Fundição por revestimento envolve vários processos repetitivos e complexos. O uso da robótica para executar essas etapas proporciona benefícios substanciais aos clientes. A integração da robótica na fundição de investimento (fundição por cera perdida) está revolucionando gradualmente os fluxos de trabalho tradicionais, aumentando a eficiência da produção e a qualidade da fundição por meio de operações de automação e precisão.

Abaixo está uma análise detalhada de seus principais aplicativos, vantagens e casos de uso típicos:

I. Principais aplicações da robótica na fundição por cera perdida

1. Fabricação e montagem de padrões de cera

Moldagem por injeção de cera

Os robôs equipados com braços robóticos de alta precisão controlam a pressão, a temperatura e o tempo de injeção dos padrões de cera, permitindo a prototipagem rápida de moldes de cera complexos, como os de lâminas de motores de aeronaves e componentes médicos de precisão. Vantagens: Em comparação com a injeção manual, a tolerância dimensional é controlada em ±0,02 mm, reduzindo efetivamente as bolhas de ar e as cavidades de contração.

Montagem do padrão de cera (construção da árvore de cera)

Usando sistemas de reconhecimento visual, os robôs localizam padrões de cera e automaticamente soldam ou unem padrões individuais em árvores de cera (módulos), substituindo a montagem manual peça por peça. Estudo de caso: Para a montagem da árvore de cera de impulsores de turbocompressores automotivos, os robôs podem posicionar e soldar com precisão mais de 20 padrões de cera em 5 minutos, triplicando a eficiência.

2. Preparação da casca (revestimento e esmerilhamento)

Linha de produção automatizada de revestimento de conchas

Os robôs agarram as árvores de cera e as mergulham nos tanques de revestimento. O controle de movimento de vários eixos garante a adesão uniforme do revestimento, o que o torna particularmente adequado para estruturas complexas, como furos profundos (relação comprimento/diâmetro >5:1) e fendas estreitas (por exemplo, revestimento da cavidade interna de peças fundidas aeroespaciais).Dados: A tolerância de espessura de cada camada de revestimento em operações manuais tradicionais é de aproximadamente ±15%, enquanto o revestimento robótico de cascas reduz essa tolerância para ±5%.

Sistema de moagem inteligente

Com base na posição da casca, os robôs ajustam dinamicamente os ângulos e a pressão de esmerilhamento para evitar o acúmulo ou vazamento de areia, reduzindo os “defeitos da casca”, como furos de areia e descascamento da casca.

3. Desparafinação e processamento de conchas

Operação de desparafinação em alta temperatura

Os robôs movem as estruturas das árvores de cera para as chaleiras de desparafinação em ambientes de alta temperatura (80-120°C), evitando o contato manual com o vapor e a cera derretida para aumentar a segurança. Alguns robôs são equipados com braços robóticos revestidos com antiaderente para minimizar os resíduos de cera.

Secagem e inspeção da casca

Os robôs são equipados com sensores infravermelhos para monitorar em tempo real os níveis de secagem da casca e ajustar automaticamente o fluxo de ar e a temperatura nos fornos de secagem; os sistemas de inspeção visual examinam a superfície da casca para identificar defeitos como rachaduras e espessuras irregulares.

4. Controle de derramamento e resfriamento de metal

Robôs de derramamento de precisão

Esses robôs conectam fornos de fundição e panelas, usando sensores controlados por força para regular com precisão a velocidade de vazamento (por exemplo, ajustável na faixa de 0,1 a 5 kg/s), evitando turbulência e respingos e reduzindo defeitos como vazamento incompleto e fechamento a frio. Aplicação: Em peças fundidas de superligas para motores de aeronaves, o vazamento robótico reduz a taxa de rejeição de 12% (operação manual) para menos de 5%.

Planejamento do caminho de resfriamento

De acordo com o material e a estrutura da peça fundida, os robôs colocam a casca na posição ideal na estação de resfriamento (por exemplo, perto de bicos de resfriamento a ar ou zonas de resfriamento lento), otimizando o gradiente de resfriamento e reduzindo a deformação por estresse térmico.

5. Limpeza e pós-processamento da fundição

Remoção e esmerilhamento automatizados de conchas

Os robôs usam jatos de água de alta pressão ou ferramentas de jateamento de areia para remover cascas de fundição e alavancam os braços robóticos controlados por força para retificar rebarbas (por exemplo, rebarbas de lâmina e rebarbas de cavidade interna), evitando desvios dimensionais causados por operações manuais. Comparação de eficiência: A limpeza manual de uma única fundição aeroespacial leva de 2 a 3 horas, enquanto os robôs concluem a tarefa em apenas 40 minutos, reduzindo o valor Ra de rugosidade da superfície de 12,5 μm para 3,2 μm.

Reparo de defeitos (impressão 3D, reparo, soldagem)

Alguns robôs de ponta integram funções de revestimento a laser, permitindo o reparo por impressão 3D de defeitos locais de fundição (por exemplo, furos de ar e cavidades de contração) para substituir o reparo tradicional de soldagem a arco de argônio, reduzindo assim a deformação na zona afetada pelo calor.

II. Principais vantagens da tecnologia robótica

1. Maior precisão e consistência

Capacidade de controle em nível de mícron

Nos processos de montagem de padrões de cera e revestimento de cascas, os robôs atingem uma precisão de posicionamento repetido de ±0,05 mm, garantindo que a tolerância dimensional de cada fundição de investimento seja controlada em ±0,1%. Isso atende aos requisitos de alta precisão dos setores aeroespacial, médico e outros setores críticos.

Padronização dos parâmetros do processo

Os robôs operam estritamente de acordo com programas predefinidos (por exemplo, viscosidade do revestimento, tempo de moagem, velocidade de vazamento), substituindo as operações empíricas manuais. Isso elimina as flutuações induzidas pelo homem, aumentando a taxa de qualificação da produção em massa em 20-30%.

2. Melhoria significativa na eficiência da produção

Operação contínua 24 horas por dia, 7 dias por semana

Os robôs não precisam de descanso e podem realizar produção em três turnos, aumentando a capacidade da unidade em mais de 50%. Por exemplo, um fabricante de componentes automotivos aumentou a produção mensal de 8.000 unidades para 12.000 unidades após a introdução de robôs de revestimento de cascas.

Conexão perfeita de processos

As linhas de montagem robóticas integram a preparação do padrão de cera, o revestimento da casca, o vazamento e outros processos, reduzindo significativamente o tempo de rotação da peça. As operações manuais tradicionais levam de 15 a 30 minutos por processo, enquanto as operações robóticas levam apenas de 2 a 5 minutos.

3. Capacidade de fabricar peças fundidas de estrutura complexa

Rompendo os gargalos dos processos tradicionais. Para fundições de investimento Com furos profundos (relação comprimento/diâmetro >5:1), paredes finas (espessura da parede <1 mm) ou cavidades internas complexas, os robôs conseguem moldagem precisa do padrão de cera e revestimento uniforme da carcaça por meio de ligação de vários eixos - tarefas que são extremamente desafiadoras para operações manuais. Caso: Após o revestimento robótico da carcaça, a taxa de qualificação das lâminas de turbina a gás (espessura de parede de 0,8 mm com cavidades internas complexas) aumentou de 35% para 78%.

4. Maior segurança e respeito ao meio ambiente

Substituição de seres humanos em ambientes de risco

Em ambientes de alta temperatura (>1000℃) e com muita poeira (por exemplo, desparafinação e vazamento), os robôs eliminam riscos como queimaduras e inalação de pó de sílica para os trabalhadores, cumprindo as normas de saúde e segurança ocupacional.

Redução do desperdício de materiais

O controle preciso do revestimento e do vazamento da casca reduz o consumo de revestimentos, areia e metal fundido (por exemplo, a taxa de utilização do revestimento aumentou de 60% em operações manuais para 85%). Ele também minimiza a geração de resíduos e as emissões de carbono.

5. Produção inteligente e operações orientadas por dados

Integração com a Internet das Coisas Industrial (IIoT)

Os robôs coletam dados do processo em tempo real (por exemplo, temperatura do padrão de cera, viscosidade do revestimento, pressão de vazamento) por meio de sensores e os enviam para os sistemas de execução de manufatura (MES) para análise. Isso permite a otimização dinâmica dos parâmetros do processo (por exemplo, o ajuste das camadas de revestimento com base em dados em tempo real).

Manutenção preditiva

Ao analisar os dados da operação robótica (por exemplo, desgaste da junta do braço robótico, flutuações da corrente do motor), é possível emitir avisos antecipados de falhas no equipamento. Isso reduz o tempo de inatividade - aumentando os ciclos de manutenção em 30% e diminuindo as taxas de falha em 40%.

Introdução aos fabricantes de fundição de investimento da Suijin:

Como um fundição de precisão fabricante, Ningbo Suijin Machinery Technology Co., Ltd. A KPMG tem como foco a produção de peças fundidas de alta precisão e de formato complexo para setores críticos, como o aeroespacial, o automotivo, o de dispositivos médicos e o de energia. Equipados com sistemas robóticos avançados e linhas de produção inteligentes, automatizamos todo o processo, desde a criação de padrões de cera até o pós-processamento, garantindo qualidade superior do produto, alta eficiência de produção e desempenho consistente dos lotes. Seguindo rigorosamente os sistemas de gerenciamento de qualidade e os padrões ambientais, fornecemos soluções personalizadas de fundição por cera perdida para atender às diversas necessidades técnicas de nossos clientes globais, impulsionando a inovação tecnológica e a atualização industrial no setor de fundição por cera perdida de precisão.