Forskjellen mellom støping og støperi: Når vi snakker om metallproduksjon, er det to begreper som ofte forekommer sammen: støperi og støping. Personer som arbeider med prosjektering, produksjon, metallproduksjon eller innkjøp i forsyningskjeden, bør forstå forskjellen mellom dem. En av de eldste og viktigste produksjonsprosessene i menneskehetens historie er metallstøping. Den gjør det mulig å omdanne råmetall til velformede, slitesterke og svært nøyaktige industrielle og kommersielle produkter. Ordet støping brukes ofte i fleng, men det er likevel forskjell på støping som handling og støperi som det etablissementet der støpeprosessen utføres. Disse to går hånd i hånd, men er vesensforskjellige.

Støping er å helle smeltet metall i en form for å gi det en bestemt form, enten det dreier seg om et tannhjul, et rørstykke eller en kompleks del av en motor. Det er én fase i produksjonsprosessen. Et støperi er derimot stedet der denne prosessen finner sted, og mange andre relaterte prosesser, som smelting, klargjøring av støpeformen, etterbehandling og kvalitetskontroller, foregår på en sammenhengende og skalerbar måte. Kunnskap om forskjellen mellom støpe- og støperiaktiviteter er svært viktig når det gjelder produksjonsplanlegging, kostnadsestimater og valg av leverandør.

I denne artikkelen definerer forfatteren et støperi, de viktigste stadiene og hvordan det skiller seg fra det generelle begrepet støping.

Hva er Foundry?

Et støperi er et metallstøperi. Det er her smeltet metall helles i støpeformer for å skape komplekse deler og former, i et industrianlegg eller verksted. Noen av industriene som i stor grad benytter seg av støperier, er bilindustrien, flyindustrien, byggebransjen, landbruksindustrien og energibransjen.

Oversikt over støperiprosessen

En normal drift av et støperi innebærer følgende trinn:

1. Mønsterproduksjon: Utvikle en kopi av den siste delen.
2. Formforberedelse: Støping i formhulen, det vil si sand eller metall.
3. Smelting av metall: Smelteoppvarming av metall.
4. Helles: Helling av smeltet metall i formen.
5. Avkjøling og størkning: og lar metallet kjøle seg ned og stivne.
6. Rengjøring og risting: Skraping av mugg og rengjøring.
7. Behandling, forsendelse og inspeksjon: Sliping, maskinering og kvalitetskontroll.

Et støperi er et svært teknisk miljø som kombinerer banebrytende ingeniørkunst med metallurgisk vitenskap. De består av alt fra små verksteder til store industrianlegg som kan lage tusenvis av støpegods om dagen.

Typer av støperier

Støperi. Det finnes flere varianter av støperier som spesialiserer seg på forskjellige typer støping:

• Jernholdige støperier:  Skulptur med jern og stål.
• Ikke-jernholdige støperier: Konsentrer deg om aluminium, bronse og andre legeringer.
• Jobbing Foundries: Lag produksjoner i små kvanta eller kundespesifikke deler.
• Produksjonsstøperier: Produsere en stor mengde komponenter.

Metallene som vanligvis brukes i støperier

Avhengig av bruksområde arbeider støperiene med mange forskjellige metaller. De mest utbredte er:

• Støpejern: Også kjent for å være lett å støpe og for å skape vibrasjonsdemping.
  Støpt stål:  Det gir mer styrke og seighet.
• Aluminiumslegeringer:  Korrosjonsfri og lett.
• Bronse og messing:  De brukes ofte på dekorative eller slitesterke deler.
• Magnesiumlegeringer: Lett og ikke like mye brukt på grunn av faren for brannfare.

De ulike metallene oppfører seg ulikt i smeltet tilstand, og støperiene må derfor ta hensyn til spesiell håndtering, smeltetemperatur og formmaterialer.

Viktige prosesser i et støperi

En støperiprosess består av en rekke grunnleggende prosesser som alle er avgjørende for kvaliteten og presisjonen til det ferdige støpegodset:

1. Mønsterproduksjon  

Et mønster er en kopi av det siste objektet som skal støpes. Den brukes til å lage hulrommet i støpeformen. Avhengig av støpeteknikken kan modellene være av tre, plast, metall eller til og med voks.

2. Støping  

Det betyr at et negativt avtrykk av mønsteret blir laget på støpematerialet, f.eks. sand eller keramikk. Det finnes to typer av dem: 

Grønn sandstøping: Grønn sandstøping bruker sand med lite eller ingen bindemiddel, og er en prosess som brukes til å lage en ASTM A588-boks eller ASTM A370-boks (bildet), et høyfast støpejern som produseres ved å støpe i støpeformer med støpte stålakselkasser, som i sin tur er satt i sand.  

3. Sammensmelting og støping  

Ovnene som brukes til å smelte metallene, kan være induksjonsovner, lysbueovner eller kupolovner. Etter at metallet er smeltet, helles det enten i formen ved hjelp av tyngdekraft, trykk eller vakuum.

4. Nedkjøling og størkning  

Metallet størkner deretter i formen til en støpeform etter utstøping. Kornstrukturen, de mekaniske egenskapene og overflatefinishen avhenger av avkjølingshastigheten.

5. Rengjøring og risting  

Formen demonteres (i tilfelle engangsformer), og den størknede biten tas ut. Sandblåsing, sliping eller behandling med kjemikalier er prosessene for rengjøring av støping.

6. Kontroll og polering  

De siste prosessene omfatter dimensjonering, ikke-destruktive tester, varmebehandling og maskinering. Eventuelle feil, som porøsitet eller sammentrekning, blir påpekt og utbedret.

Hva er casting?

Selve prosessen med å forme en metallgjenstand ved å helle smeltet metall inn i en gjenstand er kjent som støping. Det er prosessen eller metoden, ikke stedet den utføres på. Støping kan utføres i et støperi, men det kan også gjøres i andre verksteder eller produksjonslinjer.

For å si det enkelt:

• Stedet er et støperi. Prosessen kalles støping.
• Det finnes flere typer støping som kan klassifiseres generelt.

Typer av støpemetoder 

Støping kan utføres på flere måter. Disse inkluderer:

1. Sandstøping

Det er en av de eldste og mest allsidige teknikkene. Metallkomponenter av former og størrelser kan lages av en sandform.

2. Pressstøping

Betegner det å presse smeltet metall inn i gjenbrukbare høytrykksformer av stål. Typisk for aluminium-, sink- og magnesiumlegeringer i store volumer.

3. Investeringsstøping (tapt voks)

Har stor nøyaktighet og brukes i romfarts- og medisinsk industri. Voksmønstrene er belagt med keramikk, og voksen smeltes bort og etterlater et hulrom.

4. Permanent støping av støpeform

Fyller hulrom ved hjelp av tyngdekraft eller lavt trykk, og ved bruk av gjenbrukbare metallkaviteter. Det er mer dimensjonsnøyaktig enn sandstøping.

5. Sentrifugalstøping

Sentrifugalkraften brukes til å støpe delene ved å forme smeltet metall gjennom den roterende formen. Egnet for sylindriske komponenter, for eksempel rør eller lagre.

Hva er forskjellen mellom et støperi og et støperi?

Tabell 1: Forskjellen mellom et støperi og et støperi

Grunnen til at folk blander sammen støperi og støping?

Den uatskillelige assosiasjonen mellom de to ordene støperi og støperi kommer noen ganger som et resultat av hvordan ordene brukes i det uformelle språket og beskrivelsen av dem i reklamen. Begrepene støperi eller støperi er lette å erstatte med hverandre, spesielt hvis man mener et støperi.

I tillegg blir de to ordene svært synonyme, siden den viktigste prosessen i et støperi er støping. For folk som jobber i bransjen, er det likevel nyttig å skille mellom dem for å definere roller, ansvarsområder og prosedyrer.

Utnyttelse av støperi og støping i det virkelige liv

Støping er en av de grunnleggende produksjonsprosessene som støtter ulike industrier. Støperier er en viktig del av både tungindustrien og den lette industrien. Noen av hovedområdene som er avhengige av støpte komponenter er som følger:

1. Bilindustrien

De støpte delene brukes i stor utstrekning i motorer, transmisjonssystemer, understell og fjæringsdeler. Typiske slike er:

• Motorblokker
• Sylinderhoder
• Bremsetromler
• Girkasser

Denne plassen opptas av aluminium- og jernstøpegods, som er sterkt, billig og godt bearbeidet.

2. Luft- og romfart

Luft- og romfart krever både lette og høyfaste deler. Investeringsstøping og andre presisjonsstøpeprosesser brukes.

• Turbinbladene
• Deler til jetfly
• Strukturelle braketter

I dette tilfellet vurderes også systemer for dimensjonstoleranse og utmattingsbestandighet, i tillegg til den mekaniske styrken.

3. Infrastruktur og konstruksjon

Formålet med å bruke støpejern og stål i konstruksjonen inkluderer:

• Vannrør
• Dreneringssystemer
• Støttestrukturer
• Kumlokk

Det gjør dem slitesterke, og de egner seg godt til infrastrukturprosjekter fordi de overlever i et tøft miljø.

4. Kraft og energi

I varme-, vann- eller vindkraftverk kan støpegods finnes i:

• Turbinhus
• Ventilhus
• Pumpehus

Støpeprosessen gjør det mulig å lage store, komplekse former som tåler høye trykk- og temperaturnivåer.

5. Landbruksutstyr

På grunn av sin styrke og slitestyrke brukes tunge støpejerns- eller duktile deler i traktorer, ploger og innhøstingsmaskiner. Delene som lages i støperier for å hjelpe denne sektoren er:

• Girhus
• Akslingskomponenter
• Motvekter

Fordelene med støperier og støpeprosesser

Støpeprosedyren har flere sterke fordeler som gjør den perfekt for en lang rekke produksjonsprosjekter:

Fleksibel design

Produsenter bruker støping for å oppnå store overflatearealer og komplekse geometrier, innvendige hulrom og andre komplekse former som er vanskelige eller kostbare å produsere ved hjelp av maskinering eller sveising.

Stort utvalg av materialer

Støping kan brukes med jernholdige og ikke-jernholdige metaller samt eksotiske legeringer. Støperiene har mulighet til å skreddersy materialene slik at de passer til ytelseskravene, for eksempel varmebestandighet, slitestyrke og korrosjonsbestandighet.

Kostnadseffektivitet

Støping er mer kostnadseffektivt sammenlignet med andre produksjonsmetoder, spesielt ved store produksjonsnivåer. Når støpeformen er produsert, er videre produksjon rask og rimelig.

Minimalt med avfall

I de fleste moderne støperier er det innført effektiv resirkulering. Metallskrap kan smeltes om og bearbeides på nytt, noe som gjør råmaterialene billigere og minimerer miljøbelastningen.

Skalerbarhet

Støperier har fleksibiliteten til å gå fra småskalaproduksjon til masseproduksjon med relativt små endringer i prosessen, noe som gjør støperier til et førsteklasses valg ved prototyping av fullskalaproduksjoner.

Grenser og negative sider

Selv om støping er en allsidig prosess, har den også sine begrensninger. Kunnskap om ulempene er avgjørende når man skal velge en egnet produksjonsprosess.

Dimensjonell nøyaktighet

Noe krymping og skjevhet kan forventes, avhengig av hvilken støpemetode som brukes. Trange toleranser innebærer vanligvis en etterfølgende prosess, for eksempel maskinering.

Overflatebehandling

Støpte overflater må ofte gjennomgå sekundær behandling som sliping eller polering, spesielt ved sandstøping.

Største oppstartskostnad for verktøy

Støpeformer og modeller kan være svært kostbare og tidkrevende i prosesser som pressstøping og investeringsstøping.

Mangler

Porøsitet, krymping, varme rifter eller inneslutninger kan oppstå og kompromittere integriteten til det ferdige produktet, med mindre disse problemene håndteres effektivt i produksjonsprosessen.

Valg mellom støping og andre produksjonsprosesser 

Valget av støping i motsetning til smiing, maskinering eller fabrikasjon avhenger av mange faktorer:

Tabell 2: Valg mellom støping og andre produksjonsprosesser 

I tilfeller der det kreves svært høy mekanisk styrke, presisjon eller overflatefinish, kan det imidlertid være nødvendig å erstatte støping med smiing eller CNC-maskinering.

Moderne trender og automatisering i støperibransjen

Moderne støperier, som alle andre bransjer, utvikler seg raskt i takt med teknologiske fremskritt. Blant de viktigste trendene er:

Smarte støperier (IoT 4.0)

Kvalitetskontroll og produktivitet i støperier er i ferd med å endres gjennom implementering av IoT-sensorer, datafangst i sanntid og prediktivt vedlikehold.

Mønstre og støpeformer ved hjelp av 3D-printing

Additiv produksjon har blitt en metode for å produsere mønstre direkte og nå til og med støpeformer, noe som i dag forkorter ledetiden og utgiftene til prototyping.

Bærekraft

Støperiene blir stadig renere i produksjonen, blant annet ved hjelp av elektriske smelteovner og bedre kontroll av støv-/partikkelutslipp.

Simuleringsprogramvare

Ved hjelp av sofistikert programvare for støpesimulering kan ingeniørene se metallflyt, størkning og mulige defekter i god tid før de går til produksjon, noe som gir mindre avfall og bedre kvalitet.

Støperienes fremtid i den globale produksjonsindustrien

Selv om mer sofistikerte prosesser for produksjon av deler har tatt over for støperiene, er støperiene fortsatt viktige. De kan lage kraftige, store og kompliserte metalldeler i stor skala, noe som gjør at de fortsatt er relevante i industrien. De blir stadig smartere og mer bærekraftige gjennom digitalisering, bærekraftig produksjon og bruk av kunstig intelligens i prosesskontrollen.

Den økende populariteten til elektriske kjøretøyer, vindkraftinstallasjoner og forbedringen av romfartsområdet bidrar også til den økende etterspørselen etter høyytelsesstøpegods.

Oversikt: Noen av de viktigste forskjellene mellom støperi og støping

Tabell 3: En oppsummering av de viktigste forskjellene:

Kort sagt:

Støping foregår i et støperi. Støping er prosessen i et støperi.

Avsluttende tanker

Skillet mellom støperi og støping er ikke bare semantisk; det er essensielt for ingeniører, innkjøpere og produksjonsbedrifter. Støperiene er store produksjonsanlegg der støpeprosessen utføres profesjonelt, sikkert og konsekvent. Når det gjelder innkjøp av deler, evaluering av leverandører og forbedring av produksjonsprosesser, kan fordelene ved å forstå de spesifikke funksjonene til hvert av disse begrepene resultere i økt suksess og enda bedre kvalitet på produktet.

Ofte stilte spørsmål 

1. Betyr støping og støperi det samme?

Nei. Prosessen er støping, og stedet der støpingen utføres, er et støperi.

2. Er det mulig å støpe uten bruk av støperi?

Selv i moderne produksjonstider kan støping av noe slag aldri foregå på et åpent felt, ettersom utstyrs- og sikkerhetskravene krever at det skjer i et støperi.

3. Er det mer komplisert å støpe eller drive et støperi?

Støperiet er enda mer komplisert, siden det behandler hele livssyklusen for produktdesign og ferdigstillelse, inkludert kvalitetsstyring.

4. Finnes det noe støperi som ikke bare støper?

Ja, overflatebehandling, maskinering og varmebehandling er også tilgjengelig i mange støperier.

5. Skal en metalldel kalles en støpt eller en støpt del?

Prosessen kan angis ved å bruke støpt del, mens støperiprodusert er et alternativ når det er viktig å angi opprinnelse eller produksjonskvalitet.