Odlewnie są podstawą produkcji prawie wszystkich sektorów przemysłowych. Zaopatrują praktycznie wszystkie fabryki, które produkują elementy metalowe wszystkich rodzajów i rozmiarów. Przyjrzyjmy się z bliska temu, o których sektorach mówimy i temu, jakie miejsce zajmuje grawerowanie laserowe w tej rozległej branży.
Odlewnie na pewno odgrywają główną rolę w przemyśle motoryzacyjnym. Wszystkie elementy konstrukcyjne silnika, podwozia, urządzeń transmisyjnych czy układu hamulcowego pochodzą z odlewni. Wykonane są ze stopów żelaza (żeliwo i stal).
Oprócz tych żelaznych produkowane są również odlewy ze stopów nieżelaznych. W szczególności zaliczają się do nich aluminium i magnez. Służą one do produkcji elementów konstrukcyjnych samochodu (silnik, skrzynie biegów, prowadnice kierownicy, koła), a także karoserii. Ponadto liczne akcesoria (takie jak klamki drzwi) są wykonane z znalu (stop cynku, aluminium, miedzi, magnezu).
Także w przypadku komory motocyklowej części odlewane odgrywają istotną rolę, są one wykonywane głównie ze stopów metali nieżelaznych, takich jak aluminium, ale także z żeliwa, które jest szeroko stosowane do produkcji „serca” motocyklu: silnika i ramy. Stosowanie odlewów aluminiowych i znalu jest również bardzo rozpowszechnione w przypadku wielu elementów wyposażenia, takich jak na przykład części podwozia, łączniki, światła.
Wszystkie części pojazdów oznaczone są kodami umożliwiającymi identyfikację. Przemysł motoryzacyjny to prawdopodobnie branża, której ta kwestia jest najbliżej serca. Każdy element jest oznaczony kodem identyfikacyjnym. Kod ten zawiera wszystkie istotne dla producenta informacje, takie jak: partia, data i godzina produkcji, miejsce i fabryka pochodzenia. Ma to kluczowe znaczenie dla zapewnienia jakości oraz do szybkiej interwencji w przypadku awarii. Kody, o których mówimy, są zazwyczaj dwuwymiarowe, a w przypadku części odlewanych zawsze takie są. Zazwyczaj są to kody DataMatrix, a korzyści płynące z ich stosowania omówimy później.
Nowoczesne samoloty napędzane są przez potężne silniki napędowe, w których podstawowe komponenty są wykonane z odlewów stopów stali, produkowanych w technologii odlewania metodą traconego wosku. Inne odlewy ze stopów stali, aluminium i magnezu wykorzystywane są do produkcji ważnych części samolotów i helikopterów.
Na ulicach miast tysiące razy widzieliśmy elementy odlewane ciśnieniowo. Wystarczy trochę się skupić, aby zlokalizować miejsca, gdzie znajdują się te elementy, które, jeśli nie są atrakcjami turystycznymi, mają fundamentalne znaczenie dla bezpieczeństwa i funkcjonalności w mieście. Pokrywy włazów umożliwiają bezpieczny tranzyt, blokując dostęp do podziemnych sieci elektroenergetycznych, gazowych, wodociągów i kanalizacji. Lampy uliczne oświetlają ulice, skwery i parki, a często są również elementami dekoracyjnymi. Przynajmniej raz usiedliśmy na ławce w parku, aby odpocząć. Elementy te są wykonane z odlewów żeliwnych.
W każdym przytulnym domu, w którym można się odprężyć po długim dniu pracy, znajdują się piece, bojlery czy wanny. Wszystkie te komponenty nie istniałyby bez przemysłu odlewniczego który, choćby pośrednio, zapewnia nam dobre samopoczucie w domu. Wiele sprzętów używanych przez nas na co dzień i obecnych w naszych domach, takich jak płyty kuchenne, lodówki, zmywarki i inne małe urządzenia, nie mogłoby powstać bez użycia odlewów.
Również w przypadku energii elektrycznej nie można zaprzeczyć istotnej roli, którą odgrywa zastosowanie odlewów, głównie ze stali lub stopów żeliwa. Niezależnie od tego, czy pochodzi ona ze źródeł odnawialnych (woda i wiatr) czy z paliw kopalnych, systemy nie mogą być wyprodukowane bez zastosowania elementów odlewanych ciśnieniowo. To dzięki wirnikom turbin (odlewy staliwne), łańcuchowi transmisji ruchu (odlewy żeliwne), napędowi wodnemu (elektrownie wodne), parze (elektrownie termoelektryczne) i wiatrowi (elektrownie wiatrowe) jest przesyłana do generatorów energii.
Teraz, gdy wiemy, że odlewy ciśnieniowe stanowią ważną część naszego codziennego życia, przyjrzyjmy się bliżej tej technologii. Jak powstają te komponenty? Jakie procesy zachodzą?
Odlewnie wytwarzają produkty metalowe (zwane odlewami lub stopami) o określonym kształcie, rozmiarze i właściwościach fizyko-chemicznych w prostym i wydajnym procesie produkcyjnym.
W odlewni stopiony metal (składający się ze stopów żelaznych lub nieżelaznych) jest odlewany bezpośrednio do form piaskowych lub metalowych (zwykle stal), które odwrotnie odwzorowują geometrię elementu do wykonania, gdzie następnie zastyga. Materiały, z których wykonane są różne części formy, to zawsze metale o wyższej temperaturze topnienia niż materiał wtryskiwany, na przykład aluminium. Po wystygnięciu odlew jest wyjmowany z formy lub szablonu i poddany obróbce wykończeniowej.
Ciśnienie wtrysku stopionego materiału może się różnić w zależności od ciężaru elementu, który ma być uzyskany, ale także od rodzaju użytego materiału. Ważne jest, aby przez cały czas trwania procesu topnienia utrzymać ciśnienie na stałym poziomie, aż do zastygnięcia elementu. Niektóre prasy hydrauliczne zapewniają w międzyczasie idealne i całkowite zamknięcie formy: po zastygnięciu elementu prasy umożliwiają otwarcie dwóch półform, tak aby można było wyjąć odlewaną część.
Odlewy mogą być dostarczane do klienta w stanie surowym, jakby właśnie zakończył się proces odlewniczy, lub mogą zostać poddane obróbce mechanicznej. Odlewnie, które również oferują obróbkę mechaniczną dostarczają klientowi odlew gotowy do zamontowania na innych elementach, np. tłok na silniku lub hamulec tarczowy w układzie hamulcowym. W niektórych przypadkach odlewnie produkują odlewy umieszczane w katalogach, które można bezpośrednio sprzedać konsumentowi końcowemu: dotyczy to grzejników, kratek, włazów, małej architektury, elementów kominów, garnków. Odlewnia wtryskowa jest także powszechnie nazywana odlewnią drugiego topienia, ponieważ wewnątrz pieców przeprowadzane są tylko operacje przetapiania części pochodzących z podstawowych gałęzi przemysłu metalurgicznego (żeliwo i stopy nieżelazne otrzymane z redukcji minerałów lub wyprodukowane z odzysku złomu), dzieje się tak również w przypadku odlewni metali żelaznych pochodzących ze złomu. Właśnie ze względu na specyfikę procesu produkcyjnego odlewnie są głównym elementem przejścia na gospodarkę o obiegu zamkniętym.
Produkcja elementów aluminiowych odlewanych ciśnieniowo jest zautomatyzowana i skomputeryzowana, dlatego zapewnia wysoką wydajność. Stała kontrola procesu topienia gwarantuje najwyższą jakość odlewów i maksymalizuje wydajność produkcji w zakładach.
Dzięki wysokim standardom technologicznym i jakościowym osiąganym obecnie za pomocą sprzętu i maszyn, elementy wytwarzane w procesie odlewania ciśnieniowego zapewniają minimalne tolerancje wymiarowe i wykończenie powierzchni lepsze niż innych procesach odlewniczych.
W ostatnich latach mogliśmy zaobserwować stały wzrost ilości materiałów pochodzących z recyklingu ponownie wykorzystywanych w celu zastąpienia pierwotnego surowca. We Włoszech skupiono się głównie właśnie na tym zagadnieniu oraz na ekologii systemu. Obecnie aż 75% materiałów pochodzących z przemysłu odlewniczego we Włoszech jest poddawanych recyklingowi, we wszystkich zakładach wyposażonych w piec elektryczny.
W procesie ponownie wykorzystywane są również odpady poprodukcyjne: 95% zużytej ziemi wyprodukowanej w odlewni jest ponownie wykorzystywanych jako surowiec, aby zastąpić piasek i ziemię pochodzące z działalności wydobywczej. Wreszcie 95% wody używanej do chłodzenia pieców jest odzyskiwane i ponownie użyte. Jest to system o obiegu zamkniętym, który sprawia, że odlewnie są przedsiębiorstwami prowadzącymi działalność z poszanowaniem ekologii.
Obecnie znakowanie laserowe stali w procesie odlewania ciśnieniowego wykonuje się przed piaskowaniem i śrutowaniem. Do tej pory przez lata nie było to możliwe ze względu na to, że takie inwazyjne procesy uszkadzały grawerowanie laserowe, a kod stawał się nieczytelny.
Najczęściej stosowanymi kodami umożliwiającymi identyfikację są kody DataMatrix. Są to kody dwuwymiarowe, które przynoszą niezliczone zalety w stosunku do ich jednowymiarowych odpowiedników, czyli kodów kreskowych. Przede wszystkim kody DataMatrix mogą zawierać informacje składające się z ponad 2000 znaków. Kod kreskowy, aby uzyskać równoważną wydajność, musiałby być niezwykle trudny do odczytu, a jego wykonanie byłoby nieekonomiczne. DataMatrix daje możliwość odczytania wszystkich informacji, takich jak partia produkcyjna, lokalizacja, data i godzina realizacji, informacje z bazy danych klientów za pomocą jednego kodu. Rodzaj naniesionego kodu DataMatrix to ECC 200, który jest zgodny ze standardem AIM DPM. Dzieje się tak, ponieważ kody grawerowane laserowo są określane jako DPM, co oznacza Direct Part Marking (ang. bezpośrednie znakowanie części). Grawerowanie laserowe odbywa się bezpośrednio na odlewie ciśnieniowym.
Kolejną zaletą DataMatrix jest jego możliwość poprawienia błędu. Jest on czytelny, nawet w przypadku 30% uszkodzenia. Ta cecha na elementach odlewanych ciśnieniowo nabiera szczególnego znaczenia, ponieważ część narażona jest na uszkodzenie w trakcie inwazyjnych procesów śrutowania i piaskowania. DataMatrix może mieć bardzo mały rozmiar, gdy jest wykonany laserowo. Inną ważną cechą kodu DataMatrix jest to, że można go odczytać przy kontraście wynoszącym do 20%. Ma to fundamentalne znaczenie w świecie odlewnictwa, gdzie inwazyjne procesy, takie jak piaskowanie i śrutowanie, mogą go uszkodzić. W LASIT opracowaliśmy strategię, która rozwiązuje ten problem. Dziś, po latach badań i rozwoju, możemy nanieść kod 2D bezpośrednio na element, który właśnie wyszedł z formy. Dzięki temu można go śledzić przez całą jego żywotność, a kod pozostaje czytelny nawet po piaskowaniu. Omówimy ten temat i nie tylko podczas naszego wydarzenia poświęconego odlewniom: LASIT LIVE – Znakowanie laserowe na odlewach ciśnieniowych, które odbędzie się w dniach 12-14 maja. Po raz pierwszy otworzymy drzwi laboratoriów, gdzie przeprowadzane są testy laserowe, aby pokazać publiczności nasze odkrycia w trakcie spotkań poświęconych każdemu z uczestników.
Nie zwlekaj, zarejestruj się! Kliknij tutaj i zarezerwuj miejsce na LASIT LIVE – Znakowanie laserowe na odlewach ciśnieniowych.
Podobał Ci się ten artykuł?
Udostępnij to
