8.15.1 Blåsning, skjutning och extrudering

Vid serietillverkning av gjutgods sker kärntillverkningen uteslutande maskinellt. Vid de vanligaste maskintyperna förs då kärnmassa från ett magasin med hjälp av tryckluft genom antingen kärnblåsning eller kärnskjutning in i en kärnlåda och komprimeras. Därefter sker en härdning av kärnmassan genom att gas leds in i kärnlådan.

Ett exempel på kärnskjutmaskin visas i följande bild.

Kärnskjutmaskin (Laempe, Tyskland).

Vid start höjs i denna maskin arbetsbordet med kärnlådan upp mot ett skjuthuvud. Då detta är fyllt med kärnmassa, skjuts denna in i kärnlådan med hjälp av tryckluft. Därefter körs en gashuv in över kärnlådan och genom denna leds gas in i kärnlådan. Används exempelvis bindemedelssystemet Cold Box genomblåses kärnan med katalysatorn, exempelvis trietylamin, och kärnan härdar.

När kärnan är härdad genomblåses den med ren luft varefter kärnlådan öppnas automatiskt och kärnan transporteras ut ur maskinen på en undersläde. Kärntillverkningen sker i denna maskin helt automatiskt. Det är även möjligt att köra alla maskinens funktioner manuellt. I maskinen på bilden ovan kan kärnor tillverkas i storleksordningen 30 till 200 liter. Kärnlådorna kan vara upp till sexdelade.

Upp till sexdelade kärnlådor kan användas i kärnskjutmaskinen.

Följande film visar en kärnskjutsmaskin i arbete:

Den principiella uppbyggnaden av skjuthuvudet på en kärnskjutmaskin framgår av bilden nedan. När luft strömmar genom skjuthuvudet med hög hastighet, drar den med sig kärnmassa ner i kärnlådan.

Uppbyggnad av skjuthuvudet på en kärnskjutmaskin (Laempe, Tyskland).

Vid både kärnblåsning och kärnskjutning förs massan tillsammans med den framrusande luften in i kärnlådan. Varje sandkorn omsluts och bärs av luftströmmen. Härigenom erhåller kornen en hög hastighet, vilket ger den kraft, som behövs för ramningen i kärnlådan. Tryckluften rusar genom kärnlådan styrd av luftnipplar, ventiler, i kärnlådans väggar. Nipplarna släpper igenom luften men inte kärnmassan.

Av de båda metoderna kärnblåsning och kärnskjutning är den sistnämnda den modernaste metoden. Vid båda metoderna krävs stabila kärnlådor, vilket gör att de för det mesta är tillverkade av järn. Kärnlådornas insidor utsätts för slitage, eftersom blandningen av kärnmassa och luft påverkar kärnlådans insidor på samma sätt som en sandbläster. Luftförbrukningen är relativt stor, speciellt vid kärnblåsning.

För att få en jämn kompression av kärnmassan i lådan måste luftcirkulationen styras på det för ramningen lämpligaste sättet. Det styr man genom rätt placering av luftnipplarna.

Normalt är det bättre att ha ett stort antal mindre nipplar än ett fåtal stora. Felaktigt placerade nipplar ger ett dåligt kärnmassaflöde med en dåligt rammad kärna som följd (se illustration nedan). Genom att det vid kärnskjutning till skillnad från vid kärnblåsning åtgår en bestämd kvantitet luft, som tränger in mot kärnmassan från sidan och uppifrån, blir evakueringen av luft enklare vid kärnskjutning än vid kärnblåsning. Detta gör att ett mindre antal ventilationsnipplar behöver användas vid kärnskjutning. En kärnlåda tillverkad av ett enklare material, exempelvis trä, kan användas i nödfall.

Placering av luftnipplar.

a.   Risk för bildning av luftkuddar vid otillräcklig möjlighet för luften att komma ut.
b.   Med korrekt placerade luftnipplar erhålls en fullständigt utfylld kärnlåda.

 

Ett alternativ till att blåsa eller skjuta in kärnmassa i en kärnlåda är att trycka in massan genom en extruderingsmetod. Arbetsprincipen för en maskin arbetande med denna metod visas i illustrationerna nedan. Här trycks kärnmassa ut genom ett extruderingshuvud. Den första bilden visar hur  extruderingshuvudet och den andra själva kärntillverkningen.

Exempel på extruderingshuvud (Disamatic).

a.   Påfyllning av kärnmassa
b.   Kärnmassa trycks ut
c.   Avluftning

 

Kärntillverkning.

a. Kärnmassa har tryckts ner i kärnlådan. Kärnan gasas.
b. Den undre kärnlådehalvan med tillverkad kärna rör sig nedåt och sedan ut ur maskinen.
c. Kärnan stöts ut ur kärnlådan med utstötarpinnar.
d. Utstötarpinnarna går ner och den undre kärnlådehalvan förs åter in i maskinen.

 

Några maskiner har utrustning för vibrering av kärnan för att därigenom underlätta urplockningen av kärnan ur kärnlådan. På vissa maskiner finns utrustning för automatisk dragning av lösbitar. Ett annat exempel på förekommande utrustning är anordning för evakuering av luft från kärnlådan i samband med skjutningen. Härigenom kan skjuttrycket reduceras och kärnlådan fylls ut bättre.

Som nämnts ovan har nipplarnas placering stor betydelse för att uppnå ett tillfredsställande resultat vid kärnblåsningen och kärnskjutningen. Detsamma gäller även vid gasningen av kärnorna vid exempelvis Cold box- och SO2-metoderna. Bilden nedan visar resultat från experiment där man studerat hur gasen förs ut i kärnan vid en gasningsoperation. De vita punkterna indikerar läget för de nipplar som var öppna vid experimentet. Härdningsförloppet kan följas genom färgändringen.

Förloppet vid gasning av en Cold Box-kärna.

3648