<р>
Литье — это производственный процесс, при котором жидкий материал обычно заливается в форму, содержащую полость желаемой формы, а затем ему дают затвердеть. Затвердевшую деталь называют отливкой, ее отделка завершается выталкиванием или разрушением формы. Материалами для литья обычно служат металлы или различные стареющие материалы, которые затвердевают после смешивания двух или более компонентов; к примерам можно отнести эпоксидную смолу, бетон, гипс и глину. Литье чаще всего применяется для создания сложных форм, которые трудно и неэкономично изготавливать другими методами. Компоненты крупных машин, такие как станины станков, гребные винты судов и т. д., можно легко отлить до нужного размера, не прибегая к изготовлению путем соединения множества мелких деталей. Примечательно, что история литья насчитывает более 7000 лет, а самая древняя отливка — бронзовая лягушка, датируемая 3200 годом до нашей эры.
р>
История
<р>
Литье металла использовалось с древних времен для создания инструментов, оружия и предметов религиозного культа. Историю и развитие литья металлов можно проследить в Южной Азии (Китай, Индия, Пакистан и т. д.). Южноазиатские традиции и религии в значительной степени опираются на литье символических статуй и реликвий. Эти изделия обычно изготавливаются из медных сплавов, легированных свинцом. С момента зарождения металлургии большинство отливок изготавливалось в простых одно- или двухкомпонентных формах из камня или керамики. Однако свидетельства литья по выплавляемым моделям встречаются во многих древних цивилизациях. Процесс литья по выплавляемым моделям возник в древней Месопотамии. Самые ранние известные записи о литье по выплавляемым моделям появились в Спарте, Вавилонии, и в литературе четко указано количество воска, необходимое для изготовления ключа.
р>
Самые ранние отливки производились в открытых каменных формах. р>
<р>
Существует два метода литья по выплавляемым моделям: прямой метод литья по выплавляемым моделям и непрямой метод литья по выплавляемым моделям. Метод прямого формования заключается в изготовлении из воскового материала восковой модели, которая идентична отливке вручную или с использованием других инструментов; в то время как метод непрямого формования заключается в изготовлении восковой модели с помощью формы. Метод прямого литья требует от мастеров высокого уровня мастерства, в противном случае качество литья не может быть гарантировано. Однако ограничением ручного прямого формования является то, что его эффективность слишком низкая для крупномасштабного производства. В этом отношении непрямое формование имеет преимущества. Мастера обычно изготавливают модели из камня, дерева, глины или других пластиковых материалов. Ранние цивилизации обнаружили, что свинец помогает повысить текучесть расплавленной меди, что позволяет им отливать более сложные изделия. Например, «Танцовщица из Мохенджо-Даро» отлита из медного сплава, скорее всего, с использованием техники выплавляемого воска. Литье по выплавляемым моделям датируется 4000 годом до нашей эры или периодом энеолита. Самым ранним изученным примером этой технологии является амулет возрастом 6000 лет из цивилизации долины Инда.
р>
Эволюция технологии литья
<р>
Индия считается одной из первых цивилизаций, применивших метод чеканки для массового производства монет. Примерно в первом тысячелетии до нашей эры монеты изготавливались из серебра, но с течением тысячелетий материалом стали литые медные сплавы. Развитие новых технологий позволило наладить массовое производство новых медных монет и внедрить многокомпонентные штампы-шаблоны для чеканки монет. Несколько форм складывают вместе и помещают в глиняный цилиндр, позволяя расплавленному металлу выливаться через центр, заполняя и затвердевая в открытом пространстве. Этот процесс позволяет производить сто монет одновременно.
р>
<р>
На Ближнем Востоке и в Западной Африке технология литья по выплавляемым моделям начала применяться довольно рано в металлургических традициях, тогда как Китай принял эту технологию сравнительно поздно. По сравнению с цивилизацией долины Инда, использование техники литья по выплавляемым моделям в Западной Европе считается весьма ограниченным. В Аньяне во времена династии Шан (1600-1040 гг. до н.э.) не было найдено настоящих отливок по выплавляемым моделям, но было обнаружено довольно большое количество (сотни тысяч) фрагментов форм. Это позволяет сделать вывод, что в столице династии литье по выплавляемым моделям не практиковалось. Однако обнаружение маски, изготовленной методом литья по выплавляемым моделям и датируемой примерно 1300 годом до нашей эры, позволяет предположить, что техника литья по выплавляемым моделям могла оказать влияние и на другие регионы Китая. Историки спорят об истоках развития артиллерии, но большинство свидетельств указывают на Турцию и Среднюю Азию в XVIII и XIX веках.
р>
Разнообразие технологий литья
<р>
В металлообработке металл нагревают до жидкого состояния, а затем заливают в форму. Матрица представляет собой полую полость, содержащую требуемую форму и имеющую каналы подачи и выхода, по которым металл поступает в матрицу. По мере остывания формы и металла металл затвердевает. Затем затвердевшую деталь (отливку) извлекают из формы, а последующие операции удаляют излишки материала, образовавшиеся в процессе литья.
р>
Процесс литья металлов, таких как чугун и алюминий, со временем продолжал совершенствоваться, а развитие технологий способствовало развитию промышленности. р>
<р>
Кроме того, такие материалы, как гипс, бетон и пластмассовые смолы, можно отливать с использованием как одноразовых форм из отходов, так и многоразовых «листовых» форм. Поверхность слепка обычно плоская и непрозрачная, и для улучшения внешнего вида часто применяются методы обработки поверхности. В процессе литья некоторые химически полученные пластичные смолы могут смешиваться с порошкообразным камнем для придания цвета, что во многих случаях позволяет имитировать эффект натурального мрамора или травертина. По мере совершенствования технологий процессы литья продолжают совершенствоваться, достигая беспрецедентной точности проектирования.
р>
<р>
В современной промышленности моделирование литейных процессов использует численные методы расчета качества литых деталей с учетом заполнения формы, затвердевания и охлаждения. Это позволяет заранее количественно оценить механические свойства и термические напряжения отливки, а также деформации предсказано. Эта технология позволяет точно описать качество литья до начала производства. С развитием науки и техники моделирование процесса литья стало одним из важнейших нововведений в технологии литья и позволяет экономить время и затраты на протяжении всего процесса производства литья.
р>
<р>
Это охватывает историю и технологию литья металла. От древнего мастерства до современных передовых технологий, мы не можем не задаться вопросом, как будущие технологии литья изменят нашу жизнь и промышленное производство?
р>