Schelpengietenis een proces waarbij het zand, vermengd met een thermohardende hars, in contact wordt gebracht met een verwarmde metalen patroonplaat, zodat er een dun en sterk schimmelomhulsel rond het patroon wordt gevormd. Vervolgens wordt de schaal uit het patroon verwijderd en worden de kap en de sleep samen verwijderd en in een fles met het benodigde back-upmateriaal bewaard en wordt het gesmolten metaal in de mal gegoten.
Voor het bereiden van het schelpenvormzand wordt doorgaans droog en fijn zand (90 tot 140 GFN) gebruikt dat volledig vrij is van klei. De te kiezen korrelgrootte is afhankelijk van de gewenste oppervlakteafwerking van het gietstuk. Een te fijne korrelgrootte vereist een grote hoeveelheid hars, wat de mal duur maakt.
De synthetische harsen die bij het vormen van schelpen worden gebruikt, zijn in wezen thermohardende harsen, die door hitte onomkeerbaar worden verhard. De meest gebruikte harsen zijn fenolformaldehydeharsen. Gecombineerd met zand hebben ze een zeer hoge sterkte en weerstand tegen hitte. De fenolharsen die bij het vormen van schaaldelen worden gebruikt, zijn gewoonlijk van het tweetrapstype, dat wil zeggen dat de hars een overmaat aan fenol bevat en zich gedraagt als een thermoplastisch materiaal. Tijdens het bekleden met het zand wordt de hars gecombineerd met een katalysator zoals hexamethyleentetramine (hexa) in een hoeveelheid van ongeveer 14 tot 16% om de thermohardende eigenschappen te ontwikkelen. De uithardingstemperatuur hiervoor zou ongeveer 150 C zijn en de benodigde tijd zou 50 tot 60 seconden zijn.
Voordelen van het Shell Mold Casting-proces
1.Gietstukken in schelpvormzijn over het algemeen dimensioneel nauwkeuriger dan zandgietstukken. Het is mogelijk om een tolerantie van +0,25 mm te verkrijgen voor stalen gietstukken en +0. 35 mm voor grijs gietijzeren gietstukken engietijzeren gietstukkenonder normale werkomstandigheden. In het geval van schaalvormen met nauwe toleranties kan men deze voor specifieke toepassingen verkrijgen in het bereik van +0,03 tot +0,13 mm.
2. Bij schaalgietstukken kan een gladder oppervlak worden verkregen. Dit wordt voornamelijk bereikt door de fijnere korrelgrootte die wordt gebruikt. Het typische bereik van ruwheid ligt in de orde van 3 tot 6 micron.
3. Diepgangshoeken, die lager zijn dan de zand gietstukken, zijn vereist in schaalvormen. De vermindering van de diepgangshoeken kan 50 tot 75% bedragen, wat aanzienlijk bespaart op de materiaalkosten en de daaropvolgende bewerkingskosten.
4. Soms kunnen speciale kernen worden geëlimineerd bij het vormen van schaaldelen. Omdat het zand een hoge sterkte heeft, zou de mal zo kunnen worden ontworpen dat er direct interne holtes kunnen worden gevormd met de noodzaak van schaalkernen.
5. Ook kunnen zeer dunne secties (tot 0,25 mm) van het type luchtgekoelde cilinderkoppen gemakkelijk worden gemaakt door het vormen van de schaal vanwege de hogere sterkte van het zand dat voor het vormen wordt gebruikt.
6. De doorlaatbaarheid van de schaal is hoog en daardoor ontstaan er geen gasinsluitsels.
7. Er moet een zeer kleine hoeveelheid zand worden gebruikt.
8. Mechanisatie is gemakkelijk mogelijk vanwege de eenvoudige verwerking die gepaard gaat met het vormen van schaaldelen.
Beperkingen van het Shell-gietproces
1. De pattens zijn erg duur en daarom alleen economisch bij gebruik op grote schaal. In een typische toepassing wordt het vormen van schaalmodellen economisch ten opzichte van zandvormen als de vereiste productie hoger is dan 15.000 stuks vanwege de hogere patroonkosten.
2. De grootte van het gietstuk verkregen door schaalgieten is beperkt. Over het algemeen kunnen gietstukken met een gewicht tot 200 kg worden gemaakt, maar in kleinere hoeveelheden worden gietstukken tot een gewicht van 450 kg gemaakt.
3. Zeer gecompliceerde vormen kunnen niet worden verkregen.
4. Er is meer geavanceerde apparatuur nodig voor het hanteren van de schaalvormstukken, zoals die welke nodig zijn voor verwarmde metalen patronen.
Posttijd: 25 december 2020