Forskel mellem støbning og støberi: Når vi taler om metalproduktion, optræder to begreber ofte sammen: støberi og støbning. Personer, der arbejder med teknik, produktion, metalfremstilling eller indkøb i forsyningskæden, bør forstå forskellen mellem dem. En af de ældste og vigtigste fremstillingsprocesser i menneskets historie er metalstøbning. Den gør det muligt at omdanne råmetal til velformede, slidstærke industrielle og kommercielle produkter, der er meget nøjagtige. Ordet støbning bruges dog ofte i flæng, men der er forskel på støbning som en handling og støberiet som det sted, hvor støbeprocessen foregår. Disse to går hånd i hånd, men er grundlæggende forskellige.

Støbning er at hælde smeltet metal i en form med det formål at give det en bestemt form, uanset om det er et gear, et rørstykke eller en kompleks del af en motor. Det er en fase i fremstillingsprocessen. Et støberi er derimod det sted, hvor denne proces finder sted, og mange andre relaterede processer, såsom smeltning, formforberedelse, efterbehandling og kvalitetskontrol, finder sted på en sammenhængende og skalerbar måde. Kendskab til forskellen mellem støbe- og støberiaktiviteter er af største vigtighed i forbindelse med produktionsplanlægning, omkostningsoverslag eller valg af leverandør.

I denne artikel definerer forfatteren et støberi, dets vigtigste faser, og hvordan det adskiller sig fra det generelle begreb støbning.

Hvad er Foundry?

Et støberi er et metalstøberi. Det er her, det smeltede metal hældes i forme for at skabe komplekse dele og former i et industrianlæg eller værksted. Nogle af de industrier, der er stærkt afhængige af støberier, er bilindustrien, luftfartsindustrien, byggeindustrien, landbrugsindustrien samt energiindustrien.

Oversigt over støbeprocessen

En normal drift af et støberi omfatter følgende trin:

1. Fremstilling af mønstre: Udvikling af en kopi af det sidste afsnit.
2. Forberedelse af formen: Støbning i formens hulrum, det vil sige sand eller metal.
3. Smeltning af metal: Smeltet opvarmning af metal.
4. Hælder op: Hældning af smeltet metal i formen.
5. Afkøling og størkning: og lader metallet køle af og hærde.
6. Rengøring og oprydning: Skrabning af formen og rengøring.
7. Forarbejdning, forsendelse og inspektion: Slibning, bearbejdning og kvalitetskontrol.

Et støberi er et meget teknisk miljø, der kombinerer avanceret teknik med metallurgisk videnskab. De består af alt fra små værksteder til store industrianlæg, der kan lave tusindvis af støbegods om dagen.

Typer af støberier

Støberi. Der findes flere forskellige slags støberier, der er specialiseret i forskellige typer støbning:

• Jernholdige støberier:  Skulptur med jern og stål.
• Ikke-jernholdige støberier: Koncentrer dig om aluminium, bronze og andre legeringer.
• Jobbing Foundries: Lav produktioner i små mængder eller kundespecifikke dele.
• Produktionsstøberier: Pnproducere en stor mængde komponenter.

De metaller, der normalt bruges i støberier

Afhængigt af anvendelsen arbejder støberierne med mange forskellige metaller. De mest udbredte er:

• Støbejern: Også kendt for at være let at støbe og for at skabe vibrationsdæmpning.
  Støbt stål:  Det giver mere styrke og sejhed.
• Aluminiumslegeringer:  Korrosionsfri og let.
• Bronze og messing:  De anvendes ofte til dekorative eller slidstærke dele.
• Magnesiumlegeringer: Let og ikke så udbredt på grund af risikoen for brandfare.

De forskellige metaller opfører sig forskelligt i smeltet tilstand, og derfor er støberierne nødt til at tage højde for særlig håndtering, smeltetemperatur og formmaterialer.

