熔模鑄造是當今流行的金屬零件生產(chǎn)方法之一。熔模鑄造工藝，也稱為失蠟鑄造工藝，能夠在確保尺寸精度的同時快速生產(chǎn)。通常采用熔模鑄造生產(chǎn)的零件包括具有復雜幾何形狀的零件，例如渦輪葉片或槍械部件。高溫應用也很常見，包括用于石油和天然氣鉆探、汽車、飛機和軍事工業(yè)的零件。例如，汽車變速箱撥叉現(xiàn)在采用熔模鑄造工藝制造，而不是鍛造和復雜的機械加工。熔模鑄造可以減輕重量、減少機械加工、縮短交貨時間并降低庫存成本。

問題

熔模鑄造的關鍵步驟是制備用于金屬澆注的陶瓷型殼。型殼的制備方法是將蠟制部件浸入陶瓷漿料中。僅靠漿料的成分并不能保證生產(chǎn)出光滑無缺陷的型殼。漿料的制備方法和保持稠度至關重要。不同鑄造廠的漿料控制方法差異很大，具體取決于相關的產(chǎn)品線和所需的規(guī)格。但總的來說，一旦漿料生產(chǎn)出來，就需要監(jiān)測其成分和流體稠度并保持恒定。

穩(wěn)定的漿料須根據(jù)操作員定期測量來滿足質(zhì)量參數(shù)。持續(xù)測量這些參數(shù)的傳感器技術可以消除定期測量之間的潛在偏差，從而提高漿料的穩(wěn)定性。

圖1：在殼體建造過程中，陶瓷漿料混合罐中的Rheonics在線粘度傳感器SRV和漿料重量傳感器SRD

解決方案

為了實現(xiàn)漿料穩(wěn)定性的自動化，可以采用在線粘度測量和控制來保持殼體的一致性。基于此，Rheonics 將 PROFINET 協(xié)議集成到其傳感器中，通過多個監(jiān)控站的實時數(shù)據(jù)進行早期診斷，徹底改變了陶瓷漿料行業(yè)。這提高了殼體的制造質(zhì)量，減少了停機時間，并提高了整體工藝產(chǎn)量。

圖 2：將蠟組件浸入陶瓷漿料中形成殼體。熔模鑄造是一個高度自動化的行業(yè)。[圖片來源：IPC Foundry Group, Inc.，經(jīng)許可使用]

PROFINET 的作用

PROFINET 靈活的基礎設施能夠與不同儲罐中的多個傳感器無縫集成，從而實現(xiàn)集中數(shù)據(jù)采集和實時分析。其快速可靠的通信確保持續(xù)監(jiān)控關鍵過程參數(shù)，避免延遲。借助 PROFINET 的可擴展架構，制造商可以根據(jù)需要擴展其監(jiān)控網(wǎng)絡，集成更多 Rheonics 傳感器和系統(tǒng)，而無需進行重大基礎設施改造。

主要優(yōu)勢

快速傳感器數(shù)據(jù)集成：GSDML 文件確保設備自動配置并可在 PROFINET 網(wǎng)絡中投入使用，從而更大程度縮短調(diào)試時間

實時健康狀態(tài)和網(wǎng)絡狀態(tài)：診斷模塊監(jiān)控關鍵數(shù)據(jù)，快速診斷并評估傳感器性能

實時可視化儀表盤：參數(shù)模塊支持即時動態(tài)配置和控制設備參數(shù)，從而實現(xiàn)高效的過程管理

想象一下，能夠?qū)崟r可視化粘度數(shù)據(jù)，并在設定值出現(xiàn)問題之前檢測到哪怕是細微的偏差。通過持續(xù)監(jiān)控，您可以立即采取糾正措施，確保始終如一的質(zhì)量，減少廢品，并優(yōu)化過程效率。

圖3：多站監(jiān)測多個陶瓷漿料罐的粘度和溫度的實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)。

結論

集成在線粘度傳感器和 PROFINET 的實時監(jiān)控系統(tǒng)可確保及早發(fā)現(xiàn)粘度偏差，從而采取糾正措施，保持穩(wěn)定的質(zhì)量并優(yōu)化效率。PROFINET 靈活的基礎設施支持跨罐的多個監(jiān)控站，提供集中式數(shù)據(jù)收集和可擴展性。穩(wěn)定的漿料制備和可控的粘度確保了高質(zhì)量、無缺陷的殼體。這些系統(tǒng)可幫助制造商滿足工業(yè) 4.0 標準，提高生產(chǎn)力，并適應不斷發(fā)展的漿料配方和應用技術。