Сущность способа и последовательность операций при изготовлении форм методом вакуум-пленочной формовки на данном производстве заключается в следующем:

• подмодельная плита выполнена в виде герметичной коробчатой конструкции, полость которой соединена с атмосферой сквозными каналами (вентами), выполненными в самой плите и в моделях, а через клапан соединена с вакуумной системой;
• над модельной плитой устанавливается нагреватель с помощью которого специальная "модельная" пленка разогревается и переходит в более пластическое состояние, после чего она накладывается на плиту с моделями и с помощью регулируемого вакуума плавно присасывается к поверхности моделей;
• на пленку наносится слой 0,1 - 0,4 мм противопригарной краски с помощью пульверизатора безвоздушного напыления, а затем сушка краски осуществляется регулируемыми направленными потоками предварительно нагретого воздуха или естественным образом в цикле работы формовочной линии за счет применения спиртовых быстросохнущих растворителей.
• на модельную плиту устанавливается опока с двойными стенками и со встроенными сетчатыми фильтрами и клапанами. Затем в опоку засыпается обычный сухой огнеупорный песок и распределяется в опоке путем ряда минидозирующих отверстий пропорционально распределенных в днище дозатора по поверхности контрлада полуформы и дополнительно при необходимости с помощью бесшумной минимальной вибрации. Противопригарная краска оказывается между "модельной" пленкой и формовочным песком.
• на контрлад полуформы накладывается пленка самого низкого качества, после чего опока подключается к вакуумной системе, а затем модельная плита с задержкой по времени отключается от системы вакуумирования.
• полуформа снимается с модельной плиты, но при всех транспортных манипуляциях опока должна быть постоянно соединена с вакуумной системой.
• проставляются стержни, форма собирается и заливается металлом, а через незначительное время после образования корки металла форма отключается от вакуума на некоторое расчетное время до последующей передачи и транспортировки на выбивку;
• охлажденная форма в сборе или отдельными полуформами (в разной последовательности) подается на простейшую выбивку, а конкретно на решетку, где после отключения вакуума от опок песок высыпается без дополнительных нагрузок и отливка передается на транспортер, затем песок охлаждается и передается для повторного использования. При этом, возможны различные комбинации - съем полуформы верха с отливкой, съем полуформы верха без отливки и затем удаление отливки до удаления песка, съем полуформы верха без отливки и удаление отливки после удаления песка, удаление песка из формы с последующем очередным съемом полуформы верха и отливки или наоборот и т.д. Таким образом, выбивка форм по V-процессу принципиально отличается от выбивки традиционных форм ПГС, так как, в нашем случае песок "самотеком" высыпается из опок без приложения традиционной вибрации, что обеспечивает бережное освобождение отливки от формовочной смеси.
• отливки передаются на очистку, упаковку и транспортировку.

С помощью этого метода можно получать различные отливки из чугуна, стали и цветных сплавов с повышенной точностью и чистотой поверхности в отличии от традиционных способов изготовления форм. Чем собственно успешно и пользуются уже достаточно длительное время на предприятии Asuzac Group, Япония.

Полость вакуум-пленочной формы, находящейся под вакуумом, заполняется расплавленным металлом быстрее, чем при литье в песчано-глинистые формы. Дополнительно к этому поверхность полости вакуумной формы гораздо меньше подвергается разрушающему воздействию металла, чем форма ПГС. Эти характеристики делают возможным производство самых тонкостенных отливок по V-процессу. При этом отливки не имеют поверхностных искажений и обладают прекрасной плоскостностью. Поэтому некоторые из особо тонкостенных отливок больше похожи на изделия штампового или прокатного производства.

Вакуумно-пленочная формовка (Vacuum cast)

Технологический процесс, основные принципы и особенности:

1. В процессе производства используется специальная вакуумная форма с вытяжной камерой и с отверстиями для откачки воздуха.
2. Нагретую до размягченного пластичного состояния пленку из полимерного материала помещают на заранее подготовленную форму. Затем вакуумный насос выкачивает воздух. Это приводит к тому, что под действием приложенной силы вакуумного насоса полимерная пленка плотно прижимается к форме и оформляется в готовое изделие.

