3D-формовка робочої порожнини ливарної форми з сипкого піску методом вакуумного відкачування
Physico-Techological institure of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine (Kyiv, Ukraine) UDK 621.74.02: 621.744 The disadvantage of traditional production of sand molds or rods for metal products in foundry production is the need to design and manufacture model-rod equipment, without which the meth...
Збережено в:
| Дата: | 2023 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine
2023
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/3d-molding-working-cavity-casting-mold-loose-sand-vacuum-pumping |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Casting Processes |
Репозитарії
Casting Processes| id |
oai:ojs2.localhost:article-21 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Casting Processes |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2023-05-31T05:04:18Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
3D-формовка ливарна форма вакумна формовка сипкий пісок вакуумне відкачування верстати з ЧПК цифровізація виробництва екологічний процес |
| spellingShingle |
3D-формовка ливарна форма вакумна формовка сипкий пісок вакуумне відкачування верстати з ЧПК цифровізація виробництва екологічний процес Дорошенко, В. С. 3D-формовка робочої порожнини ливарної форми з сипкого піску методом вакуумного відкачування |
| topic_facet |
3D-формовка ливарна форма вакумна формовка сипкий пісок вакуумне відкачування верстати з ЧПК цифровізація виробництва екологічний процес 3D molding casting mold V-process loose sand vacuum pumping CNC machines digitalization of production ecological process |
| format |
Article |
| author |
Дорошенко, В. С. |
| author_facet |
Дорошенко, В. С. |
| author_sort |
Дорошенко, В. С. |
| title |
3D-формовка робочої порожнини ливарної форми з сипкого піску методом вакуумного відкачування |
| title_short |
3D-формовка робочої порожнини ливарної форми з сипкого піску методом вакуумного відкачування |
| title_full |
3D-формовка робочої порожнини ливарної форми з сипкого піску методом вакуумного відкачування |
| title_fullStr |
3D-формовка робочої порожнини ливарної форми з сипкого піску методом вакуумного відкачування |
| title_full_unstemmed |
3D-формовка робочої порожнини ливарної форми з сипкого піску методом вакуумного відкачування |
| title_sort |
3d-формовка робочої порожнини ливарної форми з сипкого піску методом вакуумного відкачування |
| title_alt |
3D Molding of the Working Cavity of a Casting Mold From Loose Sand by Vacuum Pumping |
| description |
Physico-Techological institure of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine (Kyiv, Ukraine)
UDK 621.74.02: 621.744
The disadvantage of traditional production of sand molds or rods for metal products in foundry production is the need to design and manufacture model-rod equipment, without which the method of 3D manufacturing of such molds on machines with numerical program control (CNC), which significantly reduces the duration of technological preparation. A method of forming a working cavity during V-process from loose sand, mainly on a CNC machine, has been developed by removing sand from a vacuumed half-form, which is a sand-filled crucible with two flat systems and a counter-device. This removal of sand is performed through the suction tube of the vacuum cleaner with a nozzle, while the residual air pressure at the inlet of which is maintained lower than the residual air pressure in the pores of the vacuum molding sand. This method reduces the duration of technological preparation of the ecological method of forming the cavity of the vacuum mold from loose sand, automates the process of manufacturing such molds on CNC machines and increases the flexibility of this process in the manufacture of single and small series castings. The environmental friendliness of the molding process is facilitated by the contact of the tool, as a vacuum carrier, with the vacuumed material, which eliminates any variants of dust formation. Programming and control of forming by the method of vacuum processing on a CNC machine is almost no different from that used for known 3D devices with CNC three-dimensional milling or extrusion molding. The developed method corresponds to the modern development of 3D technologies, which are part of the trend of digitalization of production, which allows to make products automatically without paper drawings from a digital model using computer programs. Variants of the method allow to diversify not only the process of 3D forming (3D molding), but also to change some properties of castings.