Vigtige processer i et støberi

En støberiproces består af forskellige grundlæggende processer, som alle er nødvendige for kvaliteten og præcisionen af den færdige støbning:

1. Fremstilling af mønstre  

Et mønster er en kopi af den sidste genstand, der skal støbes. Det bruges til at lave formens hulrum. Modellerne kan være af træ, plast, metal eller endda voks, afhængigt af støbeteknikken.

2. Støbning  

Det betyder, at der laves et negativt aftryk af mønsteret på støbematerialet, dvs. sand eller keramik. Der findes to typer af dem: 

Grøn sandstøbning: Grøn sandstøbning bruger sand med lidt eller intet bindemiddel og er en proces, der bruges til at lave en ASTM A588-kasse eller ASTM A370-kasse (billedet), et højstyrkestøbejern, der produceres ved at støbe i forme med støbte stålakselkasser, som igen er sat i sand.  

3. Fusion og støbning  

De ovne, de bruger til at smelte metallerne, omfatter induktionsovne, elektriske lysbueovne eller kupolovne. Når metallet er smeltet, hældes det enten i formen ved hjælp af tyngdekraft, tryk eller vakuum.

4. Nedkøling og størkning  

Efter støbningen størkner metallet i en form. Fordelingen af kornstruktur og mekaniske egenskaber samt overfladefinish skyldes afkølingshastighederne.

5. Rengøring og udrystning  

Formen skilles ad (hvis der er tale om engangsforme), og den størknede del tages ud. Sandblæsning, slibning eller behandling med kemikalier er processer til rengøring af støbning.

6. Kontrol og polering  

De sidste processer omfatter dimensionelle processer, ikke-destruktive tests, varmebehandling og bearbejdning. Eventuelle fejl, som f.eks. porøsitet eller sammentrækning, påpeges og udbedres.

Hvad er casting?

Selve processen med at forme en metalgenstand ved at hælde smeltet metal i en genstand er kendt som Afstøbning. Det er processen eller metoden, ikke stedet, hvor den udføres. Støbninger kan udføres i et støberi, men de kan også udføres i værksteder eller produktionslinjer, der ikke er støberier.

Kort sagt:

• Stedet er et støberi. Processen kaldes støbning.
• Flere typer af støbning kan klassificeres generelt.

Typer af støbemetoder 

Støbning kan udføres på et par måder. Disse omfatter:

1. Sandstøbning

Det er en af de ældste og mest alsidige teknikker. Metalkomponenter i forskellige former og størrelser kan fremstilles med en sandform.

2. Trykstøbning

Betegner det at tvinge smeltet metal ind i genanvendelige stålforme under højt tryk. Typisk for aluminium-, zink- og magnesiumlegeringer i store mængder.

3. Investeringsstøbning (tabt voks)

Har stor nøjagtighed og anvendes i rumfarts- og medicinalindustrien. Voksmønstre er belagt med keramik, og voksen smeltes væk og efterlader et hulrum.

4. Permanent formstøbning

Fylder hulrum ved hjælp af tyngdekraft eller lavt tryk og brug af genanvendelige metalhulrum. Det er mere dimensionsnøjagtigt end sandstøbning.

5. Centrifugalstøbning

Centrifugalkraften bruges til at støbe delene ved at forme smeltet metal gennem den roterende form. Velegnet til cylindriske komponenter som f.eks. rør eller lejer.

Hvad er forskellen mellem et støberi og en støbning?

Tabel 1: Forskellen mellem et støberi og en støbning

Hvorfor blander folk støberi og casting sammen?

Den uadskillelige forbindelse mellem de to ord, støberi og støbning, kommer nogle gange som et resultat af, hvordan ordene bruges i det uformelle sprog og deres beskrivelse i reklamen. Udtrykkene støbefabrik eller støbeanlæg er lette at erstatte med hinanden, især hvis man mener et støberi.

Og da den vigtigste proces i et støberi er støbning, bliver de to ord i høj grad synonyme. Ikke desto mindre er adskillelsen nyttig for folk, der arbejder i sektoren, når de skal definere roller, ansvar og procedurer.

