Firma Patriot Foundry & Castings dzięki systemowi ESI ProCAST ograniczyła braki o 98%
Patriot Foundry & Casting jest wiodącą w swojej branży firmą specjalizującą się w wykonaniu odlewów najwyższej jakości z brązu, stopów aluminium oraz cynku w formach ceramicznych.
Wyzwanie
Wysokie wymagania klienta dotyczące wykonania niemal idealnego odlewu skrzyni biegów z brązu niklowo-aluminiowego, przeznaczonego do celów wojskowych, zmusiły do stosowania technologii zalewania syfonowego. Niestety, w pierwszych próbach poziom braków wynosił niemal 50% – finalna obróbka mechaniczna wykrywała porowatość skurczową odlewów.
Historia
Firmę Patriot Foundry & Casting od innych odlewni odróżnia podejście, polegające na ścisłej współpracy z klientami w celu znalezienia rozwiązania, które pozwoli dostarczyć idealny produkt. Oprócz tego odlewnia wytwarza bimetaliczne komponenty odlewane ze wstawkami z miedzi, żeliwa lub stali.
Szczególnym komponentem odlewanym jest produkowana dla Departamentu Obrony niklowo-aluminiowo-brązowa skrzynia biegów odlewana do formy piaskowej. Klient wymagał, aby na zewnętrznej powierzchni odlewu nie było żadnych śladów rzadzizn lub innych wad. W tym celu należało zastosować technologie odlewanie syfonowego. Spowodowało to jednak wystąpienie pewnych problemów. Na pierwszy rzut oka wygląd odlewów był akceptowalny, lecz finalna obróbka mechaniczna wykrywała wady skurczowe w ponad 50% odlewów.
W poszukiwaniu właściwego rozwiązania przeprowadzono szereg prób technologicznych. Zmieniane były niemal wszystkie elementy formy: od układu zasilania do nadlewów. Zabiegi te nieco poprawiły sytuację, lecz poziom braków pozostawał dość wysoki. Obszar rzadzizn jedynie zmieniał swoje położenie w odlewie (rys. 1). Skutkiem zastosowania metody prób i błędów były straty czasu oraz zwiększenie kosztów. Patriot potrzebował pewnego rozwiązania, więc zgłosił się do specjalistów ESI, wykorzystujących oprogramowanie ProCAST.
Specjaliści Patriota i ESI wykonali szereg symulacji i zlokalizowali trzy obszary, w których wystąpienie skurczu jest najbardziej prawdopodobne. W oparciu o te wyniki Patriot mógł zmienić technologię odlewania w taki sposób, aby odlewany komponent odpowiadał potrzebom klienta (rys. 2).
Przełomowym rozwiązaniem było dodanie ochładzalników na pogrubionym obszarze kołowym dookoła otworu skrzyni oraz dodatkowy fragment na nadlewie piasty, który umożliwił idealne zasilanie odlewu. Ostatecznie dwa nadlewy zostały przesunięte bliżej węzłów cieplnych.
„Zwrot tej inwestycji był niemal natychmiastowy” – mówi W. Christian Leuteritz, Professional Engineer, Właściciel Patriot Foundry & Castings.
Dzięki danym, otrzymanym w wyniku symulacji odlewania, Patriot uzyskał zdumiewającą, niemal 98% redukcję braków. To nie jedyna korzyść! Ograniczono bowiem również straty czasu spowodowane stosowaną wcześniej metodą prób i błędów – zarówno w odlewni jak i u klienta. Odkąd usprawniono proces odlewania dzięki symulacjom ESI, klienci Patriot’a otrzymują niemal idealne produkty spełniające ich wszystkie wymagania.
Korzyści
Liczne próby zmian poszczególnych elementów formy, wlewów doprowadzających i nadlewów kończyły się tym, że rzadzizny „wędrowały” do innych obszarów odlewu skrzyni.
Dopiero za pomocą symulacji numerycznej z wykorzystaniem oprogramowania ProCAST udało się znaleźć właściwe rozwiązanie i zredukować braki na odlewni o 98%. Dzięki temu udało się zaspokoić zapotrzebowania klienta w zakresie jakości odlewów i ich dostawy we właściwym czasie.
„Specjaliści ESI rozumieją naszą branżę i nasze specyficzne problemy. Dlatego szybko zapoznali się z ograniczeniami we wprowadzeniu zmian konfiguracji naszych płyt modelowych. Wspólnie byliśmy w stanie szybko znaleźć właściwe rozwiązanie i rozwiązać problem.” – Christian Leuteritz
Galeria
[foogallery id=”935″]
