Приклад ливарної технології виробництва широкої номенклатури металоконструкцій для подальшого масштабування в процесі розбудови машинобудування

Автор(и)

  • Володимир Дорошенко Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України https://orcid.org/0000-0002-0070-5663
  • Олександр Янченко Вінницький національний технічний університет https://orcid.org/0000-0002-3888-3772

DOI:

https://doi.org/10.63341/vjmet/2.2024.11

Ключові слова:

дрібносерійне виробництво, ливарний цех, піщана форма, лиття за газифікованими моделями, розвиток машинобудування, номенклатура продукції

Анотація

 З огляду перспектив розбудови українського машинобудування розглянуто тип виробництва металопродукції і діючий приклад його реалізації, які рекомендуються для масштабування. Виробництво металовиробів широкої номенклатури і різної серійності показано на прикладі невеликого ливарного цеху, що працює за технологією лиття металу за газифікованими моделями (ЛГМ). Аналіз виробничої практики експлуатації цієї технології виконано з метою її масштабування і мотивування підприємств та інженерних установ до її активного впровадження, що сприятиме відродженню українського машинобудування, підвищенню рівня інноваційності в економіці та забезпеченню її конкурентоспроможності на міжнародному рівні. Показано зразки продукції ливарного цеху, проаналізовано особливість та переваги ЛГМ-технології, невисокі інвестиційні потреби організації такого цеху завдяки можливості виготовлення більшості обладнання та оснастки для нього українськими підприємствами. Міцність ливарної піщаної форми при ЛГМ зумовлена інноваційним застосуванням передусім законів фізики за рахунок унікального створення в стінках форми градієнта газового тиску від випаровування разової ливарної моделі з пінополімеру разом з вакуумуванням піску форми. Це дає змогу виготовляти ливарні форми з сухого кварцового піску при обтіканні ним модельних конструкціій різноманітної геометричної конфігурації за допомогою методу віброущільнення, забезпечуючи багаторазовий обіг цього піску. Відмічено перспективи цифровізації ЛГМ-процесу з акцентом на 3D-друк ливарних моделей що нерідко на порядок скорочує час від креслення конструкціїї до її виготовлення в металі. Послідовність операцій при ЛГМ зображено ескізною схемою. Структуру впливу основних технологічних параметрів ЛГМ на якість виливків показано за допомогою діаграми Ішікави, на якій окремі фактори позначено з урахуванням останніх досліджень та значного досвіду удосконалення ЛГМ-процесу науковцями ФТІМС НАН України. Виконане дослідження може стати основою для створення промислових осередків росту на етапі відновлення машинобудування, а також для розробки стратегій модернізації ливарних процесів, впровадження нових технологій і підвищення рівня автоматизації. У підсумку, це сприятиме підвищенню економічної стійкості та створенню нових можливостей для зростання промислового сектора країни

Біографії авторів

Володимир Дорошенко, Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України

Доктор технічних наук, провідний науковий співробітник

Олександр Янченко, Вінницький національний технічний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Посилання

Askerov, M.G. (2021). New materials for the production of interchangeable parts of tillage agricultural machinery. Bulletin of the National Technical University “KhPI”, 2(8), 3-8. doi: 10.20998/2413-4295.2021.02.01.

Baykasoglu, A., Büyükozkan, G. & Dereli, T. (2004). Technology oriented new product development in a rapidly changing world. In Proceedings of the conference IMS-2004, 4th international symposium on intelligent manufacturing systems (pp. 1040-1048). Sakarya: Turkey.

Bilopolskyi, M., Merkulov, M., Tsimoshynska, O., Palii, S., & Mazur, Y. (2024). Modern trends in the development of the market economy of Ukraine in the vector of the globalized innovation and investment space. Bulletin of the East European University Economics and Management, 1(31), 16-29. doi: 10.58253/2078-1628-2024-1(31)-002.

Cheiliakh, O.P., & Cheiliakh, Ya.O. (2020). Implementation of physical effects in the operation of smart materials to form their properties. Progress in Physics of Metals, 21(3), 363-463. doi: 10.15407/ufm.21.03.363.

Densen Group. (2020). The process sequence of Lost Foam casting process. Retrieved from https://surl.li/dieezh.

