摩托車開(kāi)發(fā)人員設(shè)計(jì)了最輕量化、簡(jiǎn)潔而同時(shí)又是最復(fù)雜的鋁合金車架鑄件,該產(chǎn)品的整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程,包括從接收到草圖、模具制作、加工及運(yùn)輸才花了不到5周時(shí)間。
2009年美國(guó)鑄件競(jìng)賽展示了鑄造工藝優(yōu)于其它制造工藝的各種優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn)。車架鑄件替代了超過(guò)20件鋼組件;它減重并縮減了成本;它有復(fù)雜外形及厚薄不同的截面以滿足產(chǎn)品的使用功能;與此同時(shí),它使車架看上去更簡(jiǎn)潔、美觀。難怪這件產(chǎn)品客戶很感興趣?!拌T件生產(chǎn)過(guò)程的成功,使我感覺(jué)任何產(chǎn)品我們都能做!”,北極星原型概念摩托車設(shè)計(jì)者Greg Brew說(shuō)2009年美國(guó)鑄件競(jìng)賽上獲勝的其余8件產(chǎn)品都有相似的成功案例,他們服務(wù)的客戶領(lǐng)域有航空航天、牙科、農(nóng)業(yè)、風(fēng)能、礦業(yè)和軍事領(lǐng)域。
北極星公司摩托車車架鑄件
美國(guó) 明尼蘇達(dá)州Craft Pattern & Mold公司
材質(zhì):356鋁合金 T6處理
工藝:自硬砂
重量:
尺寸:30.5×47.6 ×
用途:概念摩托車車架構(gòu)件
原型:鋼組件
◇ 替代了20多個(gè)構(gòu)件的組合,成形了北極星Victory Core原型概念摩托車車架鑄件。這種設(shè)計(jì)使油箱、進(jìn)氣口、進(jìn)氣箱、電路支架、座椅、發(fā)動(dòng)機(jī)罩融合為一體。
◇ 樣件在4.5周內(nèi)交付至客戶。
◇ 鑄件比較原組件減重達(dá)30%。此外,自硬砂工藝的模具、工裝費(fèi)等投入明顯比復(fù)雜的鍛造模具、沖壓模具、鈑金模具、焊接組件等都低。從結(jié)構(gòu)上看,鑄造的車架產(chǎn)品從外形上看起來(lái)比鋼
組件車架更準(zhǔn)確、堅(jiān)固、耐用得多,而且鑄造的車架能減少尺寸變化。
北極星“Victory Core”概念摩托車的設(shè)計(jì)理念是在海拔幾千英尺高的一趟從亞利桑那州飛往明尼蘇達(dá)州的航班上萌發(fā)的。Michael Song,北極星“Victory”摩托車的設(shè)計(jì)主管在與摩托車迷們聊天中
了解到他們正在使用簡(jiǎn)化版的Victory自行車。Song想到了把自行車簡(jiǎn)化的理念運(yùn)用到摩托車的設(shè)計(jì)當(dāng)中。
回到在明尼蘇達(dá)州的Medina的公司的工業(yè)設(shè)計(jì)部門(mén)后,工業(yè)設(shè)計(jì)部的總監(jiān)Greg Brew很容易接受了這種理念。
“我們對(duì)于這種簡(jiǎn)化方案很感興趣是由于它的挑戰(zhàn)性,復(fù)雜的產(chǎn)品看起來(lái)往往都會(huì)顯得很時(shí)尚”Brew說(shuō)。北極星想制造一款既時(shí)尚又簡(jiǎn)約的產(chǎn)品。
獲獎(jiǎng)的其他優(yōu)質(zhì)鑄件:
加油歧管
加利福尼亞州 安大略省 Alum-Alloy 公司
材質(zhì):A356 T-6 熱處理
工藝:砂型鑄造
重量:
尺寸:63.5 × 48.26 × 20.32 (cm)
用途:空中加油中連接多個(gè)油箱
◇此類加油歧管已經(jīng)被納入美國(guó)空軍飛機(jī)成套改裝配件當(dāng)中,歧管與機(jī)身有四處螺栓連接,并且和所有的燃料連接均采用可快速拆卸接頭的軟管。
◇ 使用此類加油歧管和相關(guān)配件的最終用戶,因其獨(dú)特的設(shè)計(jì)受到了美國(guó)空軍的表彰。
◇因每年需求量很?。磕?/SPAN>10件),所以砂型鑄造工藝是較為理想的制作工藝。在接到訂單后4~6周就完成了毛坯鑄件的交付。
凸輪
威斯康星州 哈特夫特市 Signicast Investment Castings公司
材質(zhì):8620鋼
工藝:精密鑄造
重量:
尺寸:直徑4.128 (cm) 長(zhǎng) 10.87 (cm)
用途:民用工業(yè)
轉(zhuǎn)化來(lái)源:固體鋼坯加工制造
◇ 鑄件供應(yīng)商可生產(chǎn)凸輪軌道及齒條,并采用近凈型技術(shù)使得鑄件上一系列突出部位同配件的相應(yīng)部分相吻合。鑄件供應(yīng)商直接鑄造出了該產(chǎn)品的星型尾端,取代了星型元件與機(jī)加工元件沖
壓成型工藝。
◇不存在機(jī)械加工、鍵槽加工及多元件裝配,使產(chǎn)品總成本大大降低、研制周期大大縮短。
◇鑄件減重使產(chǎn)品性能提升,并減小了轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。
CVR 牙科排涎器經(jīng)典系列產(chǎn)品
賓夕法尼亞州,格林斯堡市, Piad Precision Casting Corp.公司
材質(zhì):A020鋁銅
工藝:半永久型鑄模
重量:
尺寸:25.4 ×25.4× 44.43 (cm)
用途:牙科吸涎器
◇這件鑄件的設(shè)計(jì)亮點(diǎn)是鑄態(tài)孔、洞以及內(nèi)部形態(tài)。有些鑄件內(nèi)壁及溢流口無(wú)法使用抽取鋼芯的方法造型,所以鑄件供應(yīng)商使用砂芯。
◇ Midmark公司的Matrix選用A020合金來(lái)加強(qiáng)其硬度、機(jī)械性能及耐磨性。由于使用的材質(zhì)具有較高的韌性及延展性,使得鑄件外殼厚度達(dá)到最小,保證了鑄件在重量及材料成本上都有所降
低。
◇ 此鑄件的獨(dú)特設(shè)計(jì)在于將鑄件外殼安裝中的三個(gè)步驟結(jié)合為一體。若與先購(gòu)買鑄件外殼再進(jìn)行底板安裝相比,此鑄件降低了7%的重量并縮減了14%的總成本。
農(nóng)機(jī)索結(jié)
印第安納州 不萊梅市 Bremen Castings Inc
材質(zhì):80-55-06球墨鑄鐵
工藝:濕型粘土砂
重量:
尺寸:38.1 × 22.86 × 12.7 (cm)
應(yīng)用:農(nóng)機(jī)部件聯(lián)結(jié)接合
轉(zhuǎn)換代替:五個(gè)不同的鋼鈑金件
◇ 此鑄件代替了五個(gè)不同的鋼鈑金件,使其融為一體。原有的鋼鈑金件由復(fù)合鋼材彎曲和焊接而成。
◇ 此類復(fù)合的單體鑄件節(jié)省了其他零件的使用并且為用戶及消費(fèi)者提供了通用產(chǎn)品。
◇ 鑄件供應(yīng)商可提供加工成品件,此鑄件的設(shè)計(jì)生產(chǎn)每年為用戶節(jié)省2萬(wàn)美元的成本。
航空閥
密西根州 阿爾蒙特市 Aristo-Cast Inc.公司
材質(zhì):356鋁
工藝:精密鑄造
重量:
尺寸:7.62 ×10.16 ×2.08 (cm)
應(yīng)用:航空航天
◇為了能鑄造出該產(chǎn)品的內(nèi)部復(fù)雜結(jié)構(gòu),鑄件供應(yīng)商采用了熔融沉積快速成型技術(shù)制造原型,這些原型件幫助鑄造工程師解決了復(fù)雜、特殊形狀的成型問(wèn)題。
◇低壓半氣動(dòng)裝置使金屬液平穩(wěn)充型并消除了會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部損壞、會(huì)使內(nèi)部產(chǎn)生缺陷的氣流。
◇鑄件內(nèi)部質(zhì)量用X光進(jìn)行檢測(cè)。從接到訂單至鑄件產(chǎn)品交付,只花了21天。
緩沖臂
密爾沃基市P&H Mining Equipment公司 華盛頓州斯波坎市 Spokane Steel Foundry公司
材質(zhì):AISI 4320鋼
工藝:自硬砂造型
尺寸:83.82 ×22.86×35.56 (cm)
應(yīng)用:大型地面采礦電鏟
轉(zhuǎn)化代替:鋼結(jié)構(gòu)
◇ 此鑄件承受了鏟斗底門(mén)開(kāi)啟與關(guān)閉過(guò)快產(chǎn)生的
◇ 鑄件購(gòu)買廠商及此鑄件合作設(shè)計(jì)者P&H Mining 公司與 Spokane Steel Foundry公司表示:此鑄件的設(shè)計(jì)生產(chǎn)使機(jī)加工時(shí)間縮短了40%,重量減輕了15%,而且單件節(jié)省成本46%,(每年節(jié)省
約81,178美元)。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)尾鰭
愛(ài)達(dá)荷州 海登萊克市 LA Aluminum Casting Co.公司
材質(zhì):A356鋁
工藝:永久型鑄造
重量:
尺寸:58.42 ×13.97 (cm)
應(yīng)用:風(fēng)電發(fā)電機(jī)
◇ 1MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)尾鰭部件的脫落率為50%,而轉(zhuǎn)用此類永久型鑄造的鑄件后,尾鰭脫落率不到1%,年節(jié)省顧客成本470,000美元。
◇永久型鑄造的鑄件經(jīng)過(guò)噴砂處理,鑄件表面的致密性及光潔度比原先的造型工藝更好。
美國(guó)軍用目標(biāo)定位裝置
科羅拉多州 科默斯錫蒂市 Precise Cast Prototypes & Engineering公司
材質(zhì):AZ91D 鎂
工藝:石膏型鑄造
重量:
應(yīng)用:國(guó)防工業(yè),目標(biāo)搜索與定位
轉(zhuǎn)化代替:復(fù)合材料、熱塑性塑料、碳化纖維
◇ 在使用熱塑性塑料及碳化纖維等復(fù)合材料時(shí),后期再加工的時(shí)間會(huì)比較長(zhǎng),而使用此種鎂鑄件可節(jié)省數(shù)月的開(kāi)發(fā)時(shí)間,并可節(jié)省大量成本。
◇鑄件廠家解決了厚薄截面交錯(cuò)的問(wèn)題,此鑄件最小壁厚僅為