References
1 Rihirev M. (2020). Digital additive foundry. Additivnye tekhnologii. No. 3. Рp. 16–26. [in Russian].2 Minaev A. A., Notkin E. B., Sazonov V. A. (1984). Vacuum molding. M.: Mashinostroenie.216 р. [in Russian].3 Doroshenko V. S. (2013). Three-dimensional molding from bulk materials. Litejnoe proizvodstvo. No. 4. Рp. 8–11. [in Russian].4 Doroshenko V. S., Shinskij I. O. (2009). D technologies for gasified casting. Metall i lit'e Ukrainy. No. 4-5. Рp. 30–33. [in Russian].5 Patent 19180 of Ukraine, MPK B23Q 17/22, B23B 39/00. Vibroacoustic system for machining high-precision parts on machines. Publ. 15.12.2006, Bul. № 12. [in Ukrainian].6 Patent 71093 of Ukraine, MPK B23B 39/14, B23B 49/00. Device for installing drilling equipment and workpiece on it. Publ. 10.07.2012, Bul. № 13. [in Ukrainian].7 Patent 104962 of Ukraine, MPK A47L 9/00. The method of creating a vibrating nozzle for a vacuum cleaner. Publ. 25.03.2014, Bul. № 6. [in Ukrainian].8 Patent 77826 of Ukraine, MPK A47L 9/00. Vacuum cleaner. Publ. 15.01.2007, Bul. № 1.[in Ukrainian].9 Patent 122408 of Ukraine, MPK B22C 9/00, B22C 11/00, B29C 67/00, B33Y 30/00. Device for 3D printing of sand molds with several work boxes. Publ. 10.11.2020, Bul. № 21. [in Ukrainian].10 Patent 19180 of Ukraine, MPK E04G 21/04. Head of 3D printing of construction objects. Publ. 25.04.2017, Bul. № 8. [in Ukrainian].11 Patent 122408 of Ukraine, MPK E04G 21/04, E04G 21/20. Head of 3D printing of construction products. Publ. 25.10.2019, Bul. № 20. [in Ukrainian].12 A. s. SSSR 1063528 А, MPK B22C 9/02. A method of manufacturing casting molds by vacuum molding. Publ. 30.12.1983, Bul. № 48. [in Russian].13 Patent 122408 of Ukraine, МПК В22С 9/02. Method of 3D forming of working cavity of vacuum mold on CNC machine. Publ. 26.01.2022, Bul. № 4. [in Ukrainian].14 Doroshenko V. S., Gnatush V. A. (2017). Prospects for the development of the casting market in the context of "Industry 4.0». Lite Ukrainy. No. 6. Рp. 18–21. [in Russian]. |
| publisher |
National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine |
| publishDate |
2023 |
| url |
https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/3d-molding-working-cavity-casting-mold-loose-sand-vacuum-pumping |
| work_keys_str_mv |
AT dorošenkovs 3dmoldingoftheworkingcavityofacastingmoldfromloosesandbyvacuumpumping AT dorošenkovs 3dformovkarobočoíporožninilivarnoíformizsipkogopískumetodomvakuumnogovídkačuvannâ |
| first_indexed |
2025-09-24T17:42:35Z |
| last_indexed |
2025-09-24T17:42:35Z |
| _version_ |
1850424278606938112 |
| spelling |
oai:ojs2.localhost:article-212023-05-31T05:04:18Z 3D Molding of the Working Cavity of a Casting Mold From Loose Sand by Vacuum Pumping 3D-формовка робочої порожнини ливарної форми з сипкого піску методом вакуумного відкачування Дорошенко, В. С. 3D-формовка ливарна форма вакумна формовка сипкий пісок вакуумне відкачування верстати з ЧПК цифровізація виробництва екологічний процес 3D molding casting mold V-process loose sand vacuum pumping CNC machines digitalization of production ecological process Physico-Techological institure of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine (Kyiv, Ukraine) UDK 621.74.02: 621.744 The disadvantage of traditional production of sand molds or rods for metal products in foundry production is the need to design and manufacture model-rod equipment, without which the method of 3D manufacturing of such molds on machines with numerical program control (CNC), which significantly reduces the duration of technological preparation. A method of forming a working cavity during V-process from loose sand, mainly on a CNC machine, has been developed by removing sand from a vacuumed half-form, which is a sand-filled crucible with two flat systems and a counter-device. This removal of sand is