Udnyttelse af støberi og støbning i det virkelige liv

Støbning er en af de grundlæggende fremstillingsprocesser, der understøtter forskellige industrier. Støberier er en vigtig del af den tunge industri og også den lette industri. Nogle af de vigtigste områder, der er afhængige af støbte komponenter, er som følger:

1. Bilindustrien

De støbte dele bruges i vid udstrækning i motorer, transmissionssystemer, chassis og affjedringsdele. De typiske er:

• Motorblokke
• Cylinderhoveder
• Bremsetromler
• Gearkasser

Denne plads indtages af aluminium- og jernstøbegods, som er stærkt, billigt og velbearbejdet.

2. Luft- og rumfart

Luft- og rumfart kræver både letvægts- og højstyrkedele. Investeringsstøbning og andre præcisionsstøbningsprocesser anvendes.

• Turbineblade
• Dele til jetfly
• Strukturelle beslag

I dette tilfælde overvejes også systemer med dimensionstolerance og udmattelsesmodstand samt den mekaniske styrke.

3. Infrastruktur og byggeri

Formålet med at bruge støbejern og stål i konstruktionen er bl.a:

• Vandrør
• Afløbssystemer
• Støttestrukturer
• Dæksler til mandehuller

Det gør dem langtidsholdbare, og de er velegnede til infrastrukturprojekter, fordi de overlever i et hårdt miljø.

4. Kraft og energi

I termiske, vand- eller vinddrevne kraftværker kan støbegods findes i:

• Turbinehuse
• Ventilhuse
• Pumpehuse

Det er baseret på støbeprocessen, at man kan lave en stor, kompleks form, der kan modstå høje tryk- og temperaturniveauer.

5. Landbrugsudstyr

På grund af deres styrke og slidstyrke bruges tunge dele af støbejern eller duktilt materiale i traktorer, plove og høstmaskiner. De dele, der fremstilles på støberier for at hjælpe denne sektor, er:

• Gearhuse
• Komponenter til akslen
• Modvægte

Fordelene ved støberier og støbeprocesser

Støbeprocessen har flere stærke fordele, som gør den perfekt til en lang række produktionsprojekter:

Fleksibilitet i designet

Producenter bruger støbning for at opnå store overfladearealer og komplekse geometrier, indvendige hulrum og andre komplekse former, som er vanskelige eller dyre at fremstille ved hjælp af bearbejdning eller svejsning.

Stort udvalg af materialer

Støbning kan bruges til jernholdige og ikke-jernholdige metaller samt eksotiske legeringer. Støberierne har mulighed for at skræddersy materialerne, så de passer til kravene til ydeevne, f.eks. varmebestandighed, slidstyrke og korrosionsbestandighed.

Omkostningseffektivitet

Støbning er mere omkostningseffektivt sammenlignet med andre fremstillingsmetoder, især ved store produktionsniveauer. Når formen er produceret, er den videre fremstilling hurtig og overkommelig.

Minimalt affald

I de fleste moderne støberier er der indført effektiv genbrug. Skrotmetaller kan smeltes om og oparbejdes, hvilket gør råmaterialerne billigere og minimerer skaderne på miljøet.

Skalerbarhed

Støberier har fleksibiliteten til at gå fra lille produktion til masseproduktion med relativt få ændringer i processen, hvilket gør støberier til et førsteklasses valg til prototyper af fuldskalaproduktioner.

Grænser og negativer

Selv om støbning er en alsidig proces, har den også sine begrænsninger. Kendskab til ulemperne er centralt i valget af en passende fremstillingsproces.

Dimensionel nøjagtighed

Der kan forventes en vis krympning og vridning afhængigt af den anvendte støbemetode. Snævre tolerancer involverer normalt en efterfølgende proces som f.eks. bearbejdning.

Overfladefinish

Støbte overflader er ofte nødt til at gennemgå en sekundær behandling som f.eks. slibning eller polering, især ved sandstøbning.

Største opstartsomkostninger til værktøj

Forme og modeller kan være meget dyre og tidskrævende i processer som trykstøbning og investeringsstøbning.

Fejl og mangler

Porøsitet, krympning, varme revner eller indeslutninger kan opstå og kompromittere det færdige produkts integritet, medmindre disse problemer håndteres effektivt i fremstillingsprocessen.

Valg mellem støbning og andre fremstillingsprocesser 

Valget af støbning i modsætning til smedning, bearbejdning eller fremstilling afhænger af mange faktorer:

Tabel 2: Valg mellem støbning og andre fremstillingsprocesser 

Men i anvendelser, hvor der kræves meget høj mekanisk styrke, præcision eller overfladefinish, kan det være nødvendigt at erstatte støbning med smedning eller CNC-bearbejdning.

Moderne tendenser og automatisering inden for støberi

Moderne støberier udvikler sig, som enhver anden industri, hurtigt med teknologiske fremskridt. Blandt de vigtigste tendenser er der:

Intelligente støberier (IoT 4.0)

Kvalitetskontrol og produktivitet i støberier forandres af implementeringen af IoT-sensorer, datafangst i realtid og prædiktiv vedligeholdelse.

Mønstre og forme ved hjælp af 3D-print

Additiv fremstilling er blevet en metode til at producere mønstre direkte og nu endda støbeforme, hvilket i øjeblikket forkorter leveringstiden og udgifterne til prototyper.

Bæredygtighed

Støberierne bliver renere i produktionen gennem ting som elektriske smelteovne og bedre kontrol med støv/partikelemissioner.

Simuleringssoftware

Ved hjælp af sofistikeret støbesimuleringssoftware kan ingeniører se metalflow, størkning og mulige defekter, længe før de går til produktion, hvilket skaber mindre spild og forbedrer kvaliteten.

Støberiernes fremtid i den globale produktion

Selvom mere sofistikerede processer til fremstilling af dele har overhalet støberierne, er støberierne stadig vigtige. De kan skabe kraftfulde, store og komplicerede metaldele i stor skala, hvilket gør, at de fortsat er relevante i industrien. De bliver smartere og mere bæredygtige gennem digitaliseringsopfindelser, bæredygtig produktion og brug af kunstig intelligens i processtyringen.

Også den stigende popularitet af elektriske køretøjer, vindenergianlæg og forbedringen af luftfartsdomænet bidrager yderligere til den stigende efterspørgsel efter højtydende støbegods.

Oversigt: Nogle af de største forskelle mellem støberi og støbning

Tabel 3: En opsummering af de vigtigste forskelle:

Kort sagt:

Støbning foregår i et støberi. Støbning er processen i et støberi.

Afsluttende tanker

Sondringen mellem Støberi og støbning er ikke bare semantisk; det er afgørende for ingeniører, indkøbere og produktionsvirksomheder. Støberierne er store produktionsanlæg, hvor støbeprocessen udføres professionelt, sikkert og konsekvent. Når det gælder indkøb af dele, evaluering af leverandører og forbedring af produktionsprocesser, kan fordelene ved at forstå de specifikke funktioner i hvert af disse begreber resultere i øget succes og endnu bedre kvalitet af et produkt.

Ofte stillede spørgsmål 

1. Betyder støbning og støberi det samme?

Nej. Processen er støbning, og stedet, hvor støbningen foregår, er et støberi.

2. Er det muligt at støbe uden brug af et støberi?

Støbning af enhver art, selv i moderne produktionstider, kan aldrig foregå på en åben mark, da udstyret og sikkerhedskravene kræver, at det foregår i et støberi.

3. Er det mere kompliceret at støbe eller drive et støberi?

Støberi er endnu mere kompliceret, da det behandler hele livscyklussen for produktdesign og -færdiggørelse, inklusive kvalitetsstyring.

4. Findes der et støberi, der ikke bare støber?

Ja. Overfladebehandling, bearbejdning og varmebehandling er også tilgængelige på mange støberier.

5. Skal en metaldel kaldes en støbt eller en støbt del?

Processen kan angives ved brug af den støbte del, mens støberifremstillet er et alternativ, når det er vigtigt at angive oprindelse eller fremstillingskvalitet.