Главная особенность литья по выжигаемой модели — использование пенопласта на основе полистирола (EPS) или сополимера стирола и метилметакрилата (STMMA) как исходного материала. Из него методом предварительного вспенивания и формовки изготавливают модельные блоки, которые собирают в единую модель. Готовую модель погружают в сухой песок, уплотняют вибрацией и заливают расплавом металла под разрежением. Высокотемпературный расплав испаряет пенопластовую модель, продукты газификации выводятся через слой краски и сухой песок, металл заполняет освободившееся пространство и после затвердевания формирует отливку. По сравнению с другими технологиями литья процесс по выжигаемой модели имеет следующие преимущества:

Благодаря вышеперечисленным особенностям литьё по выжигаемой модели имеет существенные преимущества по расходам на изготовление моделей, формовочные и очистные операции.

(1) Пригодность для различных сплавов отливокВ целом данная технология подходит для всех сплавов, допускающих литьё, область её применения шире, чем у традиционного песчаного литья. Обычное песчаное литьё не позволяет отливать титановые сплавы, а при использовании кварцевого песка в технологии выжигаемых моделей это реализуемо. Сейчас по этой технологии производят отливки из обычной литейной стали, жаропрочных легированных сталей, нержавеющей стали, никель-железных сплавов, обычного серого чугуна, износостойкого чугуна, белого чугуна, жаро- и коррозионностойкого чугуна, высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, алюминиевых и медных сплавов. Отливки из высокоплавких сплавов получаются с минимальным пригаром песка, без облоя и заусенцев, легко поддаются очистке, их структура равномерная.

(2) Пригодность для отливок разных размеровМаксимальные размеры и количество изделий определяются габаритами рабочей поверхности виброуплотнителя и размерами опок (длина × ширина × высота). Поэтому диапазон размеров отливок значительно шире, чем при песчаном литье. На виброуплотнитель можно устанавливать опоки разных габаритов, удобно размещать в них изделия разной величины, включая мелкие детали, собранные в блоки. Возможно получение отливок весом от нескольких килограммов (мелкие сборные изделия) до одной тонны и более (ограничивается вместимостью индукционной печи): опоры из стали ZG35, малые молотки, колосники, столы весом более тонны из чугуна HT250, основания гидроцилиндров и другие изделия. Размер крупных отливок определяется объёмом плавильной индукционной печи, а компоновка мелких деталей в опоках отличается большой гибкостью.

(3) Пригодность для отливок сложной конструкцииТехнология особенно эффективна для изделий со сложной внутренней структурой: многослойными полостями, глухими отверстиями, изогнутыми каналами. Она исключает трудности, связанные с разделением модели на части и формовкой, а также проблемы при расположении больших плоскостей в верхней части формы. Многие изделия, сложные для обычного песчаного литья из-за большого числа стержней и сложных поверхностей разъёма форм, успешно производятся по данной технологии: длинные гильзы, блоки цилиндров, винты, рабочие колёса насосов, корпуса и другие конструкции с развитой внутренней полостью, включая блоки и головки автомобильных двигателей, впускные коллекторы.

(4) Возможность единичного и массового производстваНа каждую отливку расходуется одна пенопластовая модель (EPS, EPMMA или STMMA). При массовом выпуске необходимо учитывать стоимость оснастки для изготовления пенопластовых моделей. Например, для массового изготовления опор дорожных ограждений из стали ZG35, выпускаемых тоннами непрерывно, оптимально применять формовку гранул EPS в пресс-формах; то же относится к износостойким молоткам из высокохромистого чугуна. При единичном или мелкосерийном производстве удобнее изготавливать модели путём раскроя заготовок EPS с последующей склейкой. Возможность ручного изготовления моделей или массового формования гранулами обеспечивает высокую гибкость технологии.

(5) Качественные преимущества отливок по выжигаемой моделиТехнология сочетает особенности формования по выжигаемой модели, вакуумного литья V и точного литья по выплавляемым моделям, объединяя достоинства всех трёх методов.Отсутствие множества стержней исключает погрешности размеров от сборки стержней. Точность размеров отливок соответствует классам точности CT5–CT7, шероховатость поверхности Ra 6,3–12,5 мкм — показатели между обычным песчаным и точным литьём. Использование сухого наполняющего песка исключает дефекты, вызываемые влагой, связующими веществами и добавками, снижает процент брака и улучшает качество отливок.

Таблица 1-2 Сравнение шероховатости поверхности отливок, полученных разными методами литья

(6) Возможность организации экологически чистого производстваПри заливке чугуна выделение органических веществ из полистирола составляет всего 0,3% от массы расплава, для самотвердеющих песков этот показатель равен 5%. Выделение органических газов происходит короткое время в ограниченной зоне, что упрощает их сбор. Отработанные газы отсасывают под разрежением и очищают путём сжигания, продукты сжигания безопасны для окружающей среды. Коэффициент повторного использования отработанного песка превышает 95%. По сравнению с традиционными методами литья значительно снижаются шум и запылённость цеха, уменьшается физическая нагрузка на персонал, улучшаются условия труда. Технология легко поддаётся механизации, автоматизации и организации экологически безопасного производственного процесса.