Rozdíl mezi odléváním a slévárnou: Když mluvíme o výrobě kovů, často se vyskytují dva pojmy společně: slévárna a odlévání. Osoby, které se pohybují v pracovním prostředí v oblasti strojírenství, výroby, kovovýroby nebo zásobování, by měly chápat rozdíl mezi nimi. Jedním z nejstarších a nejdůležitějších výrobních procesů v historii lidstva je odlévání kovů. Umožňuje přeměnit surový kov na dobře tvarované, odolné průmyslové a obchodní výrobky, které jsou velmi přesné. Slovo odlévání se však běžně používá pokorně, přesto existuje rozdíl mezi odléváním jako činností a slévárnou jako zařízením, kde by se proces odlévání prováděl. Tyto dvě věci jdou ruku v ruce, ale v podstatě se liší.

Odlévání je lití roztaveného kovu do formy s cílem vytvořit z něj určitý tvar, ať už se jedná o ozubené kolo, tvarovku potrubí nebo složitý kus motoru. Je to jedna z fází výrobní montáže. Naopak slévárna je místo, kde tento proces probíhá a mnoho dalších s ním souvisejících, jako je tavení, příprava formy, dokončovací práce a kontrola kvality, aby probíhaly souvisle a škálovatelně. Znalost rozdílu mezi činnostmi odlévání a slévárny je nesmírně důležitá z hlediska plánování výroby, odhadu nákladů nebo výběru dodavatele.

V tomto článku autor definuje slévárnu, její hlavní fáze a to, jak se liší od obecného pojmu odlévání.

Co je Foundry?

Slévárna je místo, kde se odlévají kovy. Je to místo, kde se roztavený kov v průmyslovém zařízení nebo dílně nalévá do forem a vytváří složité díly a tvary. Mezi průmyslová odvětví, která jsou na slévárnách velmi závislá, patří automobilový průmysl, letecký průmysl, stavebnictví, zemědělství a také energetika.

Přehled slévárenského procesu

Běžný provoz slévárny zahrnuje následující kroky:

1. Tvorba vzorů: Vypracování kopie posledního oddílu.
2. Příprava formy: Odlévání do dutiny formy, tj. do písku nebo kovu.
3. Tavení kovů: Zahřívání roztaveného kovu.
4. Nalévání: Nalévání roztaveného kovu do formy.
5. Chlazení a tuhnutí: nechat kov vychladnout a ztvrdnout.
6. Čištění a vyklepávání: Oškrábání formy a čištění.
7. Zpracování, přeprava a kontrola: Broušení, obrábění a kontrola kvality.

Slévárna je velmi technické prostředí, které kombinuje špičkové inženýrství s metalurgií. Skládají se z malých dílen až po obrovské průmyslové závody schopné vyrobit tisíce odlitků denně.

Typy sléváren

Slévárna. Existuje několik druhů sléváren, které se specializují na různé typy odlévání:

• Slévárny železa:  Sochařství se železem a ocelí.
• Slévárny neželezných kovů: Zaměřte se na hliník, bronz a další slitiny.
• Slévárny: Vyrábějte v malých množstvích nebo díly podle přání zákazníka.
• Výrobní slévárny: Pvyrábět velké množství komponentů.

Kovy, které se obvykle používají ve slévárnách

V závislosti na aplikaci pracují slévárny s mnoha druhy kovů. Mezi nejrozšířenější patří:

• Litina: Je také známý tím, že se snadno odlévá a tlumí vibrace.
  Ocelová litina:  Poskytuje větší pevnost a houževnatost.
• Slitiny hliníku:  Nepodléhá korozi a je lehký.
• Bronz a mosaz:  Běžně se používají na ozdobné nebo otěruvzdorné díly.
• Slitiny hořčíku: Lehké a ne tak rozšířené kvůli riziku hořlavosti.

Různé kovy se v roztaveném stavu chovají různě, a proto musí slévárny zohlednit zvláštní způsob manipulace, teplotu tavení a materiály forem.

Důležité procesy ve slévárně

Slévárenský proces zahrnuje různé základní procesy, které jsou nezbytné pro kvalitu a přesnost výsledného odlitku:

1. Tvorba vzorů  

Vzor je kopií posledního odevzdávaného objektu. Používá se k vytvoření dutiny formy. Předlohy mohou být dřevěné, plastové, kovové nebo dokonce z vosku, v závislosti na technice odlévání.

2. Tvarování  

To znamená, že na formovací materiál, tj. písek nebo keramiku, se vytvoří negativní otisk vzoru. Existují dva typy: 

Zelené pískové tvarování: Při lisování do zeleného písku se používají písky s malým množstvím pojiva nebo bez něj a jedná se o proces používaný při výrobě skříně ASTM A588 nebo skříně ASTM A370 (na obrázku), což je vysoce pevná litina vyráběná odléváním do forem s odlitými ocelovými nápravovými skříněmi, které se následně usazují v písku.  

3. Tavení a lití  

K tavení kovů se používají indukční pece, elektrické obloukové pece nebo kupolové pece. Po roztavení se kov buď pomocí gravitace, tlaku, nebo vakua nalije do formy.

4. Chlazení a tuhnutí  

Kov po nalití ztuhne do tvaru formy. Rozdělení struktury zrn, mechanických vlastností a povrchové úpravy je dáno rychlostí chlazení.

5. Čištění a vyklepávání  

Forma se rozebere (v případě jednorázových forem) a ztuhlý kousek se vyjme. Čištění odlitku se provádí pískováním, broušením nebo ošetřením chemikáliemi.

6. Kontrola a leštění  

Poslední procesy zahrnují rozměrový proces, nedestruktivní zkoušky, tepelné zpracování a obrábění. Na případné vady, jako je pórovitost nebo smršťování, se upozorní a odstraní se.

Co je to odlévání?

Vlastní proces tvarování kovového předmětu litím roztaveného kovu do předmětu se nazývá odlévání. Jde o proces nebo metodu, nikoliv o místo, kde se provádí. Odlitky se mohou provádět ve slévárně, ale také v neslévárenských dílnách nebo na výrobních linkách.

Jednoduše řečeno:

• Je to slévárna. Proces se nazývá lití.
• Obecně lze klasifikovat několik typů odlitků.

Typy metod odlévání 

Odlévání lze provádět několika způsoby. Patří mezi ně:

1. Odlévání do písku

Je to jedna z nejstarších a nejužitečnějších technik. Pomocí pískové formy lze vyrábět kovové součásti různých tvarů a velikostí.

2. Tlakové lití

Vztahuje se na vtlačování roztaveného kovu do vysokotlakých ocelových forem pro opakované použití. Typické pro velkoobjemové slitiny hliníku, zinku a hořčíku.

3. Investiční lití ("ztracený vosk")

Má velkou přesnost a používá se v leteckém a lékařském průmyslu. Voskové vzory jsou potaženy keramikou a vosk se roztaví, čímž vznikne dutina.

4. Odlévání do trvalé formy

Vyplňuje dutiny pomocí gravitace nebo nízkého tlaku a používá kovové dutiny pro opakované použití. Je rozměrově přesnější než lití do písku.

5. Odstředivé lití

K odlévání dílů se používá odstředivá síla, která tvaruje roztavený kov skrz rotující formu. Vhodné při zpracování válcových součástí, jako jsou trubky nebo ložiska.

Jaký je rozdíl mezi slévárnou a odlévárnou?

Tabulka 1: Rozdíl mezi slévárnou a odlévárnou

Důvod, proč si lidé pletou slévárnu a odlévání?

Nerozlučná asociace mezi oběma slovy, slévárna a odlévání, někdy vyplývá z toho, jak se tato slova používají v neformálním jazyce a jak se popisují v reklamě. Výrazy slévárna nebo odlévárna se snadno zaměňují, zejména pokud se jimi myslí slévárna.

Vzhledem k tomu, že hlavním procesem, který probíhá ve slévárně, je odlévání, stávají se tato dvě slova synonymy. Nicméně pro lidi pracující v tomto odvětví je toto rozdělení užitečné při definování rolí, odpovědností a postupů.

Využití slévárenství a odlévání v reálném životě

Odlévání je jedním ze základních výrobních procesů, které podporují různá průmyslová odvětví. Slévárny jsou důležitou součástí těžkého i lehkého průmyslu. Některé z hlavních oblastí, které jsou závislé na odlévaných součástech, jsou následující:

1. Automobilový průmysl

Odlévané díly se ve velké míře používají v motorech, převodovkách, podvozcích a dílech zavěšení. Typické jsou:

• Bloky motorů
• Hlavy válců
• Brzdové bubny
• Převodovky

Tento prostor zaujímají hliníkové a železné odlitky, které jsou pevné, levné a dobře opracovatelné.

2. Letectví a kosmonautika

Letectví a kosmonautika vyžadují lehké a zároveň vysoce pevné díly. Používá se investiční lití a další postupy přesného lití.

• Lopatky turbíny
• Součásti proudových letadel
• Konstrukční držáky

V tomto případě se zohledňují také systémy rozměrové tolerance a únavové odolnosti, jakož i mechanická pevnost.

3. Infrastruktura a výstavba

Mezi účely použití litiny a oceli v konstrukci patří:

• Vodovodní potrubí
• Odvodňovací systémy
• Podpůrné struktury
• Poklopy šachet

Díky tomu mají dlouhou životnost a jsou vhodné pro infrastrukturní projekty, protože přežijí v náročném prostředí.

4. Výkon a energie

V tepelných, vodních nebo větrných elektrárnách se odlitky nacházejí v:

• Skříně turbín
• Tělesa ventilů
• Pouzdra čerpadel

Na základě procesu odlévání lze vyrobit velký, složitý tvar, který odolává vysokým tlakům a teplotám.

5. Zemědělská technika

Těžké litinové nebo tvárné díly se díky své pevnosti a odolnosti proti opotřebení používají v traktorech, pluzích a kombajnech. Díly, které se vyrábějí ve slévárnách na pomoc tomuto odvětví, jsou:

• Skříně převodovky
• Součásti nápravy
• Protizávaží

Přednosti sléváren a procesů odlévání

Postup odlévání má několik silných výhod, díky nimž je ideální pro širokou škálu výrobních projektů:

Flexibilita designu

Výrobci používají odlévání k dosažení velkých ploch a složitých geometrických tvarů, vnitřních dutin a dalších složitých tvarů, jejichž výroba obráběním nebo svařováním je obtížná nebo nákladná.

Velký výběr materiálů

Odlévání lze použít pro železné i neželezné kovy i exotické slitiny. Slévárny mají možnost přizpůsobit materiály požadavkům na výkon, jako je tepelná odolnost, odolnost proti opotřebení a odolnost proti korozi.

Efektivita nákladů

Odlévání je ve srovnání s jinými výrobními metodami nákladově efektivnější, zejména při velkých objemech výroby. Po výrobě formy je další výroba rychlá a cenově dostupná.

Minimální množství odpadu

Ve většině současných sléváren je zavedena účinná recyklace. Kovový šrot lze roztavit a znovu zpracovat, čímž se zlevní suroviny a minimalizuje se poškozování životního prostředí.

Škálovatelnost

Slévárny mohou flexibilně přejít z malovýroby na sériovou výrobu s relativně malými změnami v procesu, což ze sléváren činí hlavní volbu při výrobě prototypů v plném rozsahu.

Limity a negativa

Jakkoli je odlévání univerzální, není bez omezení. Znalost těchto nevýhod je pro výběr vhodného výrobního procesu klíčová.

Rozměrová přesnost

V závislosti na použitém způsobu odlévání lze očekávat určité smrštění a deformace. Přísné tolerance obvykle vyžadují následný proces, například obrábění.

Povrchová úprava

Zejména při odlévání do písku je často nutné odlévané povrchy druhotně opracovat, například broušením nebo leštěním.

Největší náklady na spuštění nástrojů

Formy a vzory mohou být velmi nákladné a časově náročné v procesech, jako je tlakové a investiční lití.

Vady

Pokud nejsou tyto problémy ve výrobním procesu účinně řešeny, může dojít ke vzniku pórovitosti, smrštění, horkých trhlin nebo inkluzí, které mohou ohrozit integritu výsledného výrobku.

Volba mezi odléváním a jinými výrobními procesy 

Volba odlitku oproti kování, obrábění nebo výrobě závisí na mnoha faktorech:

Tabulka 2: Výběr mezi odléváním a jinými výrobními procesy 

Nicméně v případech, kdy je vyžadována velmi vysoká mechanická pevnost, přesnost nebo povrchová úprava, může být nutné nahradit odlévání kováním nebo CNC obráběním.

Moderní trendy a automatizace ve slévárenství

Moderní slévárny se stejně jako ostatní průmyslová odvětví rychle vyvíjejí díky technologickému pokroku. Mezi hlavní trendy patří:

Chytré slévárny (IoT 4.0)

Kontrola kvality a produktivita ve slévárnách se mění díky implementaci senzorů IoT, sběru dat v reálném čase a prediktivní údržbě.

Vzory a formy pomocí 3D tisku

Aditivní výroba se stala metodou přímé výroby vzorů a nyní i odlévacích forem, což v současnosti zkracuje dobu přípravy a výdaje na prototypy.

Udržitelnost

Výroba ve slévárnách se stává čistší, například díky elektrickým tavicím pecím a lepší kontrole emisí prachu/částic.

Simulační software

Pomocí sofistikovaného softwaru pro simulaci odlévání mohou konstruktéři vidět tok kovu, tuhnutí a případné vady ještě předtím, než jsou předány do výroby, a snížit tak množství odpadu a zvýšit kvalitu.

Budoucnost sléváren v globální výrobě

Ačkoli sofistikovanější procesy výroby dílů předstihly slévárny, jsou slévárny stále životně důležité. Dokážou vytvářet výkonné, velké a složité díly z kovů ve velkém měřítku, díky čemuž si zachovávají svůj význam v průmyslu. Stávají se chytřejšími a udržitelnějšími díky vynálezům v oblasti digitalizace, udržitelné výroby a využívání umělé inteligence při řízení procesů.

K rostoucí poptávce po vysoce výkonných odlitcích přispívá také rostoucí obliba elektromobilů, větrných elektráren a rozvoj leteckého průmyslu.

Přehled: Některé hlavní rozdíly mezi slévárnou a odléváním

Tabulka 3: Shrnutí hlavních rozdílů:

Stručně řečeno:

Odlévání probíhá ve slévárně. Odlévání je proces probíhající ve slévárně.

Závěrečné myšlenky

Rozdíl mezi slévárna a odlévání není jen sémantická, ale má zásadní význam pro inženýry, nákupčí a výrobní podniky. Slévárny jsou rozsáhlá výrobní zařízení, kde se proces odlévání provádí profesionálně, bezpečně a důsledně. Pokud jde o získávání dílů, hodnocení dodavatelů a zlepšování výrobních procesů, přínosy pochopení specifických funkcí každého z těchto pojmů mohou vést ke zvýšení úrovně úspěchu a ještě lepší kvalitě výrobku.

Často kladené otázky 

1. Znamená odlévání a slévárna totéž?

Ne. Jedná se o odlévání a místem, kde se odlévání provádí, je slévárna.

2. Je možné odlévat bez použití slévárny?

Odlévání jakéhokoli druhu, a to ani v moderní době výroby, nemůže nikdy probíhat na volném prostranství, protože vybavení a bezpečnostní požadavky vyžadují, aby se provádělo ve slévárně.

3. Je složitější odlévat nebo provozovat slévárnu?

Slévárenství je ještě složitější, protože zpracovává celý životní cyklus návrhu a dokončení výrobku, včetně řízení kvality.

4. Existuje nějaká slévárna, která jen neodlévá?

Ano. Povrchová úprava, obrábění a tepelné zpracování jsou také široce dostupné v mnoha slévárnách.

5. Má se kovový díl nazývat odlitek nebo slévárenský díl?

Tento proces lze označit použitím odlitku, zatímco slévárna je alternativou, pokud je důležité označit původ nebo kvalitu výroby.