performed through the suction tube of the vacuum cleaner with a nozzle, while the residual air pressure at the inlet of which is maintained lower than the residual air pressure in the pores of the vacuum molding sand. This method reduces the duration of technological preparation of the ecological method of forming the cavity of the vacuum mold from loose sand, automates the process of manufacturing such molds on CNC machines and increases the flexibility of this process in the manufacture of single and small series castings. The environmental friendliness of the molding process is facilitated by the contact of the tool, as a vacuum carrier, with the vacuumed material, which eliminates any variants of dust formation. Programming and control of forming by the method of vacuum processing on a CNC machine is almost no different from that used for known 3D devices with CNC three-dimensional milling or extrusion molding. The developed method corresponds to the modern development of 3D technologies, which are part of the trend of digitalization of production, which allows to make products automatically without paper drawings from a digital model using computer programs. Variants of the method allow to diversify not only the process of 3D forming (3D molding), but also to change some properties of castings. References 1 Rihirev M. (2020). Digital additive foundry. Additivnye tekhnologii. No. 3. Рp. 16–26. [in Russian].2 Minaev A. A., Notkin E. B., Sazonov V. A. (1984). Vacuum molding. M.: Mashinostroenie.216 р. [in Russian].3 Doroshenko V. S. (2013). Three-dimensional molding from bulk materials. Litejnoe proizvodstvo. No. 4. Рp. 8–11. [in Russian].4 Doroshenko V. S., Shinskij I. O. (2009). D technologies for gasified casting. Metall i lit'e Ukrainy. No. 4-5. Рp. 30–33. [in Russian].5 Patent 19180 of Ukraine, MPK B23Q 17/22, B23B 39/00. Vibroacoustic system for machining high-precision parts on machines. Publ. 15.12.2006, Bul. № 12. [in Ukrainian].6 Patent 71093 of Ukraine, MPK B23B 39/14, B23B 49/00. Device for installing drilling equipment and workpiece on it. Publ. 10.07.2012, Bul. № 13. [in Ukrainian].7 Patent 104962 of Ukraine, MPK A47L 9/00. The method of creating a vibrating nozzle for a vacuum cleaner. Publ. 25.03.2014, Bul. № 6. [in Ukrainian].8 Patent 77826 of Ukraine, MPK A47L 9/00. Vacuum cleaner. Publ. 15.01.2007, Bul. № 1.[in Ukrainian].9 Patent 122408 of Ukraine, MPK B22C 9/00, B22C 11/00, B29C 67/00, B33Y 30/00. Device for 3D printing of sand molds with several work boxes. Publ. 10.11.2020, Bul. № 21. [in Ukrainian].10 Patent 19180 of Ukraine, MPK E04G 21/04. Head of 3D printing of construction objects. Publ. 25.04.2017, Bul. № 8. [in Ukrainian].11 Patent 122408 of Ukraine, MPK E04G 21/04, E04G 21/20. Head of 3D printing of construction products. Publ. 25.10.2019, Bul. № 20. [in Ukrainian].12 A. s. SSSR 1063528 А, MPK B22C 9/02. A method of manufacturing casting molds by vacuum molding. Publ. 30.12.1983, Bul. № 48. [in Russian].13 Patent 122408 of Ukraine, МПК В22С 9/02. Method of 3D forming of working cavity of vacuum mold on CNC machine. Publ. 26.01.2022, Bul. № 4. [in Ukrainian].14 Doroshenko V. S., Gnatush V. A. (2017). Prospects for the development of the casting market in the context of "Industry 4.0». Lite Ukrainy. No. 6. Рp. 18–21. [in Russian]. Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України (Київ, Україна) УДК 621.74.02: 621.744 Недоліком традиційного виготовлення піщаних форм чи стрижнів для отримання металопродукції в ливарному виробництві є необхідність проектування та виготовлення модельнострижневої оснастки, без чого обходиться метод 3D-виготовлення таких форм на верстатах з числовим програмним керуванням (ЧПК), що значно скорочує тривалість технологічної підготовки виробництва. Розроблено спосіб формоутворення робочої порожнини при вакуумній формовці з сипкого піску переважно на верстаті з ЧПК шляхом видалення піску з вакуумованої півформи, що представляє собою заповнену піском опоку з двома плоскими ладом і контрладом. Таке видалення піску виконують крізь всмоктувальну трубку пилососа з насадкою, при цьому залишковий тиск повітря на вході якої підтримують нижчим, ніж залишковий тиск повітря в порах вакуумуваного формувального піску. Цим способом досягається скорочення тривалості технологічної підготовки екологічного способу формоутворення порожнини вакуумованої форми з сипкого піску, автоматизація процесу виготовлення таких форм на верстатах з ЧПК і збільшення гнучкості такого процесу при виготовленні разових і дрібносерійних виливків. Екологічності процесу формоутворення сприяє контакт інструменту, як носія вакууму, з вакуумованим матеріалом, що виключає будь-які варіанти пилоутворення. Програмування і керування формоутворенням методом вакуумної обробки на верстаті з ЧПК практично не відрізняється від застосованого для відомих 3D-пристроїв з ЧПК тримірного фрезерування чи екструдерного формування. Розроблений спосіб відповідає сучасному розвитку 3D технологій, які є складовими тренду цифровізації виробництва, що дозволяє без паперових креслень з цифрової моделі за комп’ютерними програмами автоматично виготовляти вироби. Варіанти способу дозволяють різноманітити не лише процес 3D-формоутворення, але і змінювати деякі властивості виливків. Список літератури 1 Рихирев М. Цифровая аддитивная литейка. Аддитивные технологии. 2020. № 3. С.16–26. 2 Минаев А.А., Ноткин Е.Б., Сазонов В.А. Вакуумная формовка. М.: Машиностроение.1984. 216 с. 3 Дорошенко В.С. Трехмерная формовка из сыпучих материалов. Литейное производство. 2013. № 4. С. 8–11. 4 Дорошенко В.С., Шинский И.О. 3D-технологии при литье по газифицируемым моделям. Металл и литье Украины. 2009. № 4–5. С. 30–33. 5 Патент 19180 Україна, МПК B23Q 17/22, B23B 39/00. Віброакустична система для обробки на верстатах високоточних деталей. Опубл. 15.12.2006, Бюл. № 12. 6 Патент 71093 Україна, МПК B23B 39/14, B23B 49/00. Пристрій для установки на ньому свердлильного обладнання і оброблюваної деталі. Опубл. 10.07.2012, Бюл. № 13. 7 Патент 104962 Україна, МПК A47L 9/00. Спосіб створення вібрації насадки для пилососа. Опубл. 25.03.2014, Бюл. № 6. 8 Патент 77826 Україна, МПК A47L 9/00. Пилосос. Опубл. 15.01.2007, Бюл. № 1. 9 Патент 122408 Україна, МПК B22C 9/00, B22C 11/00, B29C 67/00, B33Y 30/00. Пристрій для 3D-друку піщаних форм з декількома робочими коробами. Опубл. 10.11.2020, Бюл. № 21.10 Патент 19180 Україна, МПК E04G 21/04. Головка 3D-друку будівельних об'єктів. Опубл.25.04.2017, Бюл. № 8.11 Патент 122408 Україна, МПК E04G 21/04, E04G 21/20. Головка 3D-друку будівельних виробів. Опубл. 25.10.2019, Бюл. № 20.12 А. с. СССР 1063528 А. М. Кл. B22C 9/02. Способ изготовления литейных форм вакуумной формовкой. Опубл. 30.12.1983, Бюл. № 48.13 Патент 122408 Україна, МПК В22С 9/02. Спосіб 3D формоутворення робочої порожнини вакуумованої ливарної форми на верстаті з ЧПК. Опубл. 26.01.2022, Бюл. № 4.14 Дорошенко В.С., Гнатуш В. А. Перспективы развития рынка литья в контексте «Индустрия 4.0». Литье Украины. 2017. № 6. С. 18–21. National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine 2023-05-28 Article Article application/pdf https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/3d-molding-working-cavity-casting-mold-loose-sand-vacuum-pumping 10.15407/plit2022.02.024 Casting processes; Casting processes №2 (148) 2022 Процеси лиття; Процеси лиття №2 (148) 2022 2707-1626 0235-5884 uk https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/3d-molding-working-cavity-casting-mold-loose-sand-vacuum-pumping/23 Авторське право (c) 2022 В. С. Дорошенко https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |