Odlewanie piaskowe jest wykorzystywane do produkcji szerokiej gamy elementów metalowych o złożonej geometrii. Te części mogą się znacznie różnić wielkością i wagą, od kilku uncji do kilku ton. Niektóre mniejsze części odlewane w piasku obejmują takie elementy, jak koła zębate, koła pasowe, wały korbowe, korbowody i śmigła. Większe zastosowania obejmują obudowy do dużych urządzeń i ciężkich podstaw maszyn. Odlewanie piaskowe jest również powszechne w produkcji części samochodowych, takich jak bloki silników, kolektory silnika, głowice cylindrów i obudowy skrzyń biegów.
Odlewanie piaskowe, najczęściej stosowany proces odlewania, wykorzystuje jednorazowe formy piaskowe do formowania złożonych części metalowych, które mogą być wykonane z prawie dowolnego stopu. Ponieważ forma piaskowa musi zostać zniszczona w celu usunięcia części, co nazywa się odlewaniem, odlewanie w piasku zwykle charakteryzuje się niską wydajnością produkcji. Proces odlewania w piasku obejmuje użycie pieca, metalu, wzoru i formy piaskowej. Metal jest topiony w piecu, a następnie kadzi i wlewany do wnęki formy piaskowej, którą tworzy wzór. Forma piaskowa oddziela się wzdłuż linii podziału, a zestalony odlew można usunąć. Kroki tego procesu są opisane bardziej szczegółowo w następnej sekcji. W odlewaniu piaskowym podstawowym elementem wyposażenia jest forma, która zawiera kilka elementów. Forma podzielona jest na dwie połówki - kapę (górna połowa) i wleczenie (dolna połowa), które spotykają się wzdłuż linii podziału. Obie połówki formy znajdują się w pudełku, zwanym kolbą, która sama jest podzielona wzdłuż tej linii podziału. Wnęka formy jest formowana przez upakowanie piasku wokół wzoru w każdej połówce kolby. Piasek można pakować ręcznie, ale maszyny wykorzystujące ciśnienie lub uderzenie zapewniają równomierne pakowanie piasku i wymagają znacznie mniej czasu, zwiększając w ten sposób tempo produkcji. Po wypełnieniu piasku i usunięciu wzoru pozostanie wnęka, która tworzy zewnętrzny kształt odlewu. Niektóre wewnętrzne powierzchnie odlewu mogą być utworzone przez rdzenie.
W odlewach piaskowych można stosować prawie każdy stop. Zaletą odlewania w piasku jest możliwość odlewania materiałów o wysokich temperaturach topnienia, w tym stali, niklu i tytanu. Poniżej przedstawiono cztery najpopularniejsze materiały używane do odlewania w piasku wraz z ich temperaturami topnienia
Materiały Temperatura topnienia
Stopy aluminium 1220 °F (660 °C)
Stopy mosiądzu 1980 °F (1082 °C)
Żeliwo 1990-2300 °F (1088-1260 °C)
Staliwo 2500 °F (1371 °C)
Koszt materiału do odlewania w piasku obejmuje koszt metalu, stopienie metalu, piasek formierski i piasek rdzeniowy. Koszt metalu zależy od wagi części, obliczonej na podstawie objętości części i gęstości materiału, a także ceny jednostkowej materiału. Koszt topienia będzie również wyższy w przypadku większej masy części i zależy od materiału, ponieważ topienie niektórych materiałów jest droższe. Jednak koszt topienia jest zwykle nieznaczny w porównaniu z kosztem metalu. Ilość użytego piasku formierskiego, a co za tym idzie koszt, jest również proporcjonalna do ciężaru części. Wreszcie, koszt piasku rdzeniowego zależy od ilości i rozmiaru rdzeni użytych do odlewania części.
Zalety procesu odlewania piaskowego
Może produkować bardzo duże części
Potrafi tworzyć skomplikowane kształty
Wiele opcji materiałowych
Niski koszt oprzyrządowania i wyposażenia
Złom można poddać recyklingowi
Możliwy krótki czas realizacji
Aplikacje:
Części maszyn budowlanych, części rusztowań, bloki silników i kolektory, podstawy maszyn, koła zębate, koła pasowe, części rolnicze, części morskie, części medyczne, sprzęt, części samochodowe itp.
