5.1 Samband mellan modellutrustning, formningsmetod och seriestorlek

5.1.1.1 Översikt

Även själva modelltillverkningsarbetet har utvecklats genom datortekniken. Från att tidigare varit ett till stor del manuellt arbete utnyttjas idag numeriskt styrda fräsmaskiner, som utgående från ett CAD-underlag fräser fram modellen.  I dag finns även möjlighet till att framställa gjutformen direkt från ett CAD underlag med 3D sandprintning.

Modellutrustningens utförande har stor betydelse för kvaliteten hos det tillverkade gjutgodset. Dessutom utgör modellutrustningen, speciellt vid korta serier, en väsentlig del av gjutgodspriset. Stor omsorg bör därför ägnas åt att välja en optimal kvalitet på modellutrustningen med hänsyn till utförande och kvalitet.

Många faktorer är avgörande för hur en modellutrustning skall vara beskaffad. De viktigaste är:

• Antal gjutstycken som skall tillverkas under utrustningens livstid.
• Gjutgodsets storlek och utformning.
• Vilken formningsmetod, som skall användas.
• Kraven på måttnoggrannhet hos gjutgodset, det vill säga vilken toleransgrad godset skall innehålla.

5.1.1.2 Samband mellan modellutrustning, formningsmetod och seriestorlek

Ofta medför detta att flyttning av en modellutrustning från ett gjuteri till ett annat drar med sig avsevärda kostnader för ändringar av utrustningen. Exempelvis är det vanligt att ingjuts- och matningstekniken måste ändras.

Det är dessutom inte ovanligt att ett gjuteri, innan man överlämnar en modellutrustning till ett annat gjuteri, avlägsnar till exempel gjutsystemet, som man utvecklat och utprovat för att få ett optimalt resultat.

I det följande ges några exempel på modellutrustningar för gjutna produkter i olika vikter och olika seriestorlekar.

Modellen (figuren nedan) tas fram med CNC-styrda fräsar ur block av porös polystyren med densiteten 0,02 kg/dm³. Före gjutningen bestryks modellen med ett tjockt lager black och formas in i en självhärdande formmassa, till exempel furanharts- eller vattenglasbunden massa. Modellen lämnas antingen kvar i formen och förgasas vid gjutningen eller tas ut ur formen före avgjutning. Det senare förfarandet tillämpas i vissa fall med hänsyn till de gaser som annars bildas under avgjutningen. Dock finns numera på marknaden polystyrenmaterial som uppges mindre farliga gaser vid förbränning.

Ytan på godset blir relativt grov. Därför behövs förhållandevis stora bearbetningstillägg. Motsläppningar och vissa hålrum kan vid detta modellmaterial formas utan användning av kärnor. Kostnaden för en frigolitmodell jämfört med motsvarande trämodell beräknas vara 10 till 25 procent.

Modell och kärnlådor tillverkas av trä och lackeras omsorgsfullt. Formning sker för hand i självhärdande formmassa, till exempel furanharts- eller vattenglasbunden massa. Samma typ av massa används för kärnorna. Modellen utförs vanligen delad.

Modellutrustning av trä eller plast används. Om plastmodell används lamineras denna med glasfiber och förses invändigt med förstärkningsfjädrar. Modellen läggs ofta på ett brätt av trä med komplett ingjutsystem utformat i trä. Tillverkning av form och kärna sker i självhärdande massa, till exempel furanharts- eller vattenglasbunden massa.

Modellutrustningen tillverkas oftast av plast. Tidigare var även aluminium vanligt. Plastmodell är normalt billigare än aluminium. Kärnlådor tillverkas av samma material i de fall kärnmassan är av självhärdande typ. Skalsandskärnor kan användas i detta fall. I det fallet tillverkas kärnlådorna i gjutjärn.

Lättmetallgjutgods i seriestorlekar över 500 per år gjuts ofta i permanenta formar. Kokillgjutning är en tänkbar gjutmetod om transmissionshuset i stället skulle gjutas i lättmetall. Vid kokillgjutning kan antingen sandkärnor eller permanenta kärnor användas.

Modellutrustningen tillverkas i plast, aluminium eller gjutjärn. Det senare materialet föredras ofta på grund av större slitstyrka och slagtålighet. Kärnor tillverkas i varm- eller kallhärdande kärnmassa i en mekaniserad eller automatiserad anläggning. För stålgjutgods används ofta skalformning. Följande figur visar ett exempel på modell tillverkad i gjutjärn.

Vid en så stor serie som i det här exemplet används en högklassig helbearbetad järnmodellutrustning för automatisk formning och kärntillverkning. I ett fall som detta kan det löna sig att tillverka modellen av till exempel verktygsstål. Fixturer används för montering, kontroll och iläggning av kärnorna. Modellen kan i gjutjärnsalternativet ges ökad slitagestyrka genom ytbehandling såsom förkromning eller förnickling.