- ValuAtlas & TREDU Muotinvalmistustekniikka R. Keskinen, P. Niemi Kuva 311.

Transkriptio

1 32. Konekaavaus Raimo Keskinen, Pekka Niemi Tampereen ammattiopisto Valimoteollisuuden alkuaikoina tehtiin kaikki kaavaustyö käsityönä. Nykyisin käsikaavausta käytetään vain silloin, kun muotit ovat niin suuria, että niiden koneellinen kaavaus on mahdotonta tai valmistettavan kappalemäärän pienuus tekee konekaavausmallien valmistuksen kannattamattomaksi. Kuva 311. Täristämällä saadaan muotin alapinta tiiviiksi. Konekaavauksella saavutetaan huomattavia etuja käsin kaavaukseen nähden. Tuotanto saadaan moninkertaistumaan työntekijää kohden ja myös valukappaleen pinnanlaatu sekä mittatarkkuus paremmaksi kuin käsin kaavattaessa, vrt. luku Valumallin valmistuksessa huomioon otettavia seikkoja. Kuva 312. Puristamalla saadaan muotin yläpinta tiiviiksi. Hiekan sisäinen kitka vaimentaa puristus-vaikutusta alaspäin mentäessä. Kuva 313. Iskuvaimennetun täristyspuristuskaavauskoneen periaatteellinen rakenne. Aukon a) kautta sisään johdettu ilma saa aikaan täristyksen ja aukon c) kautta virtaava ilma puristuksen. Kaavausta varten mallit kiinnitetään laattoihin, jotka kiinnitetään kaavauskoneen pöytään. Paineilmalla toimivia täristys-puristuskoneita käytetään tuorehiekkamuottien valmistukseen. Niissä hiekan sulloutuminen tapahtuu kahdessa vaiheessa. Täristyksellä saatetaan malli sekä hiekalla täytetty kehys nopeaan edestakaiseen liikkeeseen, joka tiivistää muotin alapinnan, mutta ei yläpintaa. Vain hiekan alimmat kerrokset tiivistyvät mallia ja mallilaattaa vasten. Muotin yläpinta tiivistetään puristamalla se puristuslevyä vasten. Täristys- ja puristustyövaiheet voivat tapahtua joko eri aikaan tai samanaikaisesti. Kun sullonta on tapahtunut, irrottaa kone mallin hiekasta samanaikaisesti täristäen. Koska täristysvaihe aiheuttaa meluhaittoja, sen osuutta on pyritty vähentämään iskunvaimennusmännällä (Kuva 313), jonka tehtävänä on estää värähdysten leviäminen ympäristöön. Taittoa tarkistettu (Tuula Höök) Muotinvalmistustekniikka Sivu 109

2 Täristyskoneiden käyttö on meluhaittojen vuoksi huomattavasti vähentynyt. Suurpainekaavauskoneissa on puristusvoima niin suuri, että täristystä ei tarvita. Paine saadaan aikaan yleensä hydraulisesti, ja se vaihtelee välillä bar. Suurpainekaavauskoneiden kaavauskehykset valmistetaan erikoisen lujiksi seinämiin kohdistuvan suuren taivutusrasituksen vuoksi. Myös mallivarusteiden pitää olla erikoisen tukevatekoisia. Hiekan kosteuden pitäisi olla mahdollisimman pieni (2,5 3 %), jotta sen juoksevuus olisi hyvä ja jotta muotti saisi tasaisen kovuuden. Kääntökaavauskoneet kääntävät muotinpuolikkaan valmiiksi kuljetus- ja käsittelyasentoon. Koneen puristus- ja täristyssylinterit sisältävä runko-osa pyörähtää 180 ja palaa irrotuksen jälkeen takaisin kaavausasentoon. Kuva 314. Täristävä ja puristava kääntökaavauskone. Kääntökaavauskoneet soveltuvat hyvin sellaisten muotinpuolikkaiden kaavaukseen, joissa esiintyy korkeita riippuvia polvanoita tai jotka muuten on vaikea irrottaa ehjinä mallistaan. Monimäntäkoneissa puristaminen tapahtuu usean erillisen hydraulisesti tai pneumaattisesti toimivan männän avulla. Männät, joihin on kiinnitetty puristuslevyt, puristavat muotin jokaista kohtaa samalla puristusvoimalla. Näin saadaan riittävä kovuus myös muotin alapintaan. Kuva 315. Monimäntäkaavauskoneen toimintaperiaate. Kumikalvo- eli membraanikaavauskoneissa malli painetaan muottihiekkaan, joka on kehyksissä kahden kumipeitteen päällä. Ylempi kumeista on ohut ja tiheä ja alempi paksumpi mutta ilmaa läpäisevä. Alhaaltapäin puhallettavan ilmanpaineen avulla painetaan hiekka mallia vasten siten, että se vastaa mallin muotoja. Hiekan on oltava hyvin juoksevaa. Menetelmän oleellisin etu on, että sen avulla voidaan säästää muottihiekkaa varsinkin silloin, kun mallissa on korkeita kohtia. Kuva 316. Kumikalvokaavauksen periaate: a) ohut kalvo b) paksu kalvo. Taittoa tarkistettu (Tuula Höök) Muotinvalmistustekniikka Sivu 110

3 Puhalluspuristusaavauskoneissa hiekka puhalletaan paineilman avulla mallia vasten, minkä jälkeen puristus tapahtuu. Tähän ryhmään kuuluvassa, myös Suomessa käytössä olevassa Disamatic-koneessa ei käytetä lainkaan kaavauskehyksiä, vaan hiekka puhalletaan koneen muottikammioon, jossa siitä puristetaan muotinpuolikas eli pulla. Menetelmä sopii parhaiten keernattomien muottien valmistukseen. Kaavausnopeus on jopa 360 pullaa tunnissa. Kuva 317. Disamatic-koneessa hiekka puhalletaan muottikammioon ja tiivistetään puristamalla. Kuva 318. Muottikammion vasemman puoleinen seinä irrotetaan täristäen ja puristussylinteri työntää muottipuoliskon radalle. Myös Suomessa käytössä olevassa seiatsu-menetelmän kaavauskoneessa hiekka puhalletaan muottiin paineilmaiskun avulla. Iskun jälkeen varmistetaan hiekan riittävä sulloutuminen jälkipuristuksen avulla (Kuva 323). Menetelmässä käytetään kaavauskehyksiä, jotka liikkuvat rullaradoilla. Muottien jakopinta on vaakasuora. Kuva 319. Componenta Pietarsaaren Disa-kaavauslinjan prosessikuvaus. Taittoa tarkistettu (Tuula Höök) Muotinvalmistustekniikka Sivu 111

4 Kuva 320. Pullamuotti ennen keernoitusta. Kuva 321. Pullamuotti keernoituksen jälkeen. Kuva 322. Muotinpuolikas irrotetaan muottikammiosta ja työnnetään valuraudalle. Jakopinta muodostuu pystysuoraksi. Seiatsu-menetelmällä saadaan tasaisempi ja kovempi muotti kuin tavallisilla täristyspuristuskoneilla. Mallien hellitykset voivat olla pienemmät kuin tavallisissa kaavauskoneissa, jopa 0,5. Menetelmä soveltuu tästä syystä esim. korkeille työstettäville valukappaleille, koska pienet hellitykset pienentävät niiden työstökustannuksia. Kuva 323. Seiatsu-menetelmän periaate: a) alkuasento b) kehyksen täyttö hiekalla c) hiekan tiivistäminen paineilmahiekalla d) hiekan jälkipuristus. Taittoa tarkistettu (Tuula Höök) Muotinvalmistustekniikka Sivu 112

5 Kuva 324. Seiatsu-menetelmän mallilaatta. Vacupress-kaavauskoneessa kehyksen täyttö hiekalla tapahtuu sinne imetyn alipaineen avulla. Mallilaatta kehyksineen painetaan tiiviisti yläpuolella olevan hiekkasäiliön pohjaa vasten ja kehykseen imetään alipaine (Kuva 325). Kun hiekkasäiliön pohjaluukut avataan, syöksyy hiekka kehyksessä olevaan tyhjiöön ja tiivistyy mallin ympärille. Tämän jälkeen hiekka tiivistetään monimäntäpuristimen avulla. Kuva 325. Vacupress-työkierto: A. kone perusasennossa B. tyhjä kaavauskehys mallin vastaanottoasemassa C. malli- ja kehys täyttöasennossa, alipaineimu, hiekka virtaa kehykseen D. kaavauskehys täyttynyt ja laskeutunut alas, puristuspää valmiina siirtymään työasentoon E. puristuspää tiivistää hiekan, hiekkasäiliö täyttyy F. malli ala-asentoon, työkierto päättynyt. Taittoa tarkistettu (Tuula Höök) Muotinvalmistustekniikka Sivu 113

6 KERTAUSTEHTÄVIÄ Mitä etuja saavutetaan laittamalla muotti valun ajaksi vinoon asentoon? Mitä etuja saavutetaan vaalean värisellä peitosteella? Selitä täristyksen ja puristuksen vaikutus konekaavauksessa. Miksi suurpainekaavauskoneissa käytetään yleensä pienempää hiekan kosteusprosenttia kuin muissa kaavauskoneissa? Selitä membraanikaavauksen periaate. Millaisten valukappaleiden muoteille Seiatsu menetelmä erikoisesti soveltuu? Mistä syystä hiekkasinkojen käyttö on vähentymässä? Taittoa tarkistettu (Tuula Höök) Muotinvalmistustekniikka Sivu 114