomponenter.
• Ultralydtesting (UT): Veggtykkelsesverifisering og intern defektevaluering.
• Inspeksjon av flytende penetrant (LPI): Ikke-magnetisk sprekeinspeksjon av rustfritt stål.
Metrologi og CMM-inspeksjon
• 3D Coordinate Measuring Machines (CMM): Zeiss CMM-er som opererer i klima-kontrollerte laboratorier for geometrisk dimensjonering og toleranse (GD&T)-verifisering mot CAD-modeller.
• Optisk og laserprofilometri: Automatisert overflateruhet (Ra, Rz) måling og 3D-konturskanning.
OEM og tilpasset produksjon
Vi produserer utelukkende etter OEM-kundespesifikasjoner, og gir ende-til-støtte fra foreløpig DFM-analyse (Design for Manufacturability) gjennom prototypeverktøy og seriell opptrapping-.
Arbeidsflyt for engineering og prototyping
• MagmaSoft / ProCAST Solidification Simulering: Termisk og væskestrømsanalyse utføres på foreløpige CAD-filer for å identifisere potensielle krympehulrom, kalde stenger og sanderosjonssoner før metallmønsterkutting.
• Verktøydesign og-CNC-fresing i huset: Metalliske fyrstikkplater, kjernebokser og ejektormekanismer er utformet i 3D CAD/CAM og frest av verktøyjern eller verktøystål med høy-tetthet.
• Rask prototyping via 3D-trykte sandkjerner: For rask funksjonstesting kan 3D-trykte harpikssandkjerner kombineres med midlertidig verktøy for å levere prototypestøpegods på 2 - 3 uker uten fulle verktøyinvesteringer.
• Innlevering av PPAP nivå 3: Produksjonsdelgodkjenning Prosessdokumentasjon inkluderer ISIR (Initial Sample Inspection Report), prosessflytdiagram, kontrollplan, PFMEA, dimensjonsresultater, materialsertifiseringer og måler R&R-studier.
Hva kjøpere bør gi for en tilbudsforespørsel
Ved å oppgi komplette tekniske parametere under innsending av RFQ sikrer du nøyaktige pristilbud, korrekte verktøyestimater og optimaliserte syklustider.
3D CAD-filer:STEP, IGES eller Parasolid (.x_t)
2D-tegninger:PDF med GD&T, kritiske toleranser, bearbeidingstillatelser og overflatefinishspesifikasjoner (Ra)
Materialspesifikasjon:ASTM, EN, DIN, ISO eller JIS materialkvalitet
Volum og partistørrelser:Prototype mengde, estimert årlig etterspørsel (EAU) og batchstørrelse
Leveringstilstand:Som-støpt eller ferdig maskinert for utskrift
Varmebehandling:Mål for hardhetsområde (HRC/HBW), kassedybde eller krav til mikrostruktur
Inspeksjon og testing:NDT-krav (røntgenstråler, MPI), trykktesting og CMM-inspeksjonsrapporter
Etterbehandling og pakking:Overflatebelegg (maling, plettering, anti-rustolje), VCI-poser og emballasjespesifikasjoner
Ofte stilte spørsmål
Spørsmål: Hvordan er støping av skallform sammenlignet med standard grønn sandstøping når det gjelder totale enhetskostnader?
A: Verktøy for støping av skallform er høyere i pris fordi metallmønstre er nødvendige for å tåle forvarming (200 grader - 320 grader). Imidlertid er enhetsproduksjonskostnadene ofte lavere for komplekse komponenter fordi trange toleranser (ISO 8062-3 CT7) og glatt overflatefinish (Ra 3.2 - 6.3 µm) eliminerer sekundære maskineringsoperasjoner og reduserer skraphastigheter.
Spørsmål: Hva er minimums- og maksimumsvektgrensene for skallformstøpte deler?
A: Vår produksjonslinje håndterer enhetsvekter fra 0,2 kg (0,44 lbs) opp til 80 kg (176 lbs). For deler som overstiger 80 kg, anbefales vanligvis tradisjonell harpikssandstøping eller grønn sandstøping på grunn av skallstivhet og begrensninger for kolbestørrelse.
Spørsmål: Kan støping av skallform produsere hule indre passasjer og komplekse geometrier?
A: Ja. Pre-formede harpiks-sandkjerner (laget via varme-boks- eller kalde-boksprosesser) plasseres inne i kappe- og dragskallhalvdelene før de klemmes. Dette gjør at komplekse interne væskekanaler, underskjæringer og hule kammer kan støpes nøyaktig.
Spørsmål: Hvilke ledetider er standard for prøveverktøy og innledende PPAP-levering?
A: Standard verktøy for fyrstikkplater i metall og første prøveproduksjon krever 4 til 6 uker. Hvis 3D-printede sandkjerner brukes til prototypeverifisering, kan foreløpige prøver leveres i løpet av 2 til 3 uker. Serieproduksjonsordrer leveres innen 4 til 5 uker etter prøvegodkjenning.
