Спосіб виготовлення заморожених моделей

1. Спосіб виготовлення заморожених моделей, який включає заливання рідкої композиції з високомолекулярною поверхнево-активною речовиною в прес-форму, замішування в неї газу і заморожування цієї композиції, який відрізняється тим, що замішування і заморожування виконують шляхом продування охолодженого газу через рідку композицію. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як охолоджений газ використовують зріджений газ, що випаровується, кількість якого m г визначають з наступного співвідношення: m г = m м ·(см ·Δtм + λ) / (cг·Δtг + r), де C2 2 80072 1 3 80072 ного газу через рідку композицію. Також як охолоджений газ використовують зріджений газ, що випаровується, кількість якого m г визначають по залежності: m г=m м ×(см ×Dtм +l)/(сг×Dtг+r), де m г - маса зрідженого газу, кг; m м - маса моделі, кг; см - питома теплоємність матеріалу моделі, Дж/(кг×°C); Dtм зниження температури моделі, °С; l - питома теплота заморожування моделі, Дж/кг; сг - питома теплоємність газу, Дж/(кг×°C); Dtг - підвищення температури газу, °С, r - питома теплота випаровування зрідженого газу, Дж/кг. Також після продувки рідкої композиції охолоджений газ можуть направляти на зовнішню сторону стінок прес-форми, а прес-форму поміщати в кожух. Крім того, заливання рідкої композиції і продувку охолодженого газу можуть починати одночасно, а в прес-форму додатково поміщати дрібнозернистий нерозчинний матеріал із густиною нижче води і температурою плавлення вище температури плавлення води, а отвори для ливників у прес-формі закривати пробками з парафіно-стеаринової суміші або пінополістиролу. На Фіг. при виді збоку показана прес-форма 1, у якій одержують модель із крижаної піни 2. Охолоджений газ виходить з порожнини прес-форми через пористу вставк у 3 і патрубок 4, а входить у цю порожнину через патрубок 11 з пористою вставкою 12. Рідка композиція в дозованій кількості подасться по патрубку 5. При подачі легкого порошкоподібного пінополістиролу 6 він накопичується в верхніх місцях порожнини прес-форми. Прес-форма може поміщатися в кожух 7, а в місцях кріплення ливарних ливників до моделі (для заливання металу після її розміщення в піщану форму) можуть установлюватися пробки 8. Заморожена модель має порожняву 9, яку потік газу, що продувається, залишає в замороженій моделі на своєму шля ху між пористими вставками 3 і 12. Здійснюють винахід у такий спосіб. У пресформу 1 подають по трубці 5 рідку композицію, що складається з води і поверхнево-активної речовини (ПАР). Кількість композиції вибирають такою, щоб досягти необхідної щільності моделі. Композиція попадає на пористу вставку 12, через яку подається холодний газ по патрубку 11. Газ спінює рідину, пухирці піни заповнюють порожнину пресформи і замерзають. У випадку якщо кулька піни лопнула, рідина від неї стікає вниз і знову спінюється. Так продовжується поки вся рідка композиція не замерзне у вигляді піномоделі. Як охолоджений газ використовують повітря, пропущене по трубчастому змійовику в холодильній камері, або газ, отриманий випаровуванням із зрідженого стану, наприклад, рідкий азот. 4 Якщо без урахування втрат кількість теплоти, яка відбирається при заморожуванні рідкої композиції моделі, перевести на випаровування зрідженого газу, то можна записати таке: m м ×см ×Dtм +m м ×l=m г×cг×Dtг×+m г×r, звідки m г=mм (см ×Dtм +l)/(cг×Dtг+r), де значення літер вказані вище. Наприклад, при підстановці наступних значень для моделі масою 1кг, що заморожується з водної композиції, залитої при температурі ~0°С в прес-форму, см =4,23 кДж/(кг×°С), замороженої й охолодженої до -10°С, l=334кДж/кг, буде потрібно випарувати рідкого азоту (температура кипіння 196°С, нагріти його до -10°С, cг=1,0кДж/(кг×°С), r=198кДж/кг) у кількості згідно формули m г=376300/38400=0,98кг. Дія мінімізації теплових втрат газ після продувки порожнини направляють на зовнішню сторону стінок прес-форми, яку доцільно помістити в кожух. Якщо вста вка 12 при сильному охолодженні і передчасному заливанні рідини змерзне, то після її розігріву газ варто подавати одночасно з рідкою композицією, що запобіжить замерзанню цієї вставки. Додавання в прес-форму дрібнозернистого нерозчинного матеріалу із густиною нижче води і температурою плавлення вище температури плавлення води, наприклад, порошку пінополістиролу дозволить одержати у верхній частині моделі поверхневий шар з пінополістиролу, що плавиться і газифікується при температурах відповідно вище температур плавлення і випаровування води. При заливанні металу для великих виливків шляхом випаровування і заміщення моделі верхні місця порожниниформи, що найбільш схильні до обсипання, зміцнить шар порошку пінополістиролу, що при розплавлюванні моделі тепловим випромінюванням металу розплавиться і послужить аналогом герметизуючої плівки, застосовуваної при вакуумній формовці. При виконанні в прес-формі отворів для приєднання до моделі живильників або ливників їх можна виконувати у вигляді пробок із традиційних матеріалів, що виплавляються чи газифікуються. Ці пробки вморожують у модель, а вільним кінцем можуть приєднувати до ливарного стояка аналогічно відомим технологіям і використовувати заморожену модель у діючих виробничих умовах. Спосіб, що об'єднує замішування газу і заморожування рідкої модельної композиції шляхом продувки через неї охолодженого газу одночасно з рознесенням потоком газу отриманої піни і формування в результаті порожнини, скоротить виробничий цикл одержання моделі і заощадить модельний матеріал. 5 Комп’ютерна в ерстка М. Ломалова 80072 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601