Doroshenko, V.C., & Kalyuzhny, P.B. (2024). Isothermal hardening of iron-carbon alloys combined with their casting. The Scientific Technical Journal Metal Science and Treatment of Metals, 30(1), 47-59. doi: 10.15407/mom2024.01.047.

Doroshenko, V.S. (2021). Neutralization of gases during metal casting by gasifying models and prerequisites for using 3D-printed models for this. Casting Processes, 145(3), 32-43. doi: 10.15407/plit2021.03.032.

Feier, A., Dankanych, V., & Niagovskyi, I. (2023). Diversification of regional economy: Key to sustainable development. International Scientific Journal “Education and Science”, 1(34), 238-246.

Gnatush, V.A. (2024). Metal castings market 2020-2022: World, Europe, Ukraine. Casting Processes, 2(156), 64-74. doi: 10.15407/plit2023.02.056.

Ishchuk, S.O. (2022). Development of mechanical engineering in Ukraine: Problems and ways to solve them. Lviv: State University Institute of Regional Studies named after M. I. Dolishny NAS of Ukraine.

Ishikawa, K. (1985). What is total quality control? The Japanese way. London: Prentice Hall.

Jordan, S., & DeBruin, M. (2017). Additive manufacturing evaporative casting. In Contributed papers from materials science and technology 2017 (MS&T17) (pp. 281-288). Pittsburgh: David L. Lawrence Convention Center. doi: 10.7449/2017/MST_2017_281_288.

Jordan, S., Debruin, M., Cilkilic, E., & Luo, A. (2021). Thin-walled ductile iron with lost foam and nobake casting. Modern Casting, 111(9), 40-45.

Kumar, S., Kumar, P., & Shan, H.S. (2007). Effect of process parameters on the solidification time of Al-7%Si alloy castings produced by VAEPC process. Materials and Manufacturing Processes, 22(7-8), 879-886. doi: 10.1080/10426910701448941.

Kushnirenko, O., & Gakhovich, N. (2023). Strategic directions of post-war recovery of mechanical engineering in Ukraine. Economic Bulletin of the University, (56), 5-15. doi: 10.31470/2306-546X-2023-56-05-15.

Lehmhus, D. (2022). Advances in metal casting technology: A review of state of the art, challenges and trends - Part I: Changing markets, changing products. Metals, 12(11), article number 1959. doi: 10.3390/met12111959.

Michaels, R. (2005). Final technical report quantification and standardization of pattern properties for the control of the lost foam casting process. Seymour: Industrial Analytics Corporation. doi: 10.2172/850341.

Modular mine trawl with improved characteristics. (2018). Retrieved from https://surl.gd/gmnoop.

Natsir, Ch. (2022). What is advanced manufacturing and its benefits for your company? Retrieved from https://www. hashmicro.com/blog/what-is-advanced-manufacturing/.

Shinsky, O.Y., Shalevska, I.A., Shinsky, V.O., Kalyuzhny, P.B., Shevchuk, T.V., Lysenko, T.V., Slyusarev, V.A., Pogrebach, E.V., & Kolomiytsev, S.V. (2018). Principles of construction and identification of a multi-level system for controlling parameters of the technological cycle of production of cast structures. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5/1, 25-32.

Shulyak, V.S. (2007). Casting according to gasified models. St. Petersburg: Professional.

Sobkevich, O.V. (2024). Directions of the development of mechanical engineering in Ukraine as a driver of economic development during the war and in the post-war period. Retrieved from https://niss.gov.ua/doslidzhennya/ekonomika/ napryamy-rozbudovy-mashynobuduvannya-v-ukrayini-yak-drayvera-ekonomichnoho.

Unite engineering schools for the reconstruction of Ukraine. (2024). Retrieved from https://kpi.ua/node/20803.

##submission.downloads##

Переглядів анотації: 5

Опубліковано

2025-10-28

Як цитувати

[1]
В. Дорошенко і О. Янченко, «Приклад ливарної технології виробництва широкої номенклатури металоконструкцій для подальшого масштабування в процесі розбудови машинобудування», ВМТ, вип. 10, вип. 2, с. 11–20, Жов 2025.

Номер

Розділ

Articles

Метрики

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.