ISSN 0024-5135 LIVARSKI VESTNIK 68/2021 4 DRUŠTVO LIVARJEV SLOVENIJE SLOVENIAN FOUNDRYMEN SOCIETY LIVARSKI VESTNIK Izdajatelj / Publisher: Društvo livarjev Slovenije Lepi pot 6, P.P. 424, SI-1001 Ljubljana Tel.: + 386 1 252 24 88 E-mail: drustvo.livarjev@siol.net Spletna stran: www.drustvo-livarjev.si Glavni in odgovorni urednik / Chief and responsible editor: prof. dr. Alojz Križman E-mail: probatus@triera.net Tehnicno urejanje / Technical editoring: mag. Mirjam Jan-Blažic Uredniški odbor / Editorial board: prof. dr. Alojz Križman, Univerza v Mariboru prof. dr. Primož Mrvar, Univerza v Ljubljani prof. dr. Jožef Medved, Univerza v Ljubljani prof. dr. Rebeka Rudolf, Univerza v Mariboru prof. dr. Andreas Buhrig-Polaczek, Giesserei Institut RWTH Aachen prof. dr. Peter Schumacher, Montanuniversität Leoben prof. dr. Rüdiger Bähr, Otto-von Güricke-Universität Magdeburg prof. dr. Reinhard Döpp, TU Clausthal prof. dr. Jerzy Józef Sobczak, Foundry Research Institute, Krakow prof. dr. Jaromir Roucka, Institut Brno prof. dr. Branko Bauer, Univerza v Zagrebu Prevod v angleški jezik / Translation into English: Marvelingua, Aljaž Senicar s.p. Lektorji / Lectors: Angleški jezik / English: Yvonne Rosteck, Düsseldorf Slovenski jezik / Slovene: Marvelingua, Aljaž Senicar s.p. Tisk / Print: Fleks d.o.o. Naklada / Circulation: 4 številke na leto / issues per year 800 izvodov / copies Letna narocnina: 35 EUR z DDV Year subscription: 35 EUR (included PP) Dano v tisk: DECEMBER 2021 Naslov / Address: KS KNEISSL & SENN TECHNOLOGIE GmbH Mühlgraben 43b A-6343 Erl Direktor: Mag. Franz Senn T: +43(0)5373/76020-0 F: +43(0)5373/76020-20 E: info@ks-tech.at www.calderys.com VSEBINA / CONTENTS Stran / Page: J. Campbell: Odpoved jekla kot posledica livarskih napak med litjem / Failures of Steels from Casting Defects 216 R. Ozah, M. Manapuram: Razvoj konceptualnega okvira za industrijo 4.0 in njene podsisteme za ulitke batov za avtomobilsko industrijo / Development of a Conceptual Framework for Industry 4.0 and its Subsystems for Automotive Piston Casting 229 Y. Yin, Y. Zhang, J. Zhou, X. Ji, X. Shen: Model skrcevanja lunkerja za gravitacijsko lite jeklene ulitke, zasnovan na polju delovanja razlicnih sil /A Shrinkage Cavity Model Based on Multi-Force Fields for Cast Steel Gravity Castings 241 AKTUALNO / CURRENT Kratka vsebinska predstavitev predavanj na 61. IFC PORTOROŽ 2021 (Drugi del) 257 WFO - Medalja Jozefa Suchyja v Slovenijo 270 »VDI-FORUM Livarska tehnologija v konstrukciji motorjev 2021« 271 Spletna konferenca o krožnem gospodarstvu 274 62. IFC Portorož 2022 275 Livarski vestnik je vpisan v razvid medijev Ministrstva za kulturo pod zaporedno številko 588 John Campbell Zaslužni profesor tehnologije litja na oddelku za metalurgijo in materiale Univerze v Birminghamu, Združeno kraljestvo / Emeritus Professor of Casting Technology Department of Metallurgy and Materials University of Birmingham, UK Odpoved jekla kot posledica napak med litjem Failures of Steels from Casting Defects Povzetek Litje jekla v jeklarnah in v livarnah je mogoce znatno izboljšati. Gravitacijsko litje se uporablja pogosto in vnaprej oblikovanerefraktorne cevi so v splošni rabi. Gre za tehnologijo, s katero je v najboljšem primeru mogoce proizvesti povprecno jeklo, v najslabšem pa nezanesljive ali celo neprimerne izdelke. Težava je v vdoru zraka in posledicnem nastanku bifilmov in mehurckov, ki imajo negativen vpliv na ulitke. Zlomi zaradi nateznih razpok, utrujenosti, razpok zaradi korozije ob obremenitvi, krhkosti zaradi vodika so ocitno posledica prisotnosti bifilmov v vecini jekel. Ti mehanizmi napak bodo prvic pojasnjeni in opisani. Ce bo dopušcal cas, bodo še posebej pojasnjeni konkretni nacini nastanka napak dragih jekel, ki se izdelujejo z vakuumskim indukcijskim taljenjem (VIM) in vakuumskim oblocnim taljenjem (VAR). Pomniti je treba, da takšno vakuumsko taljenje in livni postopki trenutno niso priporoceni. Pojasnili bomo, da jeklo, proizvedeno skozi elektropretaljevanje pod žlindro (ESR), trenutno velja za bistveno bolj zanesljivo ter da je mogoce zanesljivost še dodatno izboljšati. Tako bi prvic zagotovili v celoti zanesljiv vir jekla. Kljucne besede: jekleni ulitek, bifilmi, krhkost, zlom Abstract The casting of steels in steelworks and in foundries leaves much to bedesired. Top pouring is common, and the use of pre-formed refractory tubing is universal. This is technology guaranteed to producenothingbetter thanmediocre steel,and at worseproduces unreliable or evenscrap products. The problem centres around the entrainment of air to produce bifilms and bubble trails, both ofwhicharedamaging.Thecausesoffailure bysimpletensile cracking, fatigue, stress corrosion cracking, hydrogen embrittlement all seem to be the result of a bifilm population in most steels. These failure mechanisms appear to be explained for the first time and will be described. If time allows, the particular failure modes of the costly vacuum induction melted (VIM) and vacuumarc remelted(VAR)steels will be discussed.Itis to be noted thatthese vacuum melting and casting processescannot berecommendedat this time. Itwill beexplainedthat although electroslag remelted (ESR) steel is currently expected to be significantly more reliable, its reliability should be further improved. It would give the world a fully reliable source of steel for the first time. Keywords: Steel casting; bifilms;embrittlement; fracture IZVOR OKSIDNIH VKLJUCKOV Kako oksidni vkljucki sploh pridejo v jekla? V preteklosti se je domnevalo, da so posledica procesa nukleacije in rasti v tekocini matrice in/ali trdni snovi. Na splošno pa se zdi, da to ne drži. Danes obstaja veliko dokazov, da se oksid tvori skozi reakcijo z zrakom na površini tekocega jekla, pri cemer nastane oksidna plast [1]. Pomembna je narava te plasti. Pogosto je trdna, njena zgornja površina je v obliki suhe keramike, spodnja pa je popolnoma omocena in v popolnem atomskem stiku s talino. Površinska plast obicajno ostane na površini in nikoli ne vdre v matricno tekocino. Vendar se zaradi brizganja in turbulentnega prelivanja jekla iz talilne peci v talilni lonec in turbulentnega prelivanja iz talilnega lonca v formo površinski oksidni film ujame v matrico. Pomemben je podroben mehanizem procesa vdora. S pregibanjem in brizganjem tekocine je zagotovljeno, da razlicni predeli tekocine, ki so zaradi širjenja površine pokriti z novo nastajajoco oksidno plastjo, nakljucno naletijo na druge mase tekocine, ki so prav tako pokrite z oksidno plastjo. Zato naletavanje in ponovna sestava tekocine nista enostavna: potekata ob stiku med oksidnimi plastmi; tekocina ne trka ob tekocino. Poleg tega plasti vplivajo na stik med suhimi površinami. Med takšnima dvema suhima keramicnima površinama je lahko vez šibka ali pa odsotna. Ta dvojni film (imenujem ga »bifilm«) torej deluje kot razpoka v tekocini (Slika 1). Zlahka si predstavljamo, da ogromna turbulenca zaradi prelivanja iz peci za taljenje, ki ji sledi litje v forme, napolni tekocino z oksidnimi bifilmi, zaradi cesar se v jeklo dejansko vnesejo razpoke. Razpoke so obicajno zelo tanke, saj se proces vdora zgodi v majhnem delu sekunde, zaradi cesar nastane oksidna 1 THE ORIGIN OF OXIDE INCLUSIONS How do oxide inclusions get into steels? In the past this has been assumed to occur through a process of nucleation and growth in the matrix liquid and/or solid. In general, however, this seems not to be true. There is now much evidence that oxide forms by reaction with air on the surface of the liquid steel creating an oxide film [1]. The nature of the film is important. It is often solid, with its top surface taking on the form of a dry ceramic, but its underside completely wetted, in perfect atomic contact with the melt. The surface film would normally remain on the surface, never entering the matrix liquid. However, because of the turbulent splashy way steel is teemed from the melting furnace into a ladle, and the turbulence of pouring from the ladle into the mould, the surface oxide film becomes entrained in the matrix. The detailed mechanism of the entrainment process is important. The folds and splashes of the liquid ensure that different regions of the liquid, each covered with its newly forming oxide film as the surface expands, randomly impinge on other masses of liquid, also covered with oxide film. Thus, the impingement and re­assembly of the liquid is not straightforward: it occurs as an impact between oxide films; liquid does not impact on liquid. Furthermore, the films impact dry-surface-to-dry-surface. There can be little or no bonding between these two dry ceramic surfaces. This double film (I call it a ‘bifilm’) therefore acts as a crack in the liquid (Figure 1). It is easy to imagine that the massive turbulence of teeming from the melting furnace followed by pouring into moulds fills the liquid with oxide bifilms, effectively cramming the steel full of cracks. The cracks are usually extremely thin because of the entrainment process Slika 1. Kaoticni procesi naletavanja in pregibanja površinske oksidne plasti, ki vodijo do nastanka bifilma v tekocini Figure 1. Chaotic impingement and folding processes of the surface oxide film leading to bifilm creation in a liquid plast, debela le nekaj molekul. Debelina plasti, ki se giblje od nekaj nanometrov pa do mikrometrov, je nasprotno sorazmerna z njeno površino. Ceprav je avtor v ulitkih koncnih dimenzij iz Ni zlitin zaznal bifilme, ki so skoraj debeline casopisa, se zdi, da je pri vecini jekel njihova debelina pogosteje v razponu od mikrometrov do milimetrov, obcasno tudi centimetrov, njihovo drobljenje pa je odvisno od jakosti turbulence. Naletavanje se razlikuje, ce je površinska plast tekocina, kot npr. nastane pri deoksidaciji s Ca + Al. Evtektik CaO + Al2O3 z nizko temperaturo tališca zagotovi, da pride med brizganjem in gubanjem do stika med dvema tekocinama. Tanki tekoci filmi hitro ogrobijo, da se zmanjša njihova površinska energija, pri tem pa hitro nastajajo luknjice, ki se spreminjajo v filamente, koncno pa se filamenti strnejo v kapljice; ta proces je splošno znan kot upravljanje oblike vkljuckov. occurring in some small fraction of a second, so that much of the oxide film has time to grow only a few molecules thick. Its thickness, varying from nanometres to micrometres, contrasts with its area. Although the author has seen bifilms in Ni alloy shaped castings nearly the size of newspapers, in most steels the size seems to be more often in the range of micrometres to millimetres, occasionally centimetres, their shredding dependent on the severity of the turbulence. The impingement is different if the surface film is a liquid, such as occurs when deoxidising with Ca + Al. The low melting point eutectic CaO + Al2O3 ensures that the impact between splashes and folds is now liquid-to-liquid. The thin liquid films rapidly coarsen to reduce their surface energy, rapidly developing holes and becoming filaments, and finally the filaments coarsening into droplets; a process widely known as inclusion shape control. Glavna prednost deoksidacije s Ca je torej eliminacijagoste porazdelitve bifilmskih razpok (in ne bolj ocitna sferodizacija vkljuckov, ki ji obicajno namenjamo najvec pozornosti). Podobno se zdi, da dodatek pribl. 0,005 B jeklu povzroci nastanek oksidnega borata s tališcem približno 1000 °C. Ta tekoci film se ob medsebojnem trku med turbulenco ponovno združi in tvori kapljice, ne pa bifilmov. Rezultat je jeklo z bistveno vecjo toplotno prevodnostjo (brez bifilmov z neprevodno plastjo ujetega zraka), kar omogoca vecjo globino ohlajanja med kaljenjem, kar posledicno izboljša kaljivost. Odsotnost bifilmov je razlog za sloves borovih jekel v povezavi z njihovo trdnostjo in žilavostjo, razlog za dodajanje B k Ni pa je »krepitev meja zrn«. (Atomske simulacije kovin – molekularna dinamika – potrjujejo, da so meje zrn izjemno mocne, in sicer skoraj kot matrica. Zdi se, da povzroca vtis šibkosti zgolj prisotnost bifilma na meji.) V ujete bifilme in kapljice se pogosto ujame tudi nekaj zraka; v bifilm se ujame zrak v gube in površinsko hrapavost osrednje fazne meje, kapljice tekocine pa se pogosto ujamejo skupaj z delckom nanje pritrjenega zraka. Kisik in dušik iz zraka se hitro porabita, in sicer že v nekaj sekundah ali minutah; kisik tvori vec oksida, dušik pa nitrid ali pa se preprosto raztopi v tekocini. Tako ostane 1 % argona, ki je naravno prisoten v zraku in ki predstavlja trajno netopno lastnost vkljuckov. Ta lastnost stalno prisotnega žlahtnega plina je pomembna z vidika nastanka por in razpok v trdni snovi. Njegova prisotnost v bifilmih verjetno pripomore k daljši življenjski dobi bifilma med delovnimi postopki, kot so kovanje, valjanje in iztiskanje. Vnesena napaka nikoli popolnoma ne izgine. Ce povzamemo: zavedati se je treba, da se oksidni vkljucki v jeklih pojavijo zaradi vdora. Verjetno lahko domnevamo, da je The main benefit of deoxidation with Ca is therefore seen to be the elimination of the dense population of bifilm cracks (rather than our normal preoccupation with the more obvious spherodisation of the inclusions). Similarly, the addition of approximately 0.005 B to steels seems to produce an oxide borate with a melting point of approximately 1000 °C. This liquid film again coalesces on mutual impact during turbulence, forming droplets, not bifilms. The outcome is a steel with significantly greater thermal conductivity (no bifilms with their non­conducting layer of entrapped air) allowing a greater depth of chill during quenching to raise hardenability. The absence of bifilms leads to the reputation of boron steels for their strength and toughness, and the reason behind the addition of B to Ni allows to “strengthen grain boundaries”. (Atomic simulations of metals – molecular dynamics – confirms that grain boundaries are enormously strong; practically as strong as the matrix. It seems that only the presence of a bifilm in the boundary will give the impression of weakness.) The entrained bifilms and droplets also often entrain some air; the bifilm entraps air in folds and surface roughness of the central unbonded interface, and the liquid droplets will often be entrained together with a fragment of attached air. The oxygen and nitrogen of the air will be consumed rapidly, possibly within a few seconds or minutes; the oxygen forming more oxide and the nitrogen either forming a nitride or simply diffusing away into the bulk liquid. That leaves the 1% of argon gas, naturally present in the air, as a permanent insoluble feature of the inclusions. This permanent inert gas feature is important in the nucleation of pores and cracks in the solid. Its presence in bifilms probably assists the longevity of the life of the bifilm during jeklo v peci za taljenje zaradi dolgega casa, ki je potreben za odstranitev vkljuckov s flotacijo, precej ocišceno vkljuckov. Do vdora pride samo zaradi površnega rokovanja v livarni, kjer je tekoce jeklo med litjem podvrženo velikim energijskim turbulencam. Na sreco je pri gosti tekocini, kot je jeklo, hitrost flotacije oksidnih faz razmeroma visoka (v nasprotju npr. s tekocim aluminijem, katerega oksid je nekoliko težji, vendar ima zaradi prisotnosti zraka med polovicami bifilma prakticno nevtralen vzgon, zaradi cesar traja sedimentacija ure ali celo dneve). Posledicno je med casom polnjenja peci, dvigom iz livne jame in premikanjem nad formo spodnji predel talilnega lonca zadosti povsem ocišcen. V primeru talilnega lonca, ki se polni z dna, je mogoce izliti najkakovostnejšo tekocino, medtem ko se preostala tekocina v talilnem loncu še naprej izboljšuje. Pri litju ingotov se jeklo žal dokoncno poškoduje pri litju v formo. Tudi v tem primeru je vdor mocan, ne glede na to, ali se ingot lije od zgoraj ali celo od spodaj. Izlivki pripomorejo zgolj v majhni meri. Samo kontaktno litje odpravi ucinek crpanja, ki ga povzroci vhodni lijak v obliki konusne working operations such as forging, rolling and extrusion. The entrained defect never completely goes away. In summary, it is important to realise that oxide inclusions arrive in steels because of entrainment. We can probably assume that the steel in the melting furnace is reasonably clear of inclusions as a result of the lengthy time for detrainment by flotation. Entrainment only occurs because of sloppy handling process in the foundry, in which the liquidsteel is subject to massively energetic turbulence during pouring. Fortunately for a dense liquid such as steel, the rate of flotation of oxide phases is relatively high (in contrast for instance to liquid aluminium where its oxide is slightly heavier, but with the presence of entrained air between the halves of the bifilm, the bifilm has practically neutral buoyancy, taking hours or days to sediment). Therefore, between the time of the teeming of the furnace, lifting from the casting pit, and positioning over the mould, the bottom region of the ladle will be tolerably clear. For a bottom poured ladle, the best liquid can then be delivered while the remainder in the ladle continues to improve. Slika 2. Od zgoraj liti ingot je nujno slabše kakovosti, vendar pa predstavlja tehnika litja od spodaj le minimalno izboljšavo. Kakovost tekocega jekla talilnem loncu ohranja samo nizkocenovno kontaktno litje. Figure 2. The top poured ingot is necessarily poor, but the bottom gated technique is only marginally improved. Only the low-cost Contact Pour preserves the quality of the liquid steel in the ladle. cevi v dovajalni sistem (Slika 2). Zlahka dokažemo, da lijak v tekocino vmeša vsaj 50 % zraka, kar iznici vso predhodno kakovost, ki je bila morda dosežena v loncu. Pri kontinuirnem litju so ti prenosi bolje nadzorovani in manj škodljivi, vendar pa so na splošno še vedno bolj škodljivi, kot je potrebno. Zdi se, da so ogromne kolicine raziskav v okviru kontinuirnega litja v povezavi z odstranjevanjem usmerjene napacno. Najbolj pozitivne in takojšnje koristi bi prineslo preprecevanje zajemanja vkljuckov. Npr. vse šobe z izlivki in potopljene vhodne šobe, ki jih je avtor kadar koli videl, so bile oblikovane tako, da so povecale vpihovanje zraka v najvecji meri. To je posledica njihove vzporedne, nekonusne oblike, medtem ko je zaradi padajoce tekocine potreben stožcast kanal hiperbolicne oblike, ki se tesno prilagaja toku tekocine [1]. Tako se mocno zmanjša zajemanje zraka, ki ustvarja oksidne vkljucke. Razmerje bifilmov in strukture ter lastnosti Na Sliki 3 se kot je splošno znano domneva, da se pri napetosti ob prisotnosti vkljucka pojavi razpoka. Ni težko dokazati, da takšne napetosti ne morejo povzrociti nastanka razpoke ali dekohezije matrice iz vkljucka. Vezi med atomi so premocne, da bi vodile v takšno ustvarjanje odprtega prostora v matrici, v vkljucku ali pa na fazni meji med njima. V resnici se zdi, da je razpoka tista znacilnost, ki se pojavi najprej, na njej pa nato nastane vkljucek. Gre seveda za popoln preobrat v ustaljenem mišljenju. For ingot casting, the steel is, unfortunately, finally damaged by the pour into the mould. Once again, the entrainment is severe whether the ingot is top poured or even bottom gated. Shrouds are of marginal help. Only contact pouring eliminates the pumping action of the conical trumpet entrance into the gating system (Figure 2). It is easily shown that the trumpet mixes at least 50% air into the liquid, destroying any prior quality that might have been achieved in the ladle. For continuous casting, these transfers are better controlled and less damaging, but in general are more damaging than necessary. In continuous casting the huge amounts of research into detrainment from launders is seen to be misdirected. The most positive and immediate benefits would come from preventing entrainment of inclusions in the first place. For instance, all shroud nozzles and submerged entry nozzles the author has ever seen appear to have been designed to maximise entrainment of air. This follows as a result of their parallel, non-tapered form, whereas the falling liquid requires a hyperbolically tapered channel to fit closely around the liquid stream [1]. Air entrainment to create oxide inclusions is then greatly reduced. 2 Relation of Bifilms to Structure and Properties In Figure 3 the application of stress in the presence of an inclusion is traditionally assumed to nucleate a crack. It is not difficult to prove that such stresses cannot nucleate a crack, nor nucleate decohesion of the matrix from the inclusion. The bonds between atoms are too high to allow any such creation of an open volume in the matrix, or the inclusion, or in the interface between the two. Slika 3. Slika, za katero bi obicajno mislili, da predstavlja vkljucek, ki sproži nastanek razpoke, vendar je danes znano, da gre za razpoko, ki povzroci vkljucek Figure 3. An image which would normally have been thought to represent an inclusion initiating a crack, but now known to be a crack initiating an inclusion Vendar pa obstaja ogromno dokazov, ki to dejstvo potrjujejo. Vse druge faze in intermetali, ki se tvorijo v tekocem ali trdnem stanju in jih je avtor raziskal, nastajajo na bifilmih. Zdi se, da je bifilm njihov priljubljen substrat. Nova faza se tvori na »omocenih« zunanjih površinah, ki so v popolnem atomskem stiku z matrico. V trdnem stanju vsekakor spodbuja nastanek novih faz kot posledico lažjega sprošcanja napetosti pri relaksaciji volumna in spremembi oblike ob prisotnosti nevezanega osrednjega prostora med bifilmi. Bifilmi se pogosto nahajajo na mejah zrn. V tekocem stanju so prosto plavajoci bifilmi potisnjeni pred rastoca zrna (jasno je, da zrno ne more rasti v zracni vrzeli, ki je ujeta med posameznima plastema). V trdnem stanju se med rekristalizacijo in rastjo zrn meje premikajo, dokler ne naletijo na bifilm. Tudi v tem primeru meja ne more preckati zracne vrzeli, zato naleti na bifilm. Obicajne so mikrostrukture jekla, pri katerih se vzorec precipitacije drugih The reality seems to be that the crack is the feature which is first present, and the inclusion nucleates on the crack. This is, of course, a complete reversal of traditional thinking. However, there is much evidence to support it. For all the second phases and intermetallics which form in the liquid or solid state that the author has investigated, all form on bifilms. It seems that the bifilm is a favouredsubstrate. The new phaseforms on the ‘wetted’ outer surfaces which are in perfect atomic contact with the matrix. In the solid state it certainly favours formation of new phases as a consequence of the easy relaxationof volumeand shapechange strains in the presence of the unbonded central space between bifilms. Bifilms often reside in grain boundaries. In the liquidstate,the free-swimming bifilms tend to be pushed ahead of growing grains (clearly, the grain cannot grow through the air-gap trapped between the films). In the solid state, during recrystallization and grain growth the boundaries migrate until they impinge on a bifilm. Once again, the boundary cannot cross the airgap, and so is pinned at the bifilm. It is common to see steel microstructures in which the pattern of precipitation of second phases occurs on about 50% of boundaries, but other parts of the boundaries remain clear. I would interpret this as a bifilm density of 50% of boundaries containing areas of bifilm. The common appearance of ‘brittle grain boundary precipitates’ often cracked carbides is similarly explained, since cracked second phases cannot be created by diffusional processes in eitherthe liquid or solid states. Processes which depend on nucleation, and growth by diffusion, cannot produce cracks. Such processes can only produce solid particles which have boundary interfaces with the matrix faz pojavi na približno 50 % mej, drugi deli mej pa ostanejo cisti. To si razlagam kot 50-odstotno gostoto bifilma na mejah, ki vsebujejo obmocja bifilma. Podobno je mogoce opisati pogost pojav »krhkih precipitatov na mejah zrn« razpokanih karbidov, saj razpokane druge faze ne morejo nastati zaradi difuzijskih procesov v tekocem ali trdnem stanju. Pri procesih, ki so odvisni od nukleacije in rasti z difuzijo, razpoke ne morejo nastati. Pri takšnih postopkih lahko nastanejo samo trdni delci, katerih robne fazne meje z matrico so v popolnem atomskem stiku. Prisotnost »razpok« je posledica prisotnosti rahlo odprtih bifilmov; na teh bifilmih so se delci oblikovali najprej. Ta scenarij potrjuje tudi zdrava pamet: dejstvo je, da je vecina delcev druge faze, še zlasti karbidi, izjemno mocna. Zaradi njihove trdnosti, trdote in odpornosti proti poškodbam zaradi razpok se vec milijonkrat na dan uporabijo kot konice rezalnih orodij za trda jekla. (Za ponazoritev uporabljam analogijo, s katero ponazarjam pricakovano vedenje vkljucitve v matrico, ki je podvržena obremenitvi.) Pomislite, da je v kocki mehkega masla shranjen okrogel kamen: ali bo kamen pocil, ce zarežemo v maslo? Odgovor je: »Seveda ne!« Zato ni nikoli moc pricakovati, da bi se karbidi lomili zaradi napetosti, prav tako nikoli ne bodo vsebovali razpok zaradi fazne spremembe, kot je strjevanje. Vendar pa je mogoce njihovo ocitno vsebnost razpok in zmožnost »ustvarjanja« razpok zlahka pojasniti: pricakuje se, da se bodo v bifilmu, na katerem so zrasle, za karbidnim delcem še razširitve, ki segajo v matrico in tvorijo elemente, ki odlicno spodbujajo nadaljnje širjenje razpok. Kriticen pregled vseh teorij o nastanku razpok v kovinah presenetljivo razkrije, da se nobena od njih ne zdi zanesljiva. Te teorije obsegajo kopicenje dislokacij ter kondenzacijo vrzeli. Oboje preprecuje which are in perfect atomic contact. The presence of the ‘cracks’ results from the presence of the bifilms, slightly opened up; these were the bifilms on which the particles first formed. As common-sense confirmation of this scenario: it is well known that most second phase particles are immenselystrong, particularly carbides. Their strength, hardness, and resistance to failure by cracking are employed millions of times per day as the tips of cutting tools for hard steels. (By way of illustration, I use a tongue-in-cheek analogy to illustrate the expected behaviour of an inclusion in a matrix subject to stress. Consider a hard round pebblelocated in ablockofsoft butter, ifthebutter issheared, will the pebble fracture? The answer is ‘Don’t be ridiculous!’ Thus, carbides would never be expected to fracture as a result of stress and would never contain cracks from a phasechangesuchas solidification. However, their apparent content of cracks, and their apparent ability to ‘nucleate’ cracks is easily explained; the bifilm on which they have grown will be expected to have extensions beyond the carbide particle, extending out into the matrix, forming excellent initiation features for further crack propagation. A critical review of all the theories for the initiation of cracks in metals shows, amazingly, that none of them appear to be viable. These theories include dislocation pile-up, and vacancy condensation. Both are prevented by the immense strength of the bonds between atoms. It seems that onlybifilms, as unbonded interfaces, arethe sources of failure bycracking. This is a conclusion of enormous significance, because bifilms are not an intrinsicfeatureof the metal lattice, theyare introduced, entrained, from the outside. It follows that if bifilms were not introduced, which, in principle, seems possible, failure izjemna trdnost vezi med atomi. Zdi se, da so izvor napak zaradi razpok izkljucno bifilmi kot nevezane fazne meje. To je izredno pomembna ugotovitev, saj bifilmi niso dana znacilnost kovinske strukture, ampak se vnesejo od zunaj. Iz tega sledi, da bi lahko odpravili napake zaradi razpok pri vecini tehnicnih kovin, ce ne bi povzrocili bifilmov, kar se naceloma zdi mogoce [2]. Kot je prikazano na Sliki 4, je nekaj naših livarskih kovin po naravi krhkih. To pomeni, da se bo razpoka širila, ce nanjo deluje zadostna napetost pod pravim kotom na ravnino razpoke. Takšen zlom lahko nastane hitro. Morda na sreco je vecina tehnicnih kovin duktilnih, kar pomeni, da se razpoka ne bi razširila, temvec bi se preprosto plasticno odprla, vrh razpoke pa bi postal top, ce bi se pojavil ne glede na vzrok (na primer zaradi rezanja z žago) in ce bi bila uporabljena napetost, ki bi razpoko poskušala razširiti. Zato se od duktilnih kovin pricakuje, da se bodo okvarile izkljucno zaradi plasticnega toka in nikoli zaradi razpok. S tega vidika je sestava naših livarskih kovin glede na njihove elasticne lastnosti dobro razvidna. Zlato je bilo že prednamcem poznano kot edina kovina, ki je dovolj plasticna, da jo by fracture in most engineering metals could be eliminated [2]. As shown in Figure 4, a few of our engineering metals are intrinsically brittle. This means that if a sufficient stress is applied at right angles to the plane of a crack, the crackwill propagate. Thiscan be a fast fracture. Perhaps fortunately, most of our engineering metals are ductile,whichmeans that if a crack were somehow introduced (for instance by a saw cut) and a stress applied to propagate the crack, it would not propagate, but simply open plastically, the crack tip becoming blunt. Thus, ductile metals are expected to fail only by plastic flow, never by cracking. In this respect, the line-up of our engineering metals in terms of their elastic properties is revealing. Gold wasknown to the ancients as theonly metal which was sufficiently malleable to be beaten into a sheet so thin that light could be seen through it. I therefore expected gold (Au)to be the most ductile metal in this spectrum but was greatly surprised to see lead (Pb) occupying this position. Clearly lead fails by fracture in practice because of its oxide, whereas gold has no stable oxide. Livarske kovine / The Engineering Metals Duktilnost / Ductile Krhkost / Brittle Liq Pb Au Nb Pt Pd Hf Ag Al Cu Zr Ti Ni Co Fe Mg Mo Nd W Re Ir Cr Be µ/B 0 0.12 0.15 0.22 0.22 0.23 0.27 0.29 0.35 0.35 0.39 0.42 0.43 0.45 0.48 0.49 0.48 0.50 0.52 0.54 0.56 0.72 1.42 . 0.50 0.44 0.42 0.40 0.39 0.39 0.37 0.37 0.34 0.34 0.33 0.32 0.31 0.30 0.29 0.29 0.29 0.28 0.28 0.26 0.26 0.21 0.02 Strižni modul (modul elasticnosti ali togosti) µ / Shear modulus (the elastic modulus or rigidity) µ Stisljivostni modul B / Bulk modulus B Poissonovega razmerja . / Poisson’s ratio . Slika 4. Nabor naših livarskih kovin, razvršcenih po elasticnih lastnostih, ki prikazujejo spekter od duktilnosti do krhkosti Figure 4. A line-up of our engineering metals graded by elastic properties which demonstrate (interestingly) the spectrum of ductile to brittle behaviour je mogoce oblikovati v tako zelo tanko ploskev, da je skozi njo mogoce videti svetlobo. Zato sem pricakoval, da bo zlato (Au) najbolj duktilna kovina v tem spektru, vendar pa sem bil zelo presenecen, ko sem ugotovil, da to mesto pripada svincu (Pb). Jasno je, da je svinec v praksi zaradi svojega oksida povezan z napakami zaradi razpok, medtem ko zlato nima stabilnega oksida. Napake Razlicne vrste napak, kot sta krhki zlom in utrujenost, je mogoce prvic obravnavati s povsem novim pristopom. Do precipitatov vkljuckov na bifilmu pride, ker se energija nastajanja zmanjša kot posledica enostavnejše razbremenitve napetosti zaradi spremembe prostornine in oblike, ki spremljata novo nastajajoco fazo. Nagla rast vkljucka v bifilmu dejansko »odpre« bifilm, kar pripomore k njegovemu namenu kot kanalu za invazivne tekocine, kot so korozivi ali plini. Mesto vzorca vdolbine je verjetno vedno mesto nastanka bifilma na površini kovine. Odpiranje delov bifilma z nastankom vkljucka pojasnjuje pojav »ribjega ocesa«, ki v preteklosti še ni bil pojasnjen, vendar pa ga pogosto opazimo na površinah ob zlomu jekla pri krhkih zlomih in napakah zaradi utrujenosti. Odprti bifilmi predstavljajo pot do hitrega širjenja razpoke zaradi utrujenosti, kar pojasnjuje obcasen pojav ribjih oci. Pogosteje pa se izkaže, da je površina zloma zaradi utrujenosti sestavljena iz predelov v velikosti zrn, na katerih so vidne že poznane sledi zaradi utrujenosti kot tudi drugih obmocij, na katerih ni sledi zaradi utrujenosti in se pogosto imenujejo »kvazicepilna« obmocja. Najverjetneje 3 Failure Modes The differenttypesof failure, suchas tensile fracture and fatigue may be addressable from a completely new approach for the first time. The precipitation of inclusions on the bifilm occurs because the energy of formation is reduced as a result of the easy relief of the strains of volume change and shape change which accompany the newly forming phase. The easy growth of the inclusion into the bifilmeffectivelyforces open the bifilm, aidingits role as a pathway for invasive fluids such as corrodents or gases. The site of an etch pit is probably always the site of emergence of a bifilm at the surface of the metal. The opening of parts of the bifilm by the formation of an inclusion explains the ‘fish eye’, previously never explained, but commonly seen on steel fracture surfaces on tensile fractures and fatigue failures. Slika 5. »Ribje oko« na površini razpoke pri preskusu z upogibanjem, ki ga je leta 1985 izvedel Moser Figure 5. A ‘fish eye’ on a bend test fracture surface by Moser in 1985 The opened bifilmsare easy propagation paths for a fatigue crack, explaining the gre za enostavne kanale, ki jih omogocajo bifilmi. Druge tradicionalno kompleksne probleme v metalurgiji, kot sta invazivna korozija, vkljucno z jamicasto korozijo ter razpoke zaradi korozije, ki je posledica napetosti, je enostavno razumeti [3]. Tudi krhkost v stiku z vodikom je mogoce razumeti kot difuzijo vodika v bifilme, s cimer se postopoma povecuje tlak plina v bifilmu, kar vodi do nastanka mehurjev in/ali popolnega propada zaradi razpokanja [7]. Sedanjost Prakticno vse naše kovine, zlasti jekla, pri katerih sta trdnost in žilavost kljucni lastnosti v vecini aplikacij, so oslabljene zaradi kolicine bifilmov. To še posebej velja za jekla, izdelana z vakuumskim oblocnim taljenjem (VAR), pri katerih kolicina bifilmov ni velika, vendar pa so ti redki bifilmi veliki, zaradi cesar je postopek po svoji naravi žal nezanesljiv [4]. Zdi se, da je vecje število nedavnih helikopterskih nesrec v Evropi posledica utrujenosti komponente glavnega pogona, izdelane iz materiala VAR. V enem primeru so povedali, da je bil sestavni del nacrtovan z varnostnim faktorjem pet. Zdi se, da je razpoka nastala v tako majhni jamicasti koroziji, da nihce ni mogel razumeti, kako je lahko tako majhen element povzrocil tako veliko okvaro. Jamicasta korozija je ocitno nakazovala prisotnost že obstojecega bifilma, ki je prestal vse predhodne nedestruktivne preizkuse. Ce bi lahko zagotovili, da sestavni del ne vsebuje bifilma, bi bil varnejši in bi imel varnostni faktor ena. To sproža zanimiv pomislek, ki je morda vec kot resnicen, da bi se skupna teža helikopterjev zmanjšala kar petkrat. observation of fish eyes on occasions. More often, however, the fatigue fracture surface is seen to consist of grain sized regions which exhibit the familiar fatigue beach marks, and other regions which are free from beach marks, often called ‘quasi cleavage’ areas. These are most probably the easypaths provided bythe bifilms. Other traditionally intractable problems in metallurgy such as invasive corrosion including pitting and stress corrosion cracking are easily understood [3]. Even hydrogen embrittlement can be understood as the diffusion of hydrogen into bifilms, gradually increasing the pressure of gas in the bifilm, leading to blisters and/or total failure of the metal by cracking [7]. 4 The Present Practically all our metals, particularly steels where strength and toughness are the key properties for most applications, are impaired bytheir population of bifilms. This is especially true of vacuum arc remelted (VAR) steels in which the bifilm population is not high, but the few bifilms are large, unfortunately making the process intrinsically unreliable [4]. Several of the latest helicopter crashes in Europe appear to be the result of fatigue failure of a main drive component made from VAR material. In one case it was mentioned that the component was designed with a safety factor of five. The crack appeared to initiate from a corrosion pit so small that no-one could understand how sucha small feature couldhavetriggered amajorfailure. Clearly, thecorrosionpitsignalled thepresence of a pre-existing bifilm which had evaded all the priornon-destructive tests. Ifthecomponent could have been guaranteed bifilm-free it would have been safer with a safety factor ofone. Thisraisestheintriguing suggestion, Prihodnost Morda lahko gravitacijsko litje z uporabo razumnih previdnostnih ukrepov kontaktnega litja zagotovi jekla, katerih kakovost se približuje tisti, ki naj bi bila dosežena z metodo VAR. Ce bi se za pretaljevanje pod žlindro (ESR) uporabljala kontaktna elektroda, bi izdelek zagotovo dosegel cistost brez primere in seveda neprimerljivo zanesljivost pri z vidika varnosti pomembnih sestavnih delih. Pri kontinuirnem litju je treba upoštevati tudi prenose zaradi težnosti, pri katerih pospešek zaradi težnosti pospeši padajoco kovino do škodljivih energij. Zgoraj opisano predstavlja napredek, vendar na žalost ni mogoce pricakovati, da bo težavo rešilo v celoti. Zadnji dve desetletji so zaznamovala nenehna prizadevanja za razvoj postopkov gravitacijskega litja ulitkov koncnih dimenzij, s katerimi je mogoce kljub delovanju težnosti izdelati velike izdelke brez bifilma iz razlicnih kovin, med drugim iz zlitin z Mg, Al, Cu, Ni in jeklom. Avtor je povzel ta prizadevanja [5]. Najzanesljivejša rešitev za prenos taljene kovine brez poškodb je protigravitacijska tehnika [5]. Ceprav je protigravitacijska tehnika po svetu slabo sprejeta in se slabo tudi uporablja, ni razloga za tako negativen odnos do izkorišcanja te tehnologije, saj ima ogromen potencial za doseganje odlicne kakovosti. Ulitki koncnih dimenzij iz zlitin Al se s to tehniko uspešno proizvajajo že vec kot 30 let, Cosworthov postopek pa je popolnoma odpravil napake zaradi utrujenosti v mocno obremenjenih dirkalnih motorjih [6]. Po Griffithovem postopku se že vec kot 50 let izdelujejo ulitki koncnih dimenzij iz jekel teže do 300 kg. Nobenega utemeljenega razloga ni, zakaj z dobrim protigravitacijskim sistemom ne bi bilo mogoce izdelati ingotov iz with perhaps more than a grain of truth, for an overall weight reduction of helicopters by a factor of five! 5 The Future It may be that gravity pouring, using the sensible precaution of contact pouring, may deliver steels of a quality approaching that alleged to be achieved by VAR. Certainly, if a contact poured electrode were used to remelt by electroslag remelting (ESR), the product would be expected to achieve unprecedented cleanness and, of course, unequalled reliability for safety critical components. Continuous casting also must adopt transfers under gravity, in which the acceleration due to gravity accelerates the falling metal to damaging energies. However, modest developments outlined above will help, but, with regret, are never expected to completely solve this problem. Over the past two decades there has been a continuous drive to develop gravity pouring processes for shaped castings which can, despite the action of gravity, achieve substantial bifilm-free products in a variety of metals, including alloys of Mg, Al, Cu, Ni and Steels. These techniques are summarised by the author [5]. The fundamentally reliable technique to transfer liquid metal with zero damage is by counter- gravity techniques [5]. Although counter-gravity has been badly interpreted and badly operated around the world, there is no reason for this poor realisation of this technology which has enormous potential for excellence. Shaped castings in Al alloys have been manufactured with great success by this technique for over 30 years, the Cosworth Process completely eliminating fatigue failures in highly stressed racing engines [6]. Shaped castings in steels up posebnih jekel teže do 5 ali 10 ton, morda tudi vec. Takšna jekla bi bila po cistosti brez primere in bi dosledno predstavljala zajamceno varnost pred okvarami zaradi zloma. Prihodnost litja jekla je nedvomno razburljiva. to 300 kg in weight have been produced by the Griffith process for over 50 years. There seems no fundamental reason why ingots of special steels of up to 5 or 10 tons, and perhaps larger, should not be produced by a good counter-gravity system. These steels would be unprecedented in cleanness and would routinely achieve guaranteed reliability from failure by fracture. The future for steel casting promises to be exciting. Viri / Further Reading by the Author »Complete Casting Handbook 2nd Edition 2015« Elsevier, Oxford, VB. »The origin of Griffith cracks« Met & Mater Trans B 2011 42B (6) 1091-1097 »Consolidation and Corrosion of Metals: An Overview of the Role of Bifilms in Corrosion« Innovations in Corrosion and Materials Science, 2016 vol 51 (januar) p. 96–106. Bentham Science Publishers. »Melting, Remelting, and Casting for Clean Steel (Review)« Steel Research International 2016 87 str. 1–10 »Mini Casting Handbook« 2015 published by Aspect DesignLimited, Malvern, UK (2. izdaja pricakovana leta 2019) »Quality Castings – a personal account of the development of the Cosworth Casting Process«, izdano leta 2013 s strani podjetja Aspect Design Limited, Malvern, VB, in leta 2015 s strani organizacije American Foundry Society, Schaumburg, IL, ZDA. The Mechanism of Metallurgical Failure (On the Origin of Fracture). Elsevier. Objavljeno bo leta 2020. Rupshree Ozah, Muralidhar Manapuram 1 doktorant / PhD Scholar, 2 profesor / ProfessorOddelek za strojništvo / Department of Mechanical Engineering, North Eastern Regional Institute of Science and Technology Nirjuli, Indija / Indija Razvoj konceptualnega okvira za Industrijo 4.0 in njene podsisteme za ulitke batov za avtomobilsko industrijo Development of a Conceptual Framework For Industry 4.0 and Its Sub-Systems For Automotive Piston Casting Povzetek V tem prispevku so predstavljeni razlicni postopki izdelave ulitkov, razlicne oblike ter materiali, ki se uporabljajo za izdelavo batov. Razvit je bil konceptualni okvir za litje batov za indijske avtomobile ob upoštevanju tehnologij Industrije 4.0. Izpostavljeni so matrica tehnik Industrije 4.0 za tlacno litje batov, konceptualni okvir izdelave bata z oblikovanjem cela bata, materiali ter oblikami in tehnologije Industrije 4.0 s petimi materiali in pet celi batov kot tudi štirimi razlicnimi tehnikami. Kljucne besede: Industrija 4.0, bat, internet stvari, velepodatki, CPS, tlacno litje Abstract This paper includes the introduction of different casting manufacturing processes, different shapes and materials used for producing piston. A conceptual framework for piston casting has been developed considering Industry 4.0 technologies for Indian automobiles. Matrix of Industry 4.0 techniques for the piston die-casting, conceptual framework of manufacturing piston by piston crown design, material, shapes, and industry 4.0 techniques considering five materials and five piston head shapes, and four industry 4.0 techniques are highlighted. Keywords: Industry 4.0, Piston, IoT, Big data, CPS, Die casting Uvod Indija je drugi najvecji proizvajalec ulitkov na svetu. Avtomobilska industrija mocno prispeva k prihodkom iz proizvodnje in k zaposlovanju. Letna proizvodnja batov v Indiji je 60 milijonov kosov. Bat je srce motorja in najpomembnejši sestavni del za prenos moci v motorju z notranjim izgorevanjem. Nacrtovanje in proizvodni proces sta izredno kompleksna in morata izpolnjevati zahteve glede dimenzijske natancnosti in lastnosti. Prav tako pa so potrebne tudi velike kolicine batov. V tem hitro spreminjajocem se okolju je koncept Industrije 4.0 že leta najpogosteje obravnavan kot odgovor na trenutne izzive. Gre za model, ki je podoben industrijski 1 Introduction India isthesecond largest casting producing country in the world. Automobile Industries contributes ahugeamount tomanufacturing income as well as employment. The annual production of Piston is 60 million in number in India. The piston is the heart of the engine. It is the most important component for power transmission in an internal combustion engine. Design and manufacturing process are very complex to meet the stringent dimension accuracy and properties required. These are also required in large quantities. In this fast-changing environment, concept of industry 4.0 is a mostly discussed area as a response to the current proizvodnji, sledi napredku in se spreminja skozi cas. Prvo industrijsko revolucijo je cloveštvo doživelo z razvojem Walterjeve tehnologije parnega stroja ob koncu 18. stoletja. V drugi industrijski revoluciji je z uvedbo elektricne energije in transferne linije, ki jo je na zacetku 20. stoletja zasnoval Henry Ford, hitra množicna proizvodnja postala standardna proizvodna praksa. V tretji industrijski revoluciji se je dodatno izboljšala ucinkovitost proizvodnje in storilnost se je poglobila zahvaljujoc kombinaciji informacijske tehnologije (IT) in avtomatiziranih sistemov, npr. s prilagodljivimi proizvodnimi sistemi (FMS) in robotsko tehnologijo. Poleg tega ni ene same tehnologije, ki bi lahko sprožila Industrijo 4.0. Najpomembnejše gonilo Industrije 4.0 je uporaba spleta na delovišcu in z njim povezana povezljivost posameznih elementov. Povezljivost strojev omogoca komunikacijo in sodelovanje, kar posledicno omogoca izmenjavo podatkov med stroji. Celoten življenjski cikel izdelka je mogoce poenostaviti z uporabo razlicnih pametnih senzorjev, prilagodljivih modelov odlocanja, naprednih materialov, pametnih naprav in podatkovne analitike. Izboljšali se bodo ucinkovitost proizvodnje, kakovost izdelkov in raven storitev. Zdi se, da so dejavnosti na podrocju Industrije 4.0 in njenih podsistemov za proizvodnjo batov skope. Zato smo poskušali v tem prispevku razviti konceptualni okvir za izdelavo ulitkov batov. Industrija 4.0 in njeni podsistemi Industrija 4.0 je nov koncept industrijske revolucije 21. stoletja, ki podjetjem omogoca proizvodnjo pametnih izdelkov z uporabo razlicnih najnovejših tehnologij. Industrija 4.0 naredi proizvodnjo pametnejšo in zmožno reševati trenutne izzive, kot so vse challenges for several years. It is a model that resembles the industrial production follows the latest development and changes over time. First industrial revolution was introduced to the mankind by developing Walter’s steam engine technology at the end of 18th century. In the Second Industrial evolution, with the introduction of electrical power and the transfer line, pioneered by Henry Ford at the beginning of the 20th century, high-speed mass production became the standard manufacturing practice. During the Third Industrial Revolution, manufacturing efficiency and productivity have been further enhanced by the combination of information technology (IT) and automation systems, such as flexible manufacturing systems (FMSs) and robotic technology. Moreover, there is no single technology that can be identified that triggers industry 4.0. The most important driving factor behind Industry 4.0 is the application of the internet on the shop floor and the related connectivity of the elements. The connectivity of machines enables communication and cooperation. Thus, it allows an exchange of data between the machines. The entire product life cycle can be facilitated using various smart sensors, adaptive decision-making models, advanced materials, intelligent devices, and data analytics. Production efficiency, product quality, and service level will be improved. Not much of work seems to be done in industry 4.0 and its sub-systems for piston manufacturing. Hence in the present work, an attempt has been made to develop a conceptual framework for manufacturing of piston casting. 2 Industry 4.0 and Its Sub-Systems Industry 4.0 is a new concept of industrial revolution of the 21st century, which enables bolj specificne zahteve, izboljšana kakovost in krajši cas do prihoda na trg. Pojavile so se številne prelomne tehnologije, kot so racunalništvo v oblaku, internet stvari (IoT), analitika velepodatkov in umetna inteligenca. Vse vec senzorjev ima funkcionalnosti za razvoj zmogljivosti takšnih naprav, kot so samozaznavanje, samodelovanje in medsebojna komunikacija. V pametni industriji so naprave povezane v omrežje in komunicirajo s surovinami, koncnimi izdelki, polizdelki, orodji, roboti in ljudmi. V primerjavi s prejšnjo generacijo robotov zagotavlja pametna industrija višjo stopnjo umetne inteligence. Senzorji v robotih se odzivajo na najmanjši signal, kar omogoca sodelovanje med roboti in delavci. 2.1 Bat in njegovi podsistemi Bat je pomemben sestavni del avtomobilskega motorja. Giba se v izvrtini valja. Bat deluje kot premicni del zgorevalne komore. Je eden najbolj obremenjenih sestavnih delov celotnega vozila. Zaradi zgorevanja mešanice zraka in goriva nad batom je izpostavljen visoki vrocini, tlaku ter gibanju. Med vožnjo pri visoki hitrosti je companies to produce smart product by using different latest technologies. Industry 4.0 makes the production smarter and capable of addressing current challenges, such as increasingly customized requirements, improved quality, and reduced time to market. Many disruptive technologies such as cloud computing, Internet of Things (IoT), big data analytics, and artificial intelligence, haveemerged. More numbers of sensors are equipped to develop the facilities of these equipment such as self- sense, self-act and communicate between each other. In smart industry, devices are networked and communicate with rawmaterials, finished products, semi-finished products, tools, robots, and men. It is having higher degree of artificial intelligence comparison to previous generation of robots. The sensors respond the slightest signal embedded into robots which enables the cooperation between robots and workers. 2.1 Piston and Its Subsystems The piston is a vital component of a automotive engine. It reciprocates inside the cylinder bore. The piston acts as a moveable end of the combustion chamber. Figure 1. Technologies of Industry 4.0 izpostavljen tudi koroziji in obrabi [1]. Zato igra vzdržljivost bata pomembno vlogo pri njegovi izdelavi. Glava valja je nepremicni del v zgorevalni komori. Sestava bata obsega vec podsistemov, kot so glava bata, izvrtina za batni sornik, batni sornik, plašc bata, utori za batne obrocke in površine med njimi ter batni obrocki (prikazano na Sliki 2). Slika 2. Shematski prikaz bata Figure 2. Schematicdiagram of Piston • Glava bata je zgornja površina (najbližja glavi valja) bata in je med obicajnim delovanjem motorja izpostavljena velikim silam in vrocini. • Izvrtina za batni sornik je luknja na strani bata, ki je pravokotna na hod bata in v katero se vstavi batni sornik. • Batni sornik je votla gred, ki povezuje mali konec ojnice z batom. • Plašc bata je tisti del bata, ki je najbližje rocicni gredi in pomaga poravnati bat med gibanjem v izvrtini valja. Nekateri plašci imajo izrezane profile, da se zmanjša masa bata in zagotovi prostor It is one of the most stressed components in the entire vehicle. It is subjected to high heat, pressure, and movement due combustion of air-fuel mixture above the piston. It is also subjected to corrosive and wearing conditions while running with high speed [1]. So, durability of the piston playsa major role while manufacturing. The cylinder head is the stationary end of the combustion chamber. Assembly of piston includes several sub-systems such as piston head, piston pin bore, piston pin, skirt, ring grooves, ring lands, and piston rings (shown in Figure 2). • The piston head is the top surface (closest to the cylinder head) of the piston which is subjected totremendous forces and heat during normal engine operation. • A piston pin bore is a through hole in the side of the piston perpendicular to piston travel that receives the piston pin. • A piston pin is a hollow shaft that connects the small end of the connecting rod to the piston. • The skirt of a piston is the portion of the piston closest to the crankshaft that helps align the piston as it moves in the cylinder bore. Some skirts have profiles cut into them to reduce piston mass and to provide clearance for the rotating crankshaft counterweights. • A ring groove isarecessed area located around the perimeter of the piston that is used to retain a piston ring. • Ring lands are the two parallel surfaces of the ring groove which function as the sealing surface for the piston ring. • A piston ring is an expandable split ring used to provide a seal between the piston andthe cylinder wall. za vrtece se protiuteži rocicne gredi. • Utor za batne obrocke je vdolbina na obodu bata, ki se uporablja za namestitev batnega obrocka. • Površini med utori za batne obrocke sta vzporedni površini nad in pod utori za batne obrocke, ki služita kot tesnilna površina za batni obrocek. • Batni obrocek je raztegljiv nesklenjen obrocek, ki se uporablja za zagotavljanje tesnjenja med batom in steno valja. Materiali za bate, oblike cel in proizvodni postopki za indijske avtomobile Dandanes so aluminijeve zlitine zaradi majhne teže, toplotne in elektricne prevodnosti, dobre obdelovalnosti in odpornosti proti koroziji zelo zaželene na podrocju izdelave številnih sestavnih delov v avtomobilski industriji. Bati so pogosto izdelani iz aluminijeve zlitine [2]. Toplotna prevodnost je sposobnost materiala, da prevaja in prenaša toploto. Aluminij se pri segrevanju razširi, zato je treba zagotoviti ustrezen razmak, ki zagotovi neovirano gibanje bata v odprtini valja. Nezadosten razmak lahko povzroci, da se bat v valju zatakne. Prevelik razmak lahko povzroci izgubo kompresije in povecanje hrupa bata. Materiali batov, ki se uporabljajo v indijskih avtomobilih, so predstavljeni v Preglednici 1. Ti materiali prispevajo k splošni vzdržljivosti in zmogljivosti motorja. Material z mešanico Ni in Al2O3 lahko izboljša duktilnost do zadovoljivih vrednosti [3]. Oblika glave bata vpliva na postopek notranjega zgorevanja. Skrbi za mešanico bencina in zraka ter toplote, ki nastane v zgorevalni komori. Glede na obliko glave bata obstajajo številne klasifikacije, kot so skledasta (D1), kvadratna skleda (D2), 3 Piston Materials, Crown Shapes and Manufacturing Processes for Indian Automobiles Nowadays aluminium alloys are highly demanded for manufacturing a number of components in automotive duetotheirlight weight, thermal and electrical conductivity, good process-ability and corrosion resistance. Pistons are often made of aluminum alloy [2]. Thermal conductivity is the ability of a material to conduct and transfer heat. Aluminum expands when heated and proper clearance must be provided to maintain free piston movement in the cylinder bore. Insufficient clearance can cause the piston to seize in the cylinder. Excessive clearance can cause a loss of compression and an increase in piston noise. The materials of the piston used in Indian automobiles are presented in table 1. Thesecontribute to the overalldurability and performance of the engine. The material with a mixture of Ni and Al2O3 can improve the ductility to reasonable values [3]. Shape of the piston head affects the internal combustion process. It is responsible for managing the mixture of gasoline and air and the heat produced in the combustion chamber. Based on the shape of the piston head, there are many classifications such as bowl (D1), square bowl (D2), dome shape (D3), flat top (D4) and cup (concave) shape (D5). Older piston heads were mostly flat but now different types of piston tops have different effects on combustion. Bowl shape of piston mostly used in diesel engines because it does not have any ignition phase. Piston top may become act as combustion chamber. Diesel engines mostly used different crown shape pistons. Shape of the piston also helps in reducing the overall weight of the Preglednica 1. Kemijske sestave razlicnih aluminijevih zlitin za litje batov Table 1. Chemicalcompositions of differentaluminium alloys for piston casting Material Kemijska sestava (v %) / Chemical compositions (in %) Al Cu Mg Fe Ni Si Ti Zn Mn M1 Al2618 Bal 2.3 1.6 1.1 1.0 0.18 .07 - - M2 Al4032 Bal 0.9 1.0 - 0.9 12.2 - - - M3 A336 Bal 1.13 1.13 0.352 2.54 11.92 0.028 0.016 0.007 M4 A242 Bal 4.21 1.64 0.287 2.08 0.064 0.021 0.028 0.009 M5 MMC Bal 1.03 0.90 0.53 1.55 11.56 0.06 - 0.18 kupolasta oblika (D3), ravna površina (D4) in cašasta (konkavna) oblika (D5). Starejše glave batov so bile vecinoma ravne oblike, danes pa imajo razlicne vrste glav batov razlicne ucinke na zgorevanje. V dizelskih motorjih se najpogosteje uporablja cašasta oblika bata, saj ti motorji nimajo vžigalne faze. Kot zgorevalna komora lahko deluje vrh bata. V dizelskih motorji so se vecinoma uporabljali bati z razlicnimi oblikami cel. Oblika bata pripomore tudi k zmanjšanju njegove skupne teže, zmanjšanje teže avtomobila pa je vedno zaželeno. Pri motorjih, ki uporabljajo specificna goriva, se oblika in material bata dosledno osredotocata na razlicne vidike, kot so zmanjšano trenje, povecana mehanska in toplotna odpornost pri manjši masi bata, optimizacije sekundarnega gibanja bata kot tudi funkcije tesnjenja plina in olja. Na razpolago je vec tehnik litja, ki se uporabljajo za izdelavo batov. Nekateri postopki, ki se pogosto uporabljajo za litje batov, so gravitacijsko litje, tlacno litje, avtomatsko litje, litje s stiskanjem in litje v pesek [4]. Pri gravitacijskem tlacnem litju se staljena kovina v formo lije gravitacijsko, medtem ko se pri tlacnem litju uporabljajo kompleksni stroji za vbrizgavanje staljene kovine ali zlitin v kaljeno jekleno kokilo pod visokim tlakom. Tlacno litje se pogosto uporablja za visoko natancno izdelavo identicnih komponent. piston. Reducing weight of automobile is always advantageous. For engines using any specific fuel, shape and material of the piston is consistently focused on different topics such as reduced friction, increased mechanical and thermal resistance at a reduced piston weight optimized secondary piston movement and optimized gas and oil sealing functions. Several casting techniques used to manufacture piston are accessible. Some of commonly used casting processes for piston are gravity die casting, pressure die casting, automatic die casting, squeeze casting and sand casting [4]. In gravity die casting the molten metal enters to the mold by gravity whereas in pressure die casting, complex machinery is used to inject molten metal or alloys under high pressure into a hardened steel die. Pressure die casting is often used to produce identical component with high precision. Automatic die casting process is an advanced form of process where a greater number of tasks has been performed by machine. It is very adequate for high production rates. Squeeze casting is combination of casting and forging. If the requirement is very low porosity and high structural integrity, squeeze casting is used. In sand casting, mold is prepared by sand instead of metal. Due to high heat resistant, flexibility and relatively low cost, sand casting is commonly used technique. Avtomatsko tlacno litje je napredna oblika postopka, pri kateri stroj opravi vec nalog. Zelo primerno je za zagotavljanje visoke produktivnosti. Stiskanje je kombinacija litja in kovanja. Ce sta potrebna zelo majhna poroznost in visoka strukturna celovitost, se uporablja litje s stiskanjem. Pri litju v pesek se forma namesto iz kovine izdela iz peska. Zaradi visoke toplotne odpornosti, prilagodljivosti in relativno nizkih stroškov je litje v pesek priljubljena proizvodna tehnika. Razvoj konceptualnega okvira za litje batov Industrija 4.0 je nov koncept industrijske revolucije 21. stoletja, ki podjetjem 4 Development of a Conceptual Framework for Piston Sasting Industry 4.0 is a new concept of industrial revolution of the 21st century, which enables companies to produce smart product by using different latest technologies. Industry 4.0 makes the production smarter and capable of addressing current challenges, such as increasingly customized requirements, improved quality, and reduced time to market. Many disruptive technologies such as cloud computing, Internet of Things (IoT), big data analytics, and artificial intelligence, haveemerged. More numbers of sensors are equipped to develop the facilities of these equipment such as self-sense, self-act and communicate between each other. In Preglednica 2. Konceptualne opredelitve tehnologij Industrije 4.0 Table 2. Conceptual definitionsof Industry 4.0 technologies Tehnologije Industrije 4.0 / Industry 4.0 Technologies Opredelitev / Definition 1 Umetna inteligenca (T) 1 Racunalnik se pri reševanju težav v nesigurnem okolju odloca podobno kot clovek. Umetna inteligenca je pojem, ki se nanaša na zmožnost racunalnika, da opravlja naloge in sprejema odlocitve, za katere bi bila v preteklosti potrebna dolocena raven cloveške inteligence. Artificial Intelligence (T) 1 A computer makes decision similar to a human being to solve problems in ambiguous environment. Artificial intelligence is a concept that refers to a computer’s ability to perform tasks and make decisions that would historically require some level of human intelligence 2 Internet stvari (IoT) (T) 2 Cilj interneta stvari je rešiti težave s komunikacijo med vsemi predmeti in sistemi v tovarni. Internet stvari predstavlja integracijo senzorjev in racunalništva v spletno okolje prek brezžicne komunikacije. Pametni in povezani izdelki omogocajo eksponentno rast možnosti za nove funkcionalnosti ter bistveno vecjo zanesljivost, izkorišcenost izdelkov kot tudi zmogljivosti, ki presegajo tradicionalne meje izdelkov. Internet of Things (IoT) (T) 2 IoT aims to solve communication issues among all objects and systems in a factory. IoT represents the integration of sensors and computing in an internet environment through wireless communication. Smart, connected products offer exponentially expanding opportunities for new functionality, far greater reliability, much higher product utilization, and capabilities that cut across and transcend traditional product boundaries 3 Kibernetsko -fizicni sistem (T) 3 Kibernetsko-fizicni sistemi (CPS) so koncept povezovanja dinamike fizicnih procesov s programsko opremo in omrežjem z namenom spremljanja in zagotavljanja ucinkovitosti fizicnega proizvodnega procesa. Sistem (CPS) združuje fizicni in virtualni svet prek spleta in drugih distribuiranih knjig transakcij. Sistem CPS omogoca integracijo teh omrežij skozi uporabo vec senzorjev, aktuatorjev, procesnih krmilnih enot in komunikacijskih naprav. Cyber Physical System (T) 3 Cyber-physical systems (CPS) are a concept of integrating the dynamics of physical processes with those of software and networking to monitor and efficacy of the physical production process. System (CPS) brings physical and virtual world together via internet and other distributed ledgers. CPS realizes the integration of these networks using multiple sensors, actuators, control processing units and communication devices. 4 3-D tiskanje/aditivna proizvodnja (T) 4 Aditivna proizvodnja (proizvodnja po plasteh) je za razliko od tradicionalnih proizvodnih metod postopek kombiniranja materialov za izdelavo predmetov na podlagi podatkov tridimenzionalnega modela, razporejenega v plasti. 3-D tiskalniki, ki se uporabljajo v aditivni proizvodnji, omogocajo hitro izdelavo prototipov ter nizkocenovno proizvodnjo po meri, prav tako pa tudi razvoj novih idej na podlagi vizije posameznika. 3D Printing/ Additive manufacturing (T) 4 Additive manufacturing (Layered production); rather than traditional manufacturing methods, is the process of combining materials to make objects from three-dimensional model data arranged in layers. 3D printers used in layered production provide the advantages of rapid prototyping, personal low-cost production opportunity, and the emergence of new ideas with individual creativity. 5 Analiza velepodatkov (T) 5 Velepodatki zajemajo zbiranje podatkov iz sistemov in predmetov, kot so na primer odcitki senzorjev. Danes lahko s pomocjo racunalniških orodij vsak dan zberemo, izvedemo in pripravimo ogromno kolicino informacij. Obstaja tehnologija, s katero lahko izvajamo analize, in to so velepodatki. Big Data Analysis (T) 5Pametna livarna (T) 6Smart Foundry (T) 6 Big data consists in the data gathering from systems and objects, such as sensor readings. Today, large amount of information can be collected, executed, and produced daily with the help of the capabilities of computing tools. There is a technology by which we can carry out analysis and that is Big Data. Pametna livarna je livarna, ki ljudem in strojem pri opravljanju njihovih nalog pomaga v okviru nekega konteksta. Pametna livarna je tista, ki vlaga v tehnologijo, rešitve in pristope Industrije 4.0 ter jih tudi uporablja. The Smart Foundry is defined as a foundry that context-aware assists people and machines in execution of their tasks. A smart foundry is one that invests in and leverages Industry 4.0 technology, solutions, and approaches. 6 omogoca proizvodnjo pametnih izdelkov smart industry, devices are networked and z uporabo razlicnih najnovejših tehnologij. communicate with raw materials, finished Industrija 4.0 naredi proizvodnjo products, semi-finished products, tools, pametnejšo in zmožno reševati trenutne robots, andmen. Itis having higher degree izzive, kot so vse bolj edinstvene zahteve, izboljšana kakovost in krajši cas do prihoda 7 Pametni izdelek / pametni bat (T7) Pametni izdelki lahko zagotavljajo povratne informacije za razvoj novih izdelkov ter nove storitve in rešitve za stranke. Smart Product / Smart Piston (T7) Smart products can provide data feedback for new product development as well as they can provide new services and solutions to the customer. 8 Digital twins (T) 8 It drives the business impact of IoT by offering a powerful way to monitor and control assets and processes. Digital twins are dynamic software model of a physical thing or system. Digitalni dvojcki (T) 8 Spodbujajo poslovni ucinek interneta stvari, saj zagotavljajo zmogljiv nacin za spremljanje in nadzor sredstev in procesov. Digitalni dvojcki so dinamicni programski modeli fizicne stvari ali sistema. 9 Strojno ucenje (T) 9 Stroj je usposobljen za dolocene naloge. Ne uci se samo primerov. Namesto tega prepozna vzorec, tako da lahko pozneje razvrsti neznane podatke. Strojno ucenje se nanaša na sposobnost racunalnikov, da se z umetno inteligenco sami ucijo in izboljšujejo, ne da bi jim bilo to izrecno naroceno ali da bi bili za to programirani. Machine Learning (T) 9 A machine is trained for certain tasks. It does not simply learn examples. Instead, it recognizes pattern, so that later unknown data can be classified. Machine learning refers to the ability that computers must learn and improve on their own through artificial intelligence—without being explicitly told or programmed to do so. 10 Racunalništvo v oblaku (T) 10 Storitve racunalništva v oblaku omogocajo enostaven dostop do informacij in storitev. Racunalništvo v oblaku je racunalniški pristop, ki temelji na uporabi spleta. Skozi povezovanje racunalnikov v spletno omrežje se razlicna opravila delijo v velikem omrežju. Racunalništvo v oblaku se nanaša na uporabo medsebojno povezanih oddaljenih strežnikov, ki gostujejo na spletu in so namenjeni shranjevanju, upravljanju in obdelavi informacij. Cloud computing (T) 10 Cloud services provide easy access to information and services. Cloud computing is an internet based computing approach. By connecting computers to the internet network, various jobs are shared over a large network. Cloud computing refers to the practice of using interconnected remote servers hosted on the Internet to store, manage, and process information. na trg. Pojavile so se številne prelomne tehnologije, kot so racunalništvo v oblaku, internet stvari (IoT), analitika velepodatkov in umetna inteligenca. Vse vec senzorjev ima funkcionalnosti za razvoj zmogljivosti takšnih naprav, kot so samozaznavanje, samodelovanje in medsebojna komunikacija. V pametni industriji so naprave povezane v omrežje of artificial intelligence comparison to previous generation of robots. Thesensors respond the slightest signal embedded into robots which enables the cooperation between robots and workers. The industry 4.0 techniques enable the manufacturing process more efficient. The techniques of industry 4.0 applicable to piston manufacturing and their definitions are presented in table 2. The matrix of industry 4.0 and piston die casting sub­in komunicirajo s surovinami, koncnimi izdelki, polizdelki, orodji, roboti in ljudmi. V primerjavi s prejšnjo generacijo robotov zagotavlja višjo stopnjo umetne inteligence. Senzorji v robotih se odzivajo na najmanjši signal, kar omogoca sodelovanje med roboti in delavci. Tehnologije Industrije 4.0 omogocajo ucinkovitejši proizvodni proces. Tehnologije Industrije 4.0, ki se uporabljajo pri proizvodnji batov, in njihove opredelitve so predstavljeni v Preglednici 2. Matrica Industrije 4.0 in podsistemov tlacnega litja batov je predstavljena v Preglednici 3. Tehnike, ki se uporabljajo za posebne systems have been presented in table 3. Applicable techniques for specific piston manufacturing sub-systems have been tick marked. The conceptual framework has been shown in Figure.3. Automatic die casting process for piston manufacturing has been selected by suitable techniques. Shape and material have also selected as per research/data available. Modern technologies enable manufacturing more flexible towards production. Four I4.0 technologies have been selected as per their suitability in the process of making piston. Artificial intelligence is applicable to various steps in casting process. The Preglednica 3. Matrica tehnik industrije 4.0 in tlacno litje batov Table 3. Matrix of Industry 4.0 techniques and the piston die casting Slika 3. Konceptualni okvir za Tehnike / Big Data Analysis Predgretje kokile (S1) /Pre- heating of die (S1) Premaz za kokile (S2) / Die coating (S2) Vstavljanje jedra (S3) / Core insertion (S3) Vpenjanje kokile (S4) / Die clamping (S4) Taljenje (S5) / Melting (S5) Litje (S6) / Pouring (S6) Izmet ulitka (S7) / Ejection of casting (S7) Odstranitev jedra (S8) / Removal of core (S8) Umetna inteligenca / Artificial Intelligence . . . . . . . . Internet stvari (IoT) / Internet of Things (IoT) . . . . . . Kibernetsko-fizicni sistem / Cyber Physical System . . . . . . . . 3-D tiskanje/aditivna proizvodnja / 3D Printing/ Additive manufacturing . . Analiza velepodatkov / Big Data Analysis . . . . Pametna livarna / Smart Foundry . . . . . . . . Pametni izdelek/Pametni bat / Smart Product/ Smart Piston . . . . . . . . Pametno litje / Smart Casting . . . . . . . . Digitalni dvojcki / Digital twins . . . Strojno ucenje / Machine Learning . . . . . . Racunalništvo v oblaku / Cloud computing . . . . . . . litje batov z Industrijo 4.0 Figure 3. Conceptual framework for piston castingby industry 4.0 podsisteme za proizvodnjo batov, so oznacene s kljukicami. Konceptualni okvir je prikazan na Sliki 3. Za izdelavo batov je bil z ustreznimi tehnikami izbran postopek avtomatskega tlacnega litja. Oblika in material sta izbrana tudi na podlagi razpoložljivih raziskav in podatkov. Sodobne tehnologije omogocajo bolj prilagodljivo proizvodnjo. Izbrane so bile štiri tehnologije Industrije 4.0, in sicer na podlagi njihove primernosti za izdelavo batov. Umetno inteligenco je mogoce uporabiti v razlicnih fazah livnega postopka. Analize velepodatkov so potrebne za razlicne korake, kot so temperatura predgrevanja kokile, premaz kokile, temperatura taljene kovine, cas litja, cas hlajenja in zaporedje izmeta ulitka itd. big data analytics are needed for various steps like preheating the die temperature, die coating, molten metal temperature, pouring time, cooling time and casting ejecting sequence etc. 5 Discussions and Conclusions Concepts of industry 4.0 and its sub­systems for piston casting have been discussed. Various casting processes for piston manufacturing considering industry 4.0 concepts have been highlighted. A framework has been developed incorporating new technologies used for manufacture of piston. Piston head shape, casting material and processes have 5 Rezultati in sklepi been also considered. Four industry 4.0 techniques have been selected among ten Obravnavani so bili koncepti Industrije I4.0techniquesaccordingto their useability 4.0 in njeni podsistemi za odlitke batov. in casting processes. The concept of new Izpostavljeni so bili razlicni postopki litja za techniques and the framework developed proizvodnjo batov ob upoštevanju konceptov will give a road map for manufacturing of Industrije 4.0. Razvit je bil okvir, ki obsega piston casting. nove tehnologije, ki se uporabljajo v izdelavi batov. V njem so bili upoštevani tudi oblika glave bata, livni material kot tudi postopki. Acknowledgement Med desetimi tehnikami Industrije 4.0 so bile izbrane štiri, in sicer na podlagi njihove The authors wish to express their sincere uporabnosti v postopkih litja. Koncept novih gratitude to Northeastern Regional Institute tehnik in razviti okvir predstavljata nacrt za of Science and Technology (NERIST), izdelavo odlitkov batov. Deemed to be University, Itanagar, Arunachal Pradesh, India forthe necessary help rendered in the present work. Zahvala Avtorji se iskreno zahvaljujejo zasebni univerzi North Eastern Regional Institute of Science and Technology (NERIST), Itanagar, Arunachal Pradesh, Indija, za potrebno pomoc pri tem delu. Viri / Reference 1 Hashem F. El-Labban, M. Abdelaziz, Essam R.I. Mahmoud, “Preparation and characterization of squeeze cast-Al–Si piston alloy reinforced by Ni and nano-Al2O3 particles”, Journal of King Saud University – Engineering Sciences, 28, (2016) 230– 239. 2 Hussein Fawzy Mahdy, Tawakol A. Enab, Ahmed M. Galal and M. Samuel, “Experimental Study of Manufacturing Aluminum Alloy Pistons Using Vertical Centrifugal Casting Process”, International Journal of Scientific & Engineering Research, Volume 7, Issue 8, August-2016. 3 L. Krüger, E. Jentsch, L. Brunke, A. Keßler, G. Wolf, T. Lehnert, N. Schubert, A. Wagner and D. Landgrebe, Development of an innovative lightweight piston through process combination “casting – forging” , Procedia Manufacturing , 27, (2017) 172–176. 4 Rupshree Ozah, N. Yadaiah, Manapuram Muralidhar, “Casting Process Selection For Al-Si Piston By Analytical Hierarchy Process For Hybrid Engine”, 67th Indian Foundry Congress & IFEX, Greater Noida, 18-20 Jan,2019. Yajun Yin, Yongjia Zhang, Jianxin Zhou, Xiaoyuan Ji, Xu Shen (State Key Laboratory of Material Processing and Die & Mould Technology, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, Kitajska / China Model krcilnega lunkerja za gravitacijsko lite jeklene ulitke, zasnovan na polju delovanja razlicnih sil AShrinkage Cavity ModelBasedonMulti-Force FieldsforCast Steel Gravity Castings Povzetek Krcilni lunkerji so kljucna težava v proizvodnji ulitkov, ki vpliva na nadzor kakovosti ulitkov. Napovedovanje napake zaradi krcilnega lunkerja z visoko natancnostjo je del nacrtovanja in optimizacije procesa litja. V tej študiji je predstavljen model krcilnega lunkerja za gravitacijsko litje, zasnovan na polju delovanja razlicnih sil. V tem modelu je predlagano kljucno tlacno merilo, v okviru katerega se lahko izolirana obmocja s tekocinami medsebojno polnijo, in sicer na podlagi analize lastnosti povezljivosti in dovajanja v izolirana obmocja s tekocinami med postopkom strjevanja. Velja, da atmosferski tlak in gravitacijsko polje vplivata na nastanek krcilnih lunkerjev ter izboljšano natancnost napovedovanja. Nastajanje izoliranih volumnov tekocin in mesta skrcevanja so simulirani za napoved napak v krcilnem lunkerju. Natancnost napovedi modela je preverila skupina s preskusom litja jekla tipa U. Mesto, oblika in obseg krcilnih lunkerjev, pridobljenih s simulacijami, se dobro ujemajo z rezultati preskusa. Kljucne besede: gravitacijsko litje, napovedovanje krcilnega lunkerja, porazdelitev tlaka, numericna simulacija Abstract Shrinkage cavity defect is a key problem in the production of casting, which affects the quality controlling of castings. Prediction of shrinkage cavity defect with high accuracy contributes to the casting process design and optimization. In this study, a shrinkage cavity model is proposed based on multi-force fields for gravity casting. In this model, a critical pressure criterion that the isolated liquid areascan feedeach other is proposed by analyzing the characteristics of connectivity and feeding of the isolated liquid area during the solidification process. The effect of the atmospheric pressure and gravity field on the evolution of the shrinkage cavities are considered to improve the prediction accuracy. The evolution of isolated liquid volumes and shrinkage location is simulated to predict the formation of shrinkage cavity defects. The prediction accuracy of the model is verified by a group of U-type cast steel casting experiment. The location, shape, and the volume of shrinkage cavities obtained by the simulation are in goodagreement with the experimental results. Keywords: Gravity casting; Shrinkage cavity prediction; Pressure distribution; Numerical simulation Uvod Staljena kovina se gravitacijsko ulije v obicajnih zracnih pogojih. V povezavi s staljeno kovino se za izboljšanje polnjenja staljene kovine obicajno uporablja centrifugalno litje. Aktivna kovina, npr. titanova zlitina, na zraku zlahka oksidira, poleg tega mora biti v vakuumskih pogojih [1]. Med celotnim postopkom so temperaturno polje, hitrostno polje in tlacno polje staljene kovine z visoko temperaturo, kalupa in zracnih pogojev medsebojno povezani, kar je izredno kompleksno. Krcenje ulitkov in napake pri krcenju niso zanemarljivi v snovanju procesov vseh ulitkov. Neposredno namrec vpliva na mehanske lastnosti ulitkov. Resne napake zaradi krcenja lahko neposredno vodijo v povecan izmet [2]. Visokotemperaturne znacilnosti in raznolikost pogojev litja onemogocajo, da bi raziskovalci lahko neposredno opazovali razlicne fizikalne procese pri strjevanju staljene kovine, zlasti pri postopku vakuumskega centrifugalnega litja. Raziskovalci so naredili preboje na podrocjih prenosa toplote, mehanike fluidov, kristalografije itd., prav tako pa nastajajo najrazlicnejše teorije. Raziskave livarske tehnologije so prešle v fazo znanstvenih raziskav. Te kompleksne teorije, ki izhajajo iz ulitkov enostavnih oblik, vodijo v kvalitativne metode za napovedovanje krcilnih lunkerjev, npr. metoda zaokroževanja vrocih prerezov (hot section rounding) in metoda modula [3–5]. Tehnolog, ki skrbi za proces litja, oblikuje napajalniktako, da hitro izracuna vroce prereze in modul, pri tem pa poskrbi, da se izogne položaju, ki spodbuja nastanek krcilnega lunkerja. Domaci in tuji kolegi so na tem podrocju opravili tudi pomembnejše raziskave. Leta 1986 je Xue Xiang predlagal metodo na podlagi casovnega gradienta za napovedovanje krcenja med strjevanjem ulitkov [6] ter 1 Introduction The molten metal is gravity cast in a common air environment. For molten metal, the centrifugal casting is generally used to enhance the filling ability of the molten metal. The active metal such as titanium alloy is easily oxidized in the air, and it is also required to be in a vacuum [1]. During the whole process, the temperature field, velocity field and pressure field of high temperature molten metal, mold and air environment are coupled with each other, which is extremely complicated. Casting shrinkage and shrinkage defects are not negligible in the process design of all castings. It directly affects the mechanical properties of castings. Serious shrinkage defects can directly lead to the scrapping of castings [2]. The high temperature characteristics of the casting and the diversity of casting conditions make it impossible for researchers to directly observe various physical processes occurring in the solidification of molten metal, especially the vacuum centrifugal casting process. Researchers have made breakthroughs in the fields of heat transfer, fluid mechanics, crystallography, etc., and various theories have emerged in an endless stream. The research of foundry technology has entered the stage of scientific research. These complex theories, starting from simple shape castings, give qualitative methods for predicting shrinkage cavities, such as hot section rounding and modulus methods [3­5]. The casting process technician designs the riser by quickly calculating the hot section and modulus, taking care to avoid the position that the shrinkage hole is prone to. Domestic and foreign counterparts have also conducted more prominent research in this field. In 1986, Xue Xiang proposed a time gradient-based method prav tako predlagal izboljšano merilo [7], imenovano merilo Xue. To merilo upošteva vpliv tlaka staljene kovine na nastanek krcilnega lunkerja in razmeroma izboljša natancnost napovedi položaja in oblike krcenja. Pri ulitkih z enostavno obliko in manj toplotnimi vozlišci je napoved položaja krcilnega lunkerja skladna z dejansko primerjavo, vendar se osredotoca le na to, ali je mreža lastnost krcilnega lunkerja, vendar pa ne upošteva poroznosti, njeno merilo pa ima razlicna merila za razlicne zlitine. Gre za konstanto, dolocitev katere je prav tako zahtevna. Leta 2007 je Zheng Hongliang predlagal izboljšano merilo Niyama za napovedovanje porazdelitve krcenja v nodularni litini [8]. Kot novo merilo za krcenje je uporabil merilo Niyama G/vR in tlak P. Novo merilo lahko bolje predvidi porazdelitev krcenja v sivi litini s kroglastim grafitom. Ta ugotovitev nakazuje, da je nastanek krcenja mocno povezan s tlakom. Leta 2015 je Menghuai Wu za simulacijo nastanka krcilnih lunkerjev in makrosegregacije uporabil štirifazni Eulerjev algoritem povprecenja volumna. Pri napovedovanju krcenja se uporablja brezdimenzijsko merilo Niyama, nacelo nastanka krcenja pa temelji tudi na metodi najvišje ravni tekocine [9]. Model je primeren za simulacijo velikih ingotov preprostih in pravilnih oblik. Pri simulaciji postopka litja majhnih in srednje velikih ulitkov v dolocenih primerih nastajajo tudi napake pri odpovedi, ker atmosferski tlak ni upoštevan. V nasprotju z gravitacijskim litjem se teorija centrifugalnega litja in numericna simulacija izvedeta naknadno. Leta 1990 so Liu Zhiming in sodelavci izvedli meritve temperaturnega polja v procesu strjevanja cevi v litem stanju, izdelane skozi postopke centrifugalnega litja, in jih primerjali z rezultati koncne razlike numericne simulacije v procesu strjevanja. Rezultati so v osnovi skladni, vendar pa to predict casting solidification shrinkage [6], and proposed an improved criterion [7], called the Xue criterion. This criterion considers the influence of the pressure of the molten metal on the formation of the shrinkage cavity, which relatively improves the accuracy of the shrinkage position and shape prediction. For castings with simple shape and less heat knots, the prediction of shrinkage hole position is consistent with the actual comparison, but it only pays attention to whether the mesh is a shrinkage hole property, ignoring the porosity, and its criterion has different criteria for different alloys. Constant, which is also difficult to obtain. In 2007, Zheng Hongliang proposed an improved Niyama criterion for predicting the shrinkage distribution in nodular cast iron [8]. He used the Niyama criterion G/vR and the pressure P as the new shrinkage criterion. The new criterion can better predict the shrinkage distribution in ductile iron. This conclusion indicates that the formation of shrinkage has a great relationship with the pressure. In 2015, Menghuai Wu used a 4-phase Euler volume averaging algorithm to simulate the formation of shrinkage cavities and macro segregation. The shrinking prediction uses the dimensionless Niyama criterion, but the principle of shrinkage formation is also based on the highest liquid level method [9]. The model is suitable for large-scale ingot simulation of simple regular shapes. For the simulation of casting process of small and medium-sized shaped castings, it also causes errors in failure in some cases because the atmospheric pressure is not considered. Compared with gravity casting, centrifugal casting theory and numerical simulation are carried out later. In 1990, Liu Zhiming et al. conducted a temperature field measurement on the solidification process of as-cast centrifugal izmerjena ulita cev ni »neskoncno dolga«. Pri popolnem valju povzroce odvajanje toplote na obeh koncihtoplotne izgube, izracunana vrednost pa je višja od eksperimentalne vrednosti 10~20 °C. Opravljena je bila predhodna raziskava o nastanku napak v procesu strjevanja litih cevi. Proucili smo nacin strjevanja ulitih cevi ter mehanizem nastajanja napak. Izkazalo se je, da je vrsta barve vplivala na nacin strjevanja kot tudi hitrost ohlajanjaulitih cevi, kar je posledicno vplivalo na porazdelitev napak ter znižalo temperaturo forme in temperaturo med litjem. Na metodo strjevanja [10] ima majhen vpliv. Leta 2008 je Fjeld A. iz Avstralije pri industrijskem postopku litja velikih ulitkov ob upoštevanju razlicnega vedenja materiala oboda in materiala jedra med postopkom polnjenja ter vedenju zaradi faznih sprememb pri pretoku in prenosu toplote pri centrifugalnem litju v simulacijo polnjenja in strjevanja uvedel vrednost VOF in merjenje poroznosti s helijem, da bi poiskal rešitev [11]. Zato je z vidika modela teorije napovedovanja krcenja pri litju in racunalniške numericne simulacije analizirano fizikalno polje med strjevanjem pri litju pod pogoji polja sil, kjer delujejo razlicne zunanje sile (gravitacijsko litje: težnost in atmosferski tlak; vertikalno centrifugalno litje: težnost in centrifugalna sila), z namenom, da bi izpeljali splošni zakon razvoja izolirane tekoce faze in porazdelitve krcenja pod poljem delovanja razlicnih sil, povzeto pa je kot metoda napovedovanja krcenja pod dinamicnim tlakom pod poljem delovanja razlicnih sil. Potrjena je eksperimentalna zasnova za preverjanje natancnosti dinamicnega modela za napovedovanje krcilnega lunkerja zaradi tlaka in njegove numericne simulacije. casting tube and compared it with the finite difference numerical simulation results of the solidification process. The results are basically consistent, but the measured cast tube is not “infinitely long”. The ideal cylinder, heat dissipation at both ends causes heat loss, and its calculated value is higher than the experimental value of 10~20 °C. The preliminary study on the formation of defects in the solidification process of cast pipes was carried out. The solidification mode of the cast pipes and the formation mechanism of the defects were discussed. It was shown that the type of paint affected the solidification mode and cooling rate of the cast pipes, which in turn affected the position distribution of the defects and lowered the mold temperature and pouring temperature. It has little effect on the solidification method [10]. In 2008, Fjeld A. of Australia, etc., in the industrial casting process of large-scale castings, considering the different behaviors of the shell material and the core material during the filling process and the phase change behavior in the flow and heat transfer, in the centrifugal casting VOF and helium-porous techniques were introduced into the simulation of filling and solidification processes to solve them [11]. Therefore, from the perspective of casting shrinkage prediction theory model and computer numerical simulation, the physical field during casting solidification under the force field conditions of various external forces (gravity casting: gravity and atmospheric pressure; vertical centrifugal casting: gravity and The centrifugal force is analyzed to derive the general law of the evolution of the isolated liquid phase and the shrinkage distribution under the multi-force field, and is summarized as the dynamic pressure shrinkage prediction method under the multi- force field. The experimental design is validated to verify Dinamicni model napovedovanja krcenja zaradi tlaka za postopek gravitacijskega litja Na Sliki 2-1 je prikazan delujoc shematski prikaz modela za napovedovanje krcilnega lunkerja pri gravitacijskem litju. Za reševanje temperaturnega polja se uporablja Fourierova enacba o prevajanju toplote, temperaturno polje pa doloca hitrost trdne faze v vsaki mreži, kadar je mreža opredeljena za lastnosti obmocja tekocine. V obmocju tekocine se za reševanje tlacnega polja uporablja Eulerjeva ravnotežna enacba. Ce na obeh straneh uporabimo operator divergence, dobimo: .P = p. · f. (2-1) Enacba (2-1) je rezultanta sil mase, ki je tipicna za Poissonovo enacbo [12, 13]. V obmocju tekocine, sicer pa v numericnih izracunih, se za reševanje takšnih enacb pogosto uporabljajo pogojeni konjugirani gradienti (PCG – Preconditioned Conjugate Gradients). Tlacno polje v modrem polju C je kljucni parameter modela, zato je treba poiskati rešitve za visokonatancno tlacno polje. Vendar se z Enacbo (2-1) izracuna relativna vrednost tlaka, ki se razlikuje od dejanske vrednosti tlaka v staljeni kovini. Numericno rešitev je treba dopolniti s korekcijskim clenom. Ce je izolirana tekoca faza v stiku z zrakom v okolici, je na prosti površini tlak staljene kovine visok pri okoliškem atmosferskem tlaku; kadar pa je izolirana tekoca faza obdana s strjeno kovino ali formo in ni v stiku z zrakom, je minimalni tlak v izolirani tekoci fazi, tj. v tekoci kovini v notranjosti, enak 0 (vakuumski tlak). Algoritem BFS ali DFS lahko z enacbo robnega merila poišce vsa izolirana tekoca obmocja in jih oznaci zaradi reševanja kljucnih korakov v rdecem polju A. Rdece polje B v shematskem prikazu je algoritem the accuracy of the dynamic pressure shrinkage cavity prediction model and its numerical simulation. 2 Dynamic Pressure Shrinkage Prediction Model for Gravity Casting Process Figure 2-1 is a working flow chart of the gravity casting shrinkage hole prediction model. The Fourier heat conduction equation is used to solve the temperature field, and the temperature field determines the solid phase rate in each grid. When the grid is set to the properties of the fluid area. In the fluid region, the Euler balance equation is used to solve the pressure field. Taking the divergence operator on both sides becomes: .P = p. · f. (2-1) Equation (2-1) is the resultant force of the mass forces experienced by the typical Poisson equation [12, 13]. Within the fluid region, otherwise in the numerical calculations, Preconditioned Conjugate Gradients (PCG) are often used to solve such equations. The pressure field in the blue box C is a key parameter in the model, and it is necessary to solve the high- precision pressure field. However, Equation (2-1) calculates the relative value of the pressure, which is different from the true pressure value in the molten metal. It is necessary to add a correction term to the numerical solution. When the isolated liquid phase is in communication with the ambient air, at the free surface, the pressure of the molten metal is strong at ambient atmospheric pressure; and if the isolated liquid phase is surrounded by the solidified metal or mold and is not in communication with the air, the isolated liquid phase The minimum za izracun prostornine krcenja, ki nastane v vsaki izolirani tekoci fazi v casovnem koraku. Ima štiri korake. V prvem koraku se izracuna prostornina krcenja .V_g^k v vsakem izoliranem tekocem obmocju v okviru .t. V drugem koraku se v vsakem izoliranem tekocem obmocju poišcejo vse mreže, ki izpolnjujejo zakon o porazdelitvi krcilnega lunkerja, njihovi položaji {R_ i^k} in število mrež N^k pa se zavedejo posebej. Z iskanjem mreže proste površine, povezane z zrakom, v vsakem izoliranem obmocju tekocine se poišce mreža s tlakom 0 v izoliranem obmocju tekocine, v modelu pa se upoštevajo vsi trije primeri, oznaceni z 0. V tretjem koraku se v vsakem izoliranem tekocem obmocju prostornina krcenja enakomerno razdeli in prenese na mrežo, zavedeno v drugem koraku. V cetrtem koraku se posodobi hitrost tekoce faze. Stopnja plinske faze f_g je dejansko prostorninski delež krcenja v mreži celic. Po anihilaciji v izolirani tekoci fazi pa scasoma nastane krcilni lunker [14] Na gravitacijsko lito tekoco kovino deluje samo prostorninska sila težnosti. Težnost je stalna sila, ki deluje v smeri navpicno navzdol. V Eulerjevi ravnotežni enacbi je za nestisljivo tekocino gostota . konstantna, tlak pa lahko neposredno izracunamo z integralom P = .P · dr. = pf. · dr. = p(-gdz) = -pgz + C (2-2) Na tej tocki je izracun tlaka P obravnavan v dveh primerih: Kadar ima tekoce obmocje izoliranega tekocega obmocja fazne meje z zracnim okoljem, je tlak tekocine v tocki A(x_A, y_A, z_A) na fazni meji enak P_0. PO = -pgzA +C (2-3) Prenesi (4-1) pressure of the inner metal liquid is 0 (vacuum pressure). Through the boundary criterion equation, the BFS or DFS algorithm can search all the isolated liquid regions and mark them to solve the key steps at the red box A. The red box B in the flow chart is an algorithm for calculating the contraction volume generated in each isolated liquid phase per time step. He has four steps. In the first step, the shrinkage volume .V_g^k in each isolated liquid region within .t is calculated. In the second step, in each isolated liquid region, all the meshes satisfying the distribution law of the shrinkage holes are searched, and their positions {R_i^k} and the number of meshes N^k are recorded separately. By searching the mesh of the free surface connected to the air in each isolated liquid region, the grid with the pressure of 0 in the isolated liquid region is searched, and all three cases shown by 0 are considered into the model. In the third step, in each isolated liquid region, the shrinkage volume is equally divided and superimposed on the grid recorded in the second step. In the fourth step, the liquid phase rate is updated. The gas phase rate f_g is the shrinkage volume fraction in the cell grid. And after the annihilation in the isolated liquid phase, it will eventually become a shrinkage hole [14] The gravity cast metal liquid is only subjected to a volume force of gravity. Gravity is a constant force in a vertical downward direction. Through the Euler balance equation, for an incompressible fluid, the density . is constant, and the pressure can be directly calculated by integral P = .P · dr. = pf. · dr. = p(-gdz) = -pgz + C (2-2) At this point, the calculation of the pressure Pis discussed in two cases: P = pg(zA - z) + PO (2-4) Ce med tekocim obmocjem izolirane tekoce faze in zracnim okoljem ni fazne meje, mora biti tlak tekocega obmocja vsaj 0, ce pa je B (x_B, y_B, z_B). 0 = -pgzB +C (2-5) Socasno (4-1) in formula (4-4) P = pg(zB -z) (2-6) Enacbi (4-3) in (4-5) sta formuli za izracun hidravlicne trdnosti kovine pri gravitacijskem litju v dveh primerih, pri cemer je formula (4-5) posebna oblika formule (4-3) in predstavlja podrocje tekoce komunikacije; in ce v zraku ni fazne meje, mora biti tlak v tekocem podrocju vsaj P_0=0. Iz Enacbe (4-3) je razvidno, da je hidravlicna trdnost gravitacijsko lite kovine povezana samo z relativnim višinskim položajem znotraj tekocine. Enacba (4-3) se pretvori v P = (-pgz) - (-pgzA) + Pb (2-7) Enacba (4-6) je formula za izracun hidravlicne trdnosti kovine pri gravitacijskem litju. Gre za preprosto algebrsko funkcijo koordinat (x, y, z) staljene kovine v izoliranem tekocem obmocju. Casovna zahtevnost izracuna je O(n). Eksperimentalno preverjanje gravitacijskega litja za dinamicni model napovedovanja krcilnega lunkerja zaradi tlaka Ta model je bil uporabljen za numericno simulacijo gravitacijskega litja niza ulitkov v obliki crke U. Slika 5-1 (a) je tridimenzionalni model sistema litja ulitkov v obliki crke U; Slika 5-1 (b) je perspektivna projekcija livnega sistema; Slika 5-1 (c) in Slika 5-1 (d) sta dve skupini ulitkov v obliki crke U. Zasnovana je velikost ulitka. When the liquid region of an isolated liquid region has an interface with the air environment, the pressure of the liquid at a point A (x_A, y_A, z_A) at the interface is P_0. PO = -pgzA + C (2-3) Bring in (4-1) P = pg(zA - z) + PO (2-4) If there is no interface between the liquid area of an isolated liquid phase and the air environment, the pressure of the liquid area should be at least 0, and if it is B (x_B, y_B, z_B). 0 = -pgzB +C (2-5) The simultaneous (4-1)and the formula (4-4) P = pg(zB -z) (2-6) Equations (4-3) and (4-5) are the formulas for calculating the hydraulic strength of metal under gravity casting in two cases, and the formula (4-5) is a special form of the formula (4-3), that is, the liquid communication region and If there is no interface in the air environment, the pressure in the liquid region should be at least P_0=0. It can be seen from the formula (4-3) that the hydraulicstrength of the gravity cast metal is only related to the relative height position inside the liquid. Equation (4-3) is transformed into P = (-pgz) - (-pgzA) + Pb (2-7) Equation (4-6) is the formula for calculating the hydraulic strength of metal under gravity casting. It is a simple algebraic function of the coordinates (x, y, z) of molten metal in the isolated liquid region. The time complexity of the calculation is O(n). Material, uporabljen v tem poskusu, je lito jeklo razreda ZG25, kemijska sestava pa je prikazana v Preglednici 5-1. V poskusu je uporabljen postopek litja v pesek, temperatura litja je 1600 °C, temperatura okoliškega zraka in zacetna temperatura peska sta 20 °C; izvede se neposredno litje in potece strjevanje na zraku. Koeficient prenosa toplote materiala ob stiku z zrakom je opredeljen, kot sledi: koeficient prenosa toplote litega jekla in zraka je 8 W/m2·°C, koeficient prenosa toplote peska in zraka pa je 16 W/m2·°C. Fizikalni parametri pešcenega lunkerja in litega jekla so doloceni z inverznim merjenjem temperature in so navedeni v Preglednici 5-2. Za segmentacijo je bil uporabljen mrežni molekularni sistem za predobdelavo 3 Experimental verification of gravity casting for dynamic pressure shrinkage cavity prediction model This model was applied to numerical simulation of gravity casting of a set of U-shaped castings. Figure 5-1 (a) is a three-dimensional casting system model of U-shaped castings; Figure 5-1 (b) is a perspective view of the casting system; Figure 5-1 (c) and Figure 5-1 (d) are two groups of U The size of the casting is designed. The material used in this experiment is a cast steel, grade ZG25, and the chemical composition of the material is shown in Table 5-1. The experiment adopts the casting process of sand casting, the pouring a) b) Slika 5-1. Zasnova poskusnega litja v obliki crke U (1-atmosferski tlak, 2-odprt napajalnik, 3-temni napajalnik, 4-litje, 5-pešceni kalup); a) Tridimenzionalni model livnega sistema v obliki crke U, b) Perspektiva livnega sistema, c) Dimenzijska zasnova ulitkov v obliki crke U iz skupine »A«, d) Dimenzijska zasnova ulitkov v obliki crke U iz skupine »B« Figure 5-1. U-shaped experimental casting design (1-atmospheric pressure 2-open riser 3-dark riser 4-casting 5-sand mold); a) Three-dimensional casting system model of U-shaped casting, b) Pouring system perspective, c) Dimensional design of "A" group U-shaped cast-ings, d) Dimensional design of "B" group U-shaped castings Preglednica 5-1 Sestava ZG25 (masni delež) Table 5-1 Composition of ZG25 (mass fraction) Zlitina / Alloy C Fe Mn P S Si ZG25 0,16 eq 0,65 0,026 0,03 0,26 Huacheng CAE [16]. V tem poskusu so dimenzije ulitka v obliki crke U 400 mm × 200 mm × 240 mm, velikost mrežnega koraka pa je 5 mm × 5 mm × 5 mm. Število celic je 2,18 × 106. V skladu s parametri iz Preglednice 5-2 je bila simulacija izvedena v sistemu za simulacijo gravitacijskega litja jeklenih ulitkov Hua cast CAE, ki ga podpira ta model. Za analizo procesa strjevanja je bilo izbranih nekaj reprezentativnih vmesnih rezultatov. Poskusni ulitek je bil lit in razrezan v podjetju Kunming Guangweitong Machinery Equipment Co., Ltd. Ulitki v obliki crke U, liti v teh dveh skupinah, so tehtali približno 50 kg in so bili uliti s pušcanjem, litje pa je bilo koncano v približno 9 sekundah. Med postopkom strjevanja po koncanem litju so bili analizirani rezultati simulacije nekaterih temperature is 1600 ° C, the ambient air temperature and the initial temperature of the sand type are both 20 ° C and are directly poured and solidified in the air. The heat transfer coefficient of the material in contact with air is defined as: the heat transfer coefficient of cast steel and air is 8 W/m2·°C, and the heat transfer coefficient of sand and air is 16 W/m2·°C. The physical parameters of the sand cavity and the cast steel are obtained by inverse temperature measurement and are listed in Table 5-2. The Huacheng CAE pre-treatment meshing molecular system was used for the segmentation [16]. In this experiment, the U-shaped casting design dimensions are 400mm×200mm×240mm, and the meshing step size is 5mm×5mm×5mm. The number of cells is 2.18 × 106. According to tipicnih casovnih obdobij. Vse nadaljnje slike so posnete s središcnega položaja ravnine preskusnega kosa v obliki crke U Preglednica 5-2. Lastnosti materialov, uporabljenih v tej simulaciji Table 5-2. Material properties of materials used in this simulation Lastnost / Property ZG25 Forma / Mold Plin / Gas Gostota / Density (kg m-3) 6931 1310 1,210 Specificna kapaciteta / Specific capacity (J kg-1 K-1) 1043,9 966,7 1004,60 Koeficient prenosa toplote / Heat transfer coefficient (W m-1 K-1) 29,8 0,95 0,02595 Toplotne emisije / Thermal emissivity 0,27 0,1 0,08 Krcenje (v %) / shrinkage (at %) 4,56 / / Latentna toplota / Latant heat (J kg-1) 236816,6 / / Temperatura tekocin / Liquid’s temperature (°C) 1490 / / Temperatura trdne snovi / Solid temperature (°C) 1470 / / Koeficient viskoznosti / Viscosity coefficient (Pa s) 1e-6 / / Faktor razmika med sekundarnimi vejami dendrita / Secondary dendrite arm spacing factor(m · (K/s)3) 85 / / Koeficient površinske napetosti / Surface tension coefficient (N m-1) 0,92 / / iz skupine »A«, kot programska oprema za naknadno vizualno obdelavo simulacijskih podatkov pa je uporabljena odprtokodna programska oprema Paraview. a) b) Slika 5-3. Primerjava podobnosti dveh krcilnih kontur; a) Profil »A«, b) Profil »B« Figure 5-3. Comparing the similarities of two shrinkage contours; a) Profile of “A”, b) Profile of “B” Preglednica 5-3 je posebno merilo podobnosti. Za kvantizacijo pravila je treba najprej normalizirati obe sliki na enako velikost in eno sliko nato prenesti na drugo. Kot je prikazano na Sliki 5-3. V tem primeru popacenje slike, ki ga povzroci objektiv fotoaparata pri fotografiranju, ni upoštevano, zato sta obe sliki že usklajeni. S štetjem števila slikovnih pik, vkljucenih v vsak obris, je mogoce razmeroma natancno dolociti površino, ki jo obdaja obris. V napajalniku na Sliki 5-3(a) je zeleni obris rezultat simulacije s programsko opremo the parameters provided in Table 5-2, the simulation was carried out in the gravity casting simulation system of Hua cast CAE steel castings supported by this model. Some representative intermediate results were selected for analysis of the solidification process. The experiment was poured and cut in Kunming Guangweitong Machinery Equipment Co., Ltd. The U-shaped castings cast in these two groups weighed about 50Kg, and were cast in a leak-filled manner, and the pouring was completed in about 9 seconds. During the solidification process after the completion of the casting, the simulation results of some typical time periods are analyzed. The following illustrations are all taken from the center positionof the U-shaped plane of the “A” group test piece, and the open source software Paraview is used as the visual post-processing software for the simulation data. Table 5-3 is a specific measure of similarity. To quantize the rule, first normalize the two images to the same size and superimpose one of the images onto the other.As shown in Figure 5-3. Here,the image distortion caused by the camera lens when taking a picture is ignored,and the two images are already consistent. By counting the number of pixel points included in each contour, the area enclosed by the contour can be obtained relatively accurately. In the riser of Figure 5-3(a), the green outline is the simulation result of Huazhu CAE, which contains 6066 pixels, the area of which is Ag=6066; the blue outline is the shrinkage distribution of the center cut surface of the experimental casting, which includes 4432 pixels, area Ab = 4432. The green and blue outlines have a total area of 3,704 pixels, that is, the common areaAs=3704. Huazhu CAE, ki vsebuje 6066 slikovnih pik, površina Ag = 6066; modri obris prikazuje porazdelitev krcenja osrednjepovršine reza poskusnega litja in vsebuje 4432 slikovnih pik, površina Ab = 4432. Zeleni in modri obrisi imajo skupno površino 3704 slikovnih pik, kar pomeni, da je skupna površina As = 3704. Uporaba dinamicnega modela napovedovanja krcenja zaradi tlaka Sliki 7-1 (a) in (b) prikazujeta tridimenzionalno obliko sprednje in spodnje strani ulitka pokrova škatle, Slika 7-1 (c) pa prikazuje skupino za litje, ki je kombinacija s štirimi pokrovi. Pokrov je glavni del valja bencinskega motorja. Premer diska je približno 200 mm, debelina zunanjega dela je približno 120 mm, debelina pa približno 15 mm. Postopek strjevanja je bil simuliran z uporabo dinamicnega litja na podlagi modela napovedovanja krcilnega lunkerja jeklene gravitacijsko lite plošce Hua cast CAE. Rezultati simulacije so bili razrezani s programsko opremo za naknadno obdelavo Hua cast CAE, in sicer je bil izrezan vzdolžni prerez ulitka. Primerjajte obliko in kljucne dimenzije. Na Sliki 7-2 je prikaz porazdelitve krcilnih lunkerjev in porazdelitve tlaka na 200. dan strjevanja. Ker je izobarna površina pri gravitacijskem litju vodoravna ploskev, je prostorninski delež nad rdeco crto prostorninska porazdelitev krcilnega lunkerja, uporabijo pa se poudarjeni deli; rdeca crta pod porazdelitvijo tlaka v nestrjeni staljeni kovini je 50-odstotno prosojna. Na tej tocki je notranjost ulitka skoraj popolnoma strjena, nestrjeno obmocje pa je predvsem v napajalniku nad ulitkom. Na Sliki 7-3 je shematski prikaz napovedovanja krcenja za vse rezultate simulacije strjevanja sistema skupinskega 4 Application of Dynamic Pressure Shrinkage Prediction Model Figure 7-1 (a) and (b) are the three-dimensional shape of the front and bottom of the box cover casting, respectively, Figure 7-1 (c) is the pouring group tree that is combined with the four lids. The cover is the main part used on the cylinder of a gasoline engine. The diameter of the disc is about 200mm, the thickness of the outer part of the part is about 120 mm, and the thickness of the part is about 15 mm. The solidification process of the process was simulated byusing the dynamiccasting-based shrinkage hole prediction model of the Hua cast CAE steel casting gravity casting plate. The simulation results were cut by the Hua cast CAE post-processing display software, and the longitudinal section of the casting was cut. Compare shape and key dimensions. Figure 7-2 is a view of the distribution of the shrinkage cavities and the pressure distribution at the 200th day of solidification. Since the isobaric surface under gravity casting is a horizontal plane, the volume fraction above the red line is the volume distribution of the shrinkage hole, and the highlight is used; the red line below the pressure distribution in the unsolidified molten metal is 50% translucent. At this point, the inside of the casting has almost completely solidified, and the unsolidified area is mainly within the riser above the casting. Figure 7-3 is a shrinkage prediction diagram of the overall solidification simulation result of the box cap group casting system. It can be seen from the simulation results of the shrinkage hole prediction that the casting shrinkage holes are mainly concentrated on the top of the pouring inlet and the rising riser, and only a small amount of shrinkage appears on the casting of the lid. We will cut the solidified litja pokrovcka škatle. Iz rezultatov casting along the diameter of the rising simulacije napovedovanja krcilnega mouth, cut it longitudinally, measure the Slika 7-1. Tridimenzionalnaskica ulitka pokrova škatle in skupineza litje; a) Prednji del ulitka pokrova škatle ulitka, b) Spodnja površina kasete, c) Skupine za litje pokrovov škatle Figure 7-1. Three dimensional shape drawing of the box cover casting and the pouring group tree; a) Box cover casting front, b) Cassette casting bottom surface, c) Pouring group tree for box cover casting 100.00 92.86 85.71 78.57 71.43 64.29 57.14 50.00 42.86 35.71 28.57 21.43 14.29 7.14 0.00 Slika 7-3. Napoved skrcevanja za vse rezultate simulacije strjevanja ulitka pokrovcka škatle Figure 7-3. Prediction of shrinkage of the overall solidification simulation result of the box cover casting lunkerja je razvidno, da so krcilni lunkerji vecinoma skoncentrirani na zgornjem delu vhoda za litje in vertikalnim napajalnikom, le majhna kolicina krcenja pa se pojavi na pokrovu ulitka. Strjeni ulitek bomo prerezali vzdolž premera ustja napajalnika, izmerili krcilni lunker na ravnini reza in ga primerjali z velikostjo krcilnega lunkerja tridimenzionalnega modela. Rezultati meritev so prikazani na Slikah 7-4 in 7-5. Na Sliki 7-4 sta prikazana izseka prereza dveh napajalnikov na razdelilnem kanalu. Krcilni lunker v obliki crke V v zgornjem delu krcilnega lunkerja pri napajalniku je skladen z rezultati simulacije. Krcilni lunker pod krcilnim lunkerjem napajalnika je redek, stopnja zgošcevanja je nizka, splošna oblika krcenja krcilnega lunkerja v obliki crke V in oblika crke V v rezultatih simulacije sta zelo podobna. Zgornji konec napajalnika predstavlja vrh krcilnega lunkerja, najmanjša razdalja od najmanjšega konca krcilnega lunkerja v obliki crke V je približno 94 mm, napaka 91 mm v primerjavi z rezultati simulacije pa je enaka približno 1 mreži (kvadrat z velikostjo mrežnega ocesa s stranico 3,5 mm). Napaka 3 % torej pomeni visoko natancnost znotraj meja dopustne napake. Na Sliki 7-5 je prikazan presek enega izmed reducirnih napajalnikov nad štirimi ulitki. Krcilni lunker v obliki crke V v zgornjem delu krcilnega lunkerja pri napajalniku je skladen z rezultati simulacije. Delni krcilni lunker pod krcilnim lunkerjem napajalnika je redek, stopnja zgošcevanja pa je relativno nizka. V rezultatih simulacije je z rdeco prikazan krcilni lunker. Celotna topografija oblike crke V je zelo podobna topografiji oblike crke V iz rezultatov simulacije. Ce izvzamemo zgornji rob napajalnika zaradi toka polnjenja ter neravnino zgornje površine vrste peska, je najvišja ravnina nivoja tekocine najvišji konec krcilnega lunkerja, shrinkage hole on the cutting plane, and compare it with the size of the shrinkage hole on the three-dimensional model. The measurement results are shown in Figure 7-4 and Figure 7-5. In Figure 7-4, two large risers on the runner are selected for one of the cut-out sections. The V-shaped shrinkage hole in the upper part of the riser shrinkage hole is consistent with the simulation result. The shrinkage hole under the riser shrinkage hole is obviously sparse, the degree of densification is low, the overall V-shaped shape of the shrinkage hole shrinkage and the V-shaped shape of the simulation result the appearance is very similar. The top end of the riser is the uppermost end of the shrinkage hole, and the minimum distance from the minimum end of the V-shaped shrinkage hole is about 94 mm, and the error of 91 mm from the simulation result is about 1 grid (square with a mesh size of 3.5 mm side). That is, the error of 3% has a high accuracy within the error tolerance. In Figure 7-5, one of the fill-reducing risers above the four castings is selected for the cut- away section. The V-shaped shrinkage hole in the upper part of the riser shrinkage hole is similar to the simulation result. The partial shrinkage hole under the riser shrinkage hole is obviously sparse, and the degree of densification is relatively low. The simulation result shows a red shrinkage and shrinkage shrinkage. The overall V-shaped topography is very similar to the V-shaped topography of the simulation results. Excluding the upper edge of the riser due to the filling flow and the unevenness of the upper surface of the sand type, the highest liquid level plane is the uppermost end of the shrinkage hole, and the minimum distance from the minimum end of the V-shaped shrinkage hole is about 59 mm, and the simulation najmanjša razdalja od najmanjšega konca krcilnega lunkerja oblike crke V je približno 59 mm, rezultat simulacije pa je 56 mm. Napaka je približno 1 mreža (kvadrat z velikostjo mrežnega ocesa 3,5 mm); to pomeni, da je relativna napaka približno 5 %, in tudi, da je natancnost znotraj meja dopustne napake. 5 Zakljucek Namen tega prispevka je izboljšati natancnost napovedovanja krcilnega lunkerja, preuciti mehanizem nastajanja krcilnega lunkerja pri gravitacijskem litju ter vertikalnem centrifugalnem litju, vzpostaviti model napovedovanja krcilnega lunkerja na podlagi dinamicnega tlaka pod poljem delovanja vec sil ter razviti gravitacijsko litje in simulacijski sistem za napovedovanje krcenja v procesu strjevanja ulitkov pri vertikalnem centrifugalnem litju, ki se uporablja za simulacijo procesa litja ulitkov, ki jih dejansko izdelujejo livarna. Glavne ugotovitve so naslednje: (1) Razvit je modul za napovedovanje krcilnega lunkerja v jeziku C++ in izveden sekundarni razvoj programske opreme Huazhu CAE z namenom izvedbe povezave modela za napovedovanje krcilnega lunkerja in programske opreme Huazhu CAE. Za izvedbo numericne simulacije napovedi krcenja ulitkov so bile znova uporabljene razvite funkcije za izracun temperaturnega in pretocnega polja, zbirke podatkov o materialih ter funkcij predhodne in naknadne obdelave programske opreme Huazhu CAE. (2) S primerjalnim eksperimentom je bila preverjena natancnost modela za napovedovanje krcilnega lunkerja pri razlicnih hitrostih, primerjalni podatki pa so na voljotudi za analizo mehanizma nastanka krcilnega lunkerja. Z analizo vpliva tlaka v result is 56 mm. The error is about 1 grid (square with a mesh size of 3.5 mm side length), that is, a relative error of about 5%, which also has high accuracy within the error tolerance. 5 Conclusion The purpose of this paper is to improve the accuracy of shrinkage hole prediction, study the mechanism of shrinkage cavity formation in gravity casting and vertical centrifugal casting process, establish a shrinkage hole prediction model based on dynamic pressure under multi- force field, and develop gravity casting and The shrinkage prediction simulation system for the solidification process of vertical centrifugal casting castings is applied to the casting process simulation of castings actually produced by casting enterprises. The main conclusions are as follows: (1) Developed the shrinkage hole prediction module in C++ language and carried out secondary development on Huazhu CAE software to realize the docking of the shrinkage hole prediction model and Huazhu CAE software. The mature temperature field and flow field calculation function, material database, pre-processing and post-processing functions of Huazhu CAE software are reused to carry out numerical simulation of shrinkage prediction of castings. (2) Through the comparison experiment, the accuracy of the model to predict the shrinkage cavity at various speeds is verified, and the comparative data is also provided for the analysis of the formation mechanism of the shrinkage cavity. By analyzing the influence of the pressure in the molten metal and the centrifugal speed on the formation of the shrinkage cavity, it is verified that the volumetric shrinkage staljeni kovini in centrifugalne hitrosti na nastanek krcilnega lunkerja se zagotovi, da se volumen krcenja, ki ga ustvari staljena kovina v vsakem casovnem koraku, prišteje nicelnemu izobaricnemu tlaku v izolirani tekoci fazi. Zakljucki so predstavljeni tukaj. (3) Uporaba modela za napovedovanje krcilnega lunkerja v dejanskem proizvodnem procesu litja. S simulacijo postopka gravitacijskega litja jeklenih ulitkov v okvir in postopka vertikalnega centrifugalnega litja ulitkov stebrickov iz titanove zlitine je bila primerjana kakovost izdelka, rezultati modela napovedovanja krcenja pa so bili primerjani in analizirani. Simulirani so bili rezultati simulacije in dejansko litje. Porazdelitev krcilnega lunkerja je zelo dosledna. Uporaba modela je ucinkovita v dejanski proizvodnji podjetja in ima mocno promocijsko vrednost. Zahvala To raziskavo je financno podprla Nacionalna naravoslovna fundacija Kitajske (št. 51775205). Reference / References volume generated by the molten metal in eachtime step is added to the zero isobaric pressure in the isolated liquid phase. The conclusion at the face. (3) Apply the model to the shrinkage hole prediction of the actual casting production process.Through the simulation of the gravitycasting processof the box-cast steel castings and the vertical centrifugal casting process of the titanium alloy column castings, the product quality inspection was compared, and the shrinkage prediction results of the model were compared and analyzed. The simulation results and the actual castings were simulated. The shrinkage holedistribution is very consistent. The model has a good application effect in the actual production of the enterprise and has a large promotion value. Acknowledgements This research was financially supported by National Natural Science Foundation of China (No. 51775205). [1] Zhang Jun. Numerical simulation of filling process in vertical centrifugal casting [D]. Wuhan: Huazhong University of Science and Technology, 2011. [2] Liu Jianguo, Huang Tianyou, Lu Dingquan, et al. Analysis of the development of China‘s foundry industry in the “Twelfth Five-Year Plan”[J]. Foundry Technology, 2012(09): 1090- 1093. [3] Xu Yunxiang. Riser Equivalent Hot Section Design Method for Investment Castings[J]. Special Casting & Nonferrous Alloys, 2006(02):108-110. [4] China Foundry Association. Investment Casting Handbook [M]. Mechanical Industry Press, 2000. [5] Zhou Jianxin. Current Status and Development Trend of Foundry Computer Simulation Technology[J]. Founding, 2012(10): 1105-1115. [6] Song Weide, Xue Xiang. Research on Mathematical Model and Its Parameters of Shrinkage Prediction[J]. Foundry, 1986(06): 36-38. [7] Li Hongwei, Xue Xiang, Zhang Yuebing. Influence of Static Pressure of Liquid Metal on Shrinkage Shrinkage Criterion[J]. Foundry, 2003(06):426-428. [8] Zheng Hongliang. Numerical simulation of solidification process of nodular cast iron based on macro-micro model[D]. Shandong University, 2007. [9] Menghuai W AAK. Usingfour-phase Eulerian volume averaging approach to model macrosegregation and shrinkage cavity [J]. IOPConference Series: Materials Science and Engineering, 2015, 84(1): 12006. [10] Liu Zhiming, Jiang Buju, Yu Zhenzong. Study on Solidification Process of Centrifugal Casting Tube by Hot Molding Method[J]. Special Casting & Nonferrous Alloys, 1990(01):8- 12. [11] Fjeld A, Ludwig A. Modeling and Simulation of a Large Composite Casting, 2008[C].2008. [12] Song Weide, Xue Xiang. Research on Mathematical Model and Its Parameters of Shrinkage Prediction[J]. Foundry, 1986(06): 36-38. [13] Kalland K M. A Navier-Stokes Solver for Single-and Two-Phase Flow [J]. 2008. [14] Xu Wei. Numerical simulation of macrosegregation defects of steel castings based on continuum model [D]. Huazhong University of Science and Technology, 2012. [15] Zeng Xingwang. Research on numerical simulation of centrifugal casting filling process [D]. Huazhong University of Science and Technology, 2004. [16] Zhou Jianxin. Numerical simulation of casting solidification process based on non­uniform grid technology [D]. Wuhan: Huazhong University of Science and Technology, 2003. [17] Wen Peijian. Prediction of Shrinkage and Shrinkage of Titanium Alloy Vertical Centrifugal Precision Casting [D]. Harbin: Harbin Institute of Technology, 2006. AKTUALNO / CURRENT Kratka vsebinska predstavitev predavanj na 61. IFC Portorož 2021 (Drugi del) V drugem delu predstavitev so predavanja razdeljena v štiri locene sekcije. Predstavljenih je bilo skupno 34 predavanj. Podajamo kratko vsebino vseh predavanj. SEKCIJAA: Lito železo in livarske tehnologije: C. BAITANG1, M. KRUGER2, S. PISKER2, B. H. WILLIAMS­BOOCK2, K. WEISS1 , 1RWP GmbH (D), 2Ortrander Eisenhütte (D): »Modeliranje procesa na osnovi proizvodnih podatkov iz livarne z avtomatskim formanjem». V dobi industrije 4.0 industrijska podjetja ne potrebujejo zgolj procesnih podatkov, temvec tudi povezave med njimi, da bi lahko dolocili zanesljive procesne odvisnosti. Podrobno sta bila predstavljena postopek analize odpadka in izdelava modela procesa na podlagi podatkov. Model lahko skupaj z obstojecim simulacijskim orodjem na fizikalni osnovi pomaga livarnam pripraviti prave vhodne podatke procesa. Upravljalci livarn lahko na podlagi modela pridobijo predloge za izboljšave v proizvodnji. Livarne lahko na podlagi modela nacrtujejo postavitev kapacitet za nove elemente. V praksi se lahko pripravi razlicne procesne scenarije, ki zmanjšujejo stroške dejanskih eksperimentov. H. KERBER1, A. JAHN2, P. SCHUMACHER3, 1,2Austrian Foundry Reasearch Institute Leoben (A), 3Chair of casting Research, University of Leoben (A): »Izvor, pojav in preprecitev prelomov pri sivih litinah s kroglastim grafitom». Plošcne frakture se spremenijo v kriticne nepravilnosti pri ulitkih takrat, kadar na površini ulitka zaradi grobih izbruhov nastanejo nepopravljive luknje. Na majhnih naravnih napajalnikih je bilo opravljeno zelo pomembno delo z odlicnimi prakticnimi, eksperimentalnimi in znanstvenimi pojasnili za izvor teh nepravilnosti na ulitkih in možnosti, kako jih prepreciti. Opravljene so bile tudi raziskave ulitkov z nepravilnostmi zaradi plošcnih fraktur na grlih napajalnika in na eksotermnih napajalnikih. Makroskopske raziskave so pokazale na mehanizem nastanka kriticnih komponent v mikrostrukturi, ki povzrocajo plošcne frakture. Narejen je bil pomemben korak pri razlagah nastanka plošcnih fraktur. M. BOJINOVIC1, A. RESNIK2 , L. KRAJNC1 , 1Pro Labor d.o.o. (SI), 2OMCO METALS SLOVENIA d.o.o. (SI): »Digitalizacija temperaturnega polja v livarnah«. Z digitalizacijo se hitreje identificirajo in rešujejo problemi v proizvodnji. Prednost je v tem, da se celoten proces lahko ponovno definira in preobrazi v ucinkovit sistem zasledovanja in reševanja problemov. Digitalizacija se usmerja predvsem v dve smeri: napredna orodja za optimizacijo proizvodne verige in specificne tehnologije za nizko - ogljicno in trajnostno proizvodnjo. Kontinuirano prilagajanje in optimiziranje procesov prispeva k fleksibilnosti in zanesljivosti procesov, povišuje izplen in kakovost proizvodov, prispeva k energetski ucinkovitosti in integrirano nadzoruje okoljske kazalnike. Pomembne so digitalizacijatemperaturnega polja, priprava taline, litje in toplotna obdelava. Digitalizacija temperaturnega polja se lahko implementira v razlicnih fazah procesa. Predstavljeni so bili projekti digitalizacije temperaturnega polja.in njihovi prispevki k optimizaciji procesa. J. ROUCKA, V. KANA, V. PERNICA, D. NYEKOVA, A. ZADERA, Brno University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Brno (CZ): »Ocena vpliva razlicnih cepiv na mikrostrukturo in mehanske lastnosti sivih litin s kroglastim grafitom«. Raziskava je bila izvedena na litini EN CSN GJS 450., ki je bila modificirana z zlitino VM63M.Izvedena je bila primerjava ucinkov cepljenja treh vrst cepiv, ki so se razlikovale po vsebnosti: In-Al, In-Ce in In-Bi . Uliti so bili bloki Y1-Y4 skladno s standardom EN CSN 1563. Preizkušene so bile lastnosti trdote, natezne trdnosti in udarna odpornost. Izdelana je bila metalografska ocena grafita in lastnosti v odvisnosti od debeline sten ulitih blokov in vrste cepiva. Osnovna struktura vseh blokov je bila ferit-perlit. Delež ferita je v vseh primerih narastel z debelino ulitih vzorcev. Ob testiranju z razlicnimi inokulanti niso ugotovili bistvenih razlik v strukturi in lastnostih. M. BRAIT1, E. KOPPENSTEINER1, G. SCHINDELBACHER1 , P. SCHUMACHER1,2 , 1Austrian Foundry Research Institute (A), 2Chair of Casting Research, Montanuniversität Leoben (A): »Napoved nastanka grafita pri sivih litinah s kroglastim grafitom s pomocjo nevronskih mrež«. Umetne nevronske mreže se uporabljajo za opisovanje in napovedovanje nodularnosti in gostote grafitnih vozlov v duktilni litini. Namen raziskav je bil razjasniti dejavnike, ki vplivajo na proizvodnjo duktilnega železa v industrijskem okolju. S pomocjo umetne inteligence so lahko napovedovali vpliv razlicnih dejavnikov in parametrov na podlagi pogojev in vzorcev. Dolociti je bilo mogoce mejne pogoje za vsakodnevno delo v livarni. Izdelali so model za napovedovanje tvorbe grafita v sivi litini s kroglastim grafitom. S statisticnimi orodji so dolocili in analizirali najpomembnejše in prevladujoce spremenljivke, od prvotnega polnjenja do koncnega ulitka. Zahtevane hitrosti ohlajevanja pri ulitkih so uporabili kot dodatne vhodne spremenljivke za algoritem napovedovanja in jih izracunali s toplotnim modeliranjem. Algoritme za povecanje natancnosti so ustvarili z nevronskimi mrežami. Algoritme so prilagodili in izboljšali z dodatnim vnosom podatkov. M. BARTH, I. BACANU, Huttenes Albertus Chemische Werke GmbH (D): »Izdelava aditivov za livarske potrebe«. Stalni razvoj tiskalnikov in vezivnih sistemov že omogoca izdelavo majhnih in srednje velikih serij livarskih jeder s 3D tiskanjem peska. Velikost komponent je mogoce skoraj poljubno prilagajati s pomocjo segmentnih proizvodnih strategij. Furanski, fenolni in anorganski sistemi so že na voljo. Ob zmanjšanju emisij so kljucna raziskovalna podrocja: dosledno visoka trdnost na oseh x-y in z ter glajenje površine z uporabo premazov, ki so optimizirani za 3-D tiskanje. V laboratorij HA so izvajali preskuse z vezivi, cistili in premazi. Ti preskusi so vkljucevali tudi analizo vzrokov in preprecevanje napak pri litju ter dolocanje procesnih parametrov pod standardnimi pogoji. Rezultati preskusov pod realnimi pogoji so potrjeni v evropskih livarnah. L. HAŠKA, V. PAVLOVEC, Junker Industrial Equipment s. r. o. (CZ): »Vzdrževanje in servisiranje indukcijskih navitij pri talilnih indukcijskih peceh«. Obravnavane so bile strategije vzdrževanja in popravil, preventivni in zašcitni ukrepi za preprecevanje nesrec ter podaljšanje življenjske dobe indukcijskih navitij. Prikazani so bili primeri poškodovanih navitij in postopki popravil ter prednosti dodatnih zašcitnih sistemov za navitja. Podrobno je bil pojasnjen sistem opticne zašcite navitja, ki je bil razvit v skupini Otto Junker. Prikazani in pojasnjeni so bili primeri namestitev sistema OCP (opticna zašcita navitja), skupaj s primeri pogojev, ki jih je mogoce s pomocjo sistema varno obvladovati. Prikazani so bili primeri poškodovanih navitij, ki so bila popravljena v podjetju JIE, skupaj s pojasnjenimi postopki ocene stanja, razstavljanjem navitja in popravila. M. PETRIC, S. KASTELIC, P. MRVAR, Univerza v Ljubljani, Naravoslovnotehniška fakulteta, oddelek za materiale in metalurgijo (SI): »Cepljenje in mehanizmi nukleacije grafita pri sivih litinah s kroglastim grafitom«. Prestavljena je bila zgradba kali grafita v sivih litinah s kroglastim grafitom. Talina je bila pripravljena v kupolni peci in obdelana z dodatkom magnezija ter cepljena s cepivom na osnovi barija. Za analizo vkljuckov je bila uporabljena vrsticna elektronska mikroskopija s poljsko emisijo (FE-SEM) opremljena z energijsko disperzijsko spektroskopijo (EDS).Izveden je bil termodinamski izracun faznih ravnotežij s pripadajocimi prostimi Gibbsovimi energijami. Rezultati so bili primerjani z metalografskimi analizami. Kali so bile razlicne po obliki in sestavi in so okrogle in pravokotne. Sestavljene so iz ene ali dveh faz, kot so ( Mg, Ca)S, MgO in (Mg, Al, Si)N. Ba in elementi redkih zemelj niso prisotni v kaleh. U. KLANCNIK1, J. HABJAN1, A. MAHMUTOVIC2 , S. KASTELIC2, P. MRVAR2,3, M. DROBNE1 , 1Valji d.o.o., 2TC Livarstvo , 3Univerza v Ljubljani: »Simulacija litja in strjevanja vertikalnega valja- študija primera«. Izdelava ulitih vertikalnih valjev iz nadevtektoidne jeklene litine s kroglicastim grafitom je zaradi velikega premera napram višini zahtevnejša od horizontalnih valjev za vroce valjanje. Obstaja vecja nevarnost nastanka krcilne poroznosti in drugih livarskih napak. Predstavljen je bil primer kako lahko z uporabo racunalniške simulacije in strjevanja izboljšamo postavitev forme in s tem vplivamo na kakovost ulitka. S programom ProCAST je bila izdelana racunalniška simulacija morebitnih vzrokov za nastanek napak. Ugotovljena je znatna erozija pešcene forme, kar lahko predstavlja vir nekovinskih vkljuckov ter možnost krcilne poroznosti v telesu ulitka na mestu prehoda med spodnjim cepom in trupom valja. Na podlagi simulacij so bili podani in upoštevani nekateri predlogi za preprecevanje napak. B. KRIŽE1, N. ROM1, I. SURUNA1, M. KOMPREJ2, J. VRANJKOVIC2 , D. PVAJGER2 , A. CATIC2 , 1Wire d.o.o. (SI), 2Livar d.d. (SI): »Optimizacija procesa proizvodnje nodularne litine pri obdelavi s polnjeno žico s pomocjo meritev kisika v talini«. Vsebnost kisika v sivi litini s kroglastim grafitom je pomembna v samem proizvodnem procesu. S poznavanjem aktivnosti kisika (a0) in pravilno obdelavo taline je možno optimizirati sam proces. Z ustreznim dimenzioniranjem tesnilnega obroca pokrova obdelovalnega lonca, vertikalnejšim vnosom žice v talino, optimiranim vlekom odsesovalnih cevi, je možno stanje bistveno izboljšati. Z meritvami je bila potrjena neposredna povezava med aktivnostjo kisika po obdelavi in Mgrest ter s tem stopnja nodulacije. Uporabljeni so bili razlicni tipi žic glede vrednosti Mg in Ca, z ali brez dodatkov Al in FeSiBa. S pešceno spiralo so ugotavljali povezavo med dolžino spirale, Mgrest in aktivnostjo kisika. Preiskave so pokazale uspešno zmanjšanje kolicine žice za nodulacijo. Ugotovili so tudi, da je za razžveplanje sive litine iz kupolke možna uporaba postopka razžveplanja in nodulacije brez uporabe CaC2. SEKCIJA B : Neželezne zlitine Ž. KURALT, LTH Castings d.o.o. (SI): »Zalivanje cevk pri visokotlacnem litju aluminija«. Aluminijevi ulitki za avtomobilsko industrijo so vedno bolj kompleksni in morajo odgovarjati visokim zahtevam pri temperaturah okolice od - 40°C do + 125 °C. Zaradi tega je vse vecja zahteva tudi po aktivnem hlajenju. Ena od možnosti aktivnega hlajenja je zalivanje hladilne cevke (s hladilnim medijem glikol) v ulitek. Za potrebe razvoja procesa zalivanja cevk v aluminijeve ulitke, so bile namensko izdelane cevke, izdelane simulacije trdnosti in deformacij cevke in opravljena simulacija litja. Izdelano je bilo prototipno orodje za tlacno litje, prototipno obrezilno orodje ter testna priprava za testiranje tesnosti ulitka pod vodo. Tesnost ulitka in oprijem aluminija s cevko sta bila dva glavna kriterija, ki sta bila analizirana. Prednosti zalivanja cevk v ulitek so predvsem v preprostosti procesa in cenovni konkurencnosti. J. BOBST, Fondarex SA(CH): »Zakaj bi uporabljali vakuum pri tlacnem litju aluminija«? Dobro razumevanje ucinkov uporabe vakuumskega sistema v postopku HPDCM je kljucnega pomena, ko se livarna odloci za njegovo izvajanje in posledicno za izboljšanje njegove kakovosti. Vakuumsko litje je kljucni dejavnik za odstranitev pozitivnega zracnega tlaka iz staljene kovine , kar zagotavlja dobro polnjenje in boljše s pretokom povezane rezultate, predvsem zmanjšanje poroznosti. Kljucen dejavnik je prilagoditev vakuuma samemu postopku in zahtevam narocnika. Sama vakuumska tehnologija sistema Fondarex je izredno prilagodljiva v smislu integracije v celico za tlacno litje. Prav tako so enote podjetja Fondarex združljive z vsemi stroji za tlacno litje, prilagodljive vsakemu projektu ter omogocajo celovito analizo vakuumskega postopka in sodobne možnosti prenosa podatkov. Ž. JELEN1, P. MAJERIC1,2, M. ZADRAVEC1, L. GROBELŠEK2 , I. ANŽEL1, R. RUDOLF1,2, 1Univerza v Mariboru (SI), 2Zlatarna Celje d.o.o. (SI): »Zlati nanodelci - od sinteze do prototipne uporabe v LFIA antigenskih testih (Covid-19)« . Za spremljanje in širjenja pandemij v realnem casu in preprecevanje okužb so pomembni hitri antigenski testi( LFIA), ki delujejo na principu imuno-kromatografskega testiranja na osnovi lateralnega vleka tekocega medija. Do sedaj ti hitri testi ne uporabljajo Au nanodelcev ( AuND). Razvoj AuND v antigenskih LFIA (Lateral flow immuno assay) testih bi tako predstavljal popolnoma nov preboj AuND ne le za medicino in farmacijo temvec za razlicne druge biomedicinske aplikacije. Za uporabo protiteles se lahko uporabijo razlicne snovi in izvajajo se seveda tudi obširne raziskave nanomaterialov, ki bi lahko bistveno izboljšali obcutljivost zaznavanja LFIA testov, saj nanomateriali omogocajo kvantitativne in polkvantitativne odzive. Med nanomateriali izstopajo nanodelci, ki lahko dajejo neposredni signal kmalu po reakciji s protitelesi in tako, da se spremeni barva njihove površine. Med te snovi spadajo tudi AuND, ki imajo edinstvene lastnosti, ki so potrebne za delovanje LFIA testa in imajo odlicno biokompatibilnost. Zlatarna Celje je postopek sinteze AuND tudi zašcitila s prijavo nacionalnega patenta. Z. ZOVKO BRODARAC1 D. STANIC2, M. FOLTA3, F. KOZINA11Univerza v Zagrebu, Metalurška fakulteta (CRO), 2Cimos-TCH Group P.P.C. Buzet d.o.o. (CRO), 3Škoda Auto, Vysoka škola o.p.s. (CZ): »Potencial recikliranja zlitine AlSi9Cu3(Fe)« Mehanske in mikrostrukturne lastnosti aluminijevih zlitin so odvisne od sestave, obdelave taline, hitrosti strjevanja, postopka litja in morebitne toplotne obdelave. Raziskan je bil potencialrecikliranja zlitine AlSi9Cu3(Fe) z uporabo lastnega povratnega materiala iz livarne brez kakršnihkoli dodatkov. Prisotnost široke palete legirnih elementov v zlitini AlSi9Cu3(Fe) razkriva število potencialnih faz, kot so a-Al15(FeMn)3Si2, ß-Al5FeSi, Mg2Si, Al2Cu, kot tudi bolj kompleksnih Al15Cu2Mg8Si6 in Al5Mg8Cu2Si6. Pretaljevanje recikliranih aluminijevih zlitin vpliva na spremembo razvoja mikrostrukture skozi postopek strjevanja in vodi do degradacije mehanskih lastnosti. M. MACERL1,2, F. ZUPANIC2, T. HAGA3, T. BONCINA2 , 1Srednja tehniška in poklicna šola Trbovlje (SI), 2Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo (SI), 3Osaka Insitute of Technology (JP): «Mikrostruktura in lastnosti zlitine Al-Mn-Cu-Be, izdelane z enovaljnim in asimetricnim dvovaljnim litjem». Obravnavan je mikrostruktura in lastnosti trakov poskusne kvazikristalne zlitine Al-Mn-Cu-Be, ki je bila izdelana z dvema postopkoma kontinuirnega litja: z enovaljnim litjem ter z asimetricnim dvovaljnim litjem. Pri obeh zaradi povecane hitrosti ohlajanja lahko nastanejo tudi kvazikristalne faze. Trakove so karakterizirali s svetlobno in vrsticno elektronsko mikroskopijo, mikrokemicno analizo ter rentgensko difrakcijo. Pri dvovaljnem litju je bila površina trakov na obeh straneh gladka, medtem ko je prosta površina traku po enovaljnem litju mocno hrapava. Mikrostruktura je pri obeh vrstah litja sestavljena iz trdne raztopine na osnovi aluminija in faz Al2Cu, Be4AlMn, Al5Mn3Be2, navzoca pa je tudi kvazikristalna faza IQC, predvsem v okviru evtektika Al+IQC. V obeh zlitinah se pojavljajo grobi delci Al5Mn3Be2, ki negativno vplivajo na trdnostne lastnosti in duktilnost trakov. Najfinejša mikrostruktura nastane pri valjih in se ogrobi proti sredini. Pri enovaljnem litju je mikrostruktura sestavljena iz dveh obmocij in se grobost mikrostrukture povecuje od sticne površine z valjem proti prosti površini. D. PECNIK1, D. LORBER1, A. ŠIBILA1, S. HOBIC2 , 1Talum (SI), 2Hobotnica (SI): »Razvoj površinske zašcite na vizualnih aluminijskih ulitkih« Na osnovi smernic odjemalca je podjetje pristopilo k projektu razvoja površinske zašcite na vizualnih površinah Al-ulitkov. Glavna naloga je bila zamenjava mokrega barvanja z eloksiranjem zaradi uskladitve z ostalimi sestavnimi deli. Vizualni izgled, stabilna barvna niansa, UV stabilnost in korozijska obstojnost so pomembni za estetski izgled prodajanega ulitka. Dimenzijska stabilnost pa je pomembna zaradi same montaže ter funkcije artikla v celotni dobi uporabe. Tudi same tolerance mehanske obdelave so za tovrstne ulitke zelo ozke, pri cemer je potrebno upoštevati tudi nihanje sloja obdelave. Rezultat projekta je tudi v manjših stroških, stabilnih dimenzijah ter izboljšanju estetskega videza in vrednosti produkta. Dosežena je bila UV stabilnost ter korozijska odpornost. Zmanjšana je bila tudi razlika med videzom obdelane površine in površine ulitka. G. HAJAS, Alu–Onto (HU): »Gravitacijsko litje tankostenskih ulitkov (1 do 3mm) s 3D natisnjenimi pešcenimi formami» . Predstavljena tehnologija predstavlja konkretno rešitev v primerih, ko je treba hitro izdelati tankostenske Al-ulitke velikih geometrij, ki ustrezajo zahtevan tlacnega litja z vidika geometrijskih in mehanskih lastnosti. Izdelava pešcenih form za velike tankostenske Al-ulitke je v primerjavi s 3-D tiskanjem zahtevna, še posebej zaradi dovolj visokih temperatur pešcenih form pred litjem. Nov postopek s 3D -izdelavo form so eksperimentalno uporabili z namenom informacij o koristih in pomanjkljivostih v primerjavi s pešcenimi formami. Prikazan je bil postopek izdelave 3D- tiskanih form, prenos razdelilnih kanalov in napajalnikov, nacin za izboljšanje površine forme in simulacija ter lastnosti ulitka. J. ŠTUCIN, J. TRCEK, Hidria d.o.o. (SI): »Optimizacija orodja za tlacno litje z uporabo SML procesa». Zaradi omejitevklasicnih metod za izdelavo komponent orodij za tlacno litje, se vse bolj uporablja tudi proces selektivnega laserskega pretaljevanja (SLM).SLM je metoda dodajne tehnologije kovinskih prahov, ki omogoca izdelavo komponent orodij s temperirnimi kanali, ki se prilagajajo zunanji površini orodja (konformna oblika) in kot taki omogocajo optimalen odvod toplote. Na tradicionalen del orodja(osnovo) se lahko izdelajo še SMLdeli, ki vsebujejo kanale s komforno obliko. Za to v podjetju uporabljajo programski paket Magmasoft, ki upošteva poljubno obliko temperirnih kanalov, izracuna pretok in spremembo temperature in s tem koeficient pretoka kanala. Tako lahko dosežemo enakomerno temperaturo površine orodja tekom procesa, ki je pomembna za kakovostne zahteve ulitka. V zacetkih preizkušanja orodja v livarskem procesu se tako lahko s termokamero izvedejo analize, ki se primerjajo z rezultati simulacij v programu Magma soft. J. FERCEC, A. SLANA, A. ŠIBILA, Talum d.d. Kidricevo (SI): »Karakterizacija napak ulitka iz Al-zlitin, izdelanega s postopkom nagibnega gravitacijskega litja, v povezavi s procesnimi parametri» Netesnost se pri ulitkih, izdelanih z nagibnim gravitacijskim litjem zaradi debelejših sten ulitkov, pojavi zelo redko. Napake netesnosti obicajno preverjajo z rentgenskim pregledom, vendar ta ne omogoca zaznavanje napak na mikro nivoju. V raziskavi so karakterizacijo napak opravili z racunalniško tomografijo ter z opticno in elektronsko mikroskopijo. Raziskave so pokazale, da netesnost nastaja v kombinaciji s poroznostjo in oksidi. Napake netesnosti nastajajo na dolocenih mestih, pri cemer imajo pomemben vpliv temperature livnega orodja, ki so jih preverjali na dolocenih mestih s programom Magma soft. Dejanske temperature orodja so nato primerjali s termovizijsko kamero. Tako so lahko med seboj primerjali posamezne cikle. Na ta nacin so lahko ugotovili nastajanje dolocenih vrocih tock na ulitku in posledicno tudi odstopanja procesnih parametrov. S. KASTELIC1,2, A. MAHMUTOVIC2 , M. ŽBONTAR1 , M. PETRIC1 , P. MRVAR1 , 1Univerza v Ljubljani, Naravoslovnotehniška fakulteta (SI), 2TC Livarstvo d.o.o. (SI): »Uporaba naprednih orodij pri optimizaciji orodja za tlacno litje» Z razumevanjem vzrokov napak lahko ucinkovito optimiramo proces tlacnega litja. Dolžina posameznega cikla je pri tem pomembno odvisna od materiala za orodja in primernega temperirnega sistema ter sposobnosti odvajanja toplote iz orodja. Vsem tem sodobnim zahtevam in trendom izdelave mora slediti tudi programska oprema, ki omogoca uporabo novih izdelovalnih tehnologij tudi v numericnih izracunih. Predstavljena je bila primerjava analize temperaturnega polja orodja za tlacno litje, ki ima temperirni sistem izvedenkonvencionalno z vrtanjem hladilnih kanalov in je izrazito poddimenzioniran, s temperirnim sistemom, ki omogoca optimalno razporeditev hladilnih kanalov. Numericna analiza omogoca dva pristopa pri izracunu temperirnega sistema. Prvi pristop je enostavnejši z uporabo konstantne temperature hladilnega medija in konstantnim izkustvenim prestopnostnim koeficientom. Pri drugem pristopu pa se realno izracuna strujanje hladilnega medija, z upoštevanjem turbulenc, padca tlaka in spremembo temperature, kar na koncu definira spremenljiv prestopnostni koeficient. SEKCIJA C : Tehnika in tehnologija za livarstvo J. HAGENAUER, K. SCHMID-SCHMIDSFELDEN, HAGI GmbH (A): »Livarne bodo z inovativnim vlaganjem ostale konkurencne in postale podnebno prijazne« Da bi zagotovili konkurencnost livarske industrije je treba pravocasno zagotoviti nadomestne naložbe, razširiti zmogljivosti, zgraditi nove-prilagojene objekte z izboljšano avtomatizacijo .Potrebna je tehnološka posodobitev zlasti na podrocju ulitkov iz lahkih kovin v smislu prilaganja na izdelke za e-mobilnosti, pa tudi zaradi novih velikih konstrukcijskih delov. Na tem podrocju bodo v prihodnosti potrebne zmogljivosti za visokotlacno litje s stroji od 4.000 do 10.000 ton zaporne moci. Pri izdelavi prototipov in orodij je treba cimprej upoštevati vse možnosti izdelave 3-D –AM. Glavni poudarek bo tudi na prihranku stroškov, saj bo tehnologija AM delovala samo s 3-D podatki. Usmeritev k proizvodnji kompleksnejših delov in zmanjšanja števila delov bo v prihodnosti možno le s tehnologijo AM. A. KNAPITSCH, Kosmek Europe GmbH (A): »Cilindri za hiter izvlek jeder kot zadnja možnost za zaslužek tlacnih livarn« Posamezne komponente strojne opreme lahko s svojimi izboljšavami izboljšajo prilagodljivost in avtomatizacijo proizvodnih procesov. V tem prispevku se avtor izkljucno usmeri na cilindre za izvlek jeder. S cilindri, ki jih je patentiralo podjetje Kosmek Europe. Izdelki so zašciteni s številnimi mednarodnimi patenti.. Z razvitimi cilindri je možno zmanjšati cas cikla do 5 sekund. Nova tehnologija temelji na principu povecanja sile zaradi uporabe dvojnih batov ter na povecanju hitrosti zaradi manjših presekov. Na zacetku izvleka jedra , zaradi ucinka oprijemanja, cilinder to veliko silo uporabi le v prvih 20 mm hoda. Preostali hod se izvede z najvišjo možno hitrostjo. Ce obstajajo z namestitvijo omejitve lahko pomaga uporaba t. i. »mocnega cilindra«, ki v prvi petini hoda deluje s 180-odstotki sile pri enakih dimenzijah, v ostalem delu pa deluje cilinder z najvecjo hitrostjo. S. GIEBING, Vesuvius GmbH, Foseco Foundry Division, Borken (D): »Tehnologija uporabe keramicnih penastih filtrov in njihove lastnosti: trenutno stanje in bodoce priložnosti» Uporaba keramicnih penastih filtrov predstavlja danes industrijski standard z vidika gospodarne proizvodnje izdelkov iz litega železa. Temelji na odlicni ucinkovitosti filtriranja, s katero se nekovinski vkljucki izlocijo iz taline, prav tako pa tudi na njihovem pozitivnem vplivu na polnjenje form in omejevanja turbulentnega pretoka ter posledicno reoksidacije taline. Podan je pregled v zvezi s tehnologijo keramicnih penastih filtrov, torej iz podrocja, ki se pogosto zanemarja in je lahko vzrok za nepotrebne težave v nekaterih livarnah. Predstavljene so bile nekatere inovacije, ki lahko prispevajo k nadaljnjemu izboljšanju gospodarnosti proizvodnje komponent iz litega železa. A. HARBORTH, Volume Graphics GmbH (D): «Neporušne preiskave ulitkov s pomocjoracunalniške tomografije (CT) na podlagi BDG P 203 navodil» Industrijska racunalniška