3. Затем на уже прижатую к форме пленку из полимерного материала накладывается опока, оборудованная трубой для откачки воздуха со специальным фильтром.
4. Внутренняя часть опоки заполняется специальным сухим формовочным песком, не имеющим спаивающих (вяжущих) веществ и других дополнительных примесей. Мелкими встряхиваниями вибростола достигается уплотнение заполнителя опоки, удаляются излишки засыпного материала, а сверху опока накрывается полимерной пленкой, необходимой для уплотнения заполнителя. После этого открывается клапан трубы для откачки воздуха, что приводит к возникновению вакуума в формовочном песке. В результате этого возникает разница внешнего и внутреннего давления на форме (приблизительно 300~400 миллиметров ртутного столба). Благодаря указанной разнице давлений получается форма для литья, обладающая достаточно высокой жесткостью. Значение жесткости формы по шкале твердости может достигать плюс-минус 95.

5. После полного окончания приложения усилия вакуума внутри формы, указанную форму необходимо извлечь, чтобы получилась полость. Усилие должно прилагаться к форме до тех пор, пока форму можно будет извлечь без особых усилий и без ущерба для полученной полости для заливки. Нижнюю часть опоки изготавливают точно также, как и описано выше для верхней части опоки.
6. В форму устанавливаются различные литейные стержни, затем после формовки изделия они убираются, нижняя и верхняя части опоки совмещаются и происходит залитие формы. 

7. Усилие вакуумного насоса должно прилагаться вплоть до полного затвердевания изделия. После полного затвердевания изделия, прекращается откачка воздуха из формы. И когда давление внутри формы начнет приближаться к атмосферному, нижняя и верхняя части формы автоматически распадутся.
   Важные моменты:
   (1) разница внешнего и внутреннего давления на форме обеспечивает необходимую жесткость и прочность изделия, а также точное соответствие изделия выпуклостям и полостям формы.
   (2) при подсоединение вакуумного насоса, труба для откачки воздуха, оборудованная специальным фильтром, должна устанавливаться в соответствующее место верхней и нижней опоки еще до начала заполнения их песком, но после помещения туда модели и литейных стержней, а также после накладки на опоки пленок для уплотнения заполнителя.

Преимущества V-формовки:

• Повышается качество формовки изделий: поверхность формованного изделия гладкая и чистая, изделие обладает четкими краями и очертаниями, кроме того, размеры готового изделия строго соответствуют заданным. Готовое изделие обладает высокой степенью твердости, твердость изделия равномерна. Легкость извлечения модели будущего изделия из литейной формы.
• Простота используемого оборудования, низкие капиталовложения, невысокие расходы на техническое обслуживание и профилактический ремонт, связанные с функционированием и эксплуатацией указанного оборудования. Это все указано без учета соответствующего оборудования, используемого в процессе производства и служащего для отбора материалов с низким количеством посторонних примесей, отбора материалов, обладающих низкими вяжущими свойствами, и предназначенного для смешивания материалов. Коэффициент использования отработанной формовочной смеси составляет приблизительно 95% и выше. Капиталовложения в оборудование уменьшается на 30%. Энергетические затраты при использовании данного оборудования составляют 60% от оборудования, применяемого при литье «влажного» типа. Затраты людских ресурсов уменьшаются на 35%.
• Долговечность эксплуатации литейной формы и опоки.
• Высокий коэффициент использования металла. При использовании формовки V типа, металл обладает сравнительно хорошей активностью, хорошей способностью к заполнению формы. Можно производить тонкостенные детали с толщиной стенки всего 3мм. Готовые изделия обладают высокой степенью жесткости, медленно охлаждаются. При использовании дополнительных скрепляющих приспособлений значительно уменьшается выпор отливки. Повышается производительность, уменьшается припуск на обработку изделий.

Недостатки:

• Сложный процесс изготовления литейной формы, трудно увеличить производительность изделий малой формы.
• От начала и до конца технологического процесса используется вакуум, тяжело механизировать труд.
• Из-за того, что на заготовки из полимерных материалов накладывают ограничения по тягучести и пластичности материала, то это ограничивает сферу применения указанной технологии.
• Проблема пыли и охлаждения формовочной смеси.

Новый пеноматериал-сополимер – залог высокого качества литья.

Данный материал получатся методом сополимеризации пенополистирола (EPS) иполиметилметакрилата (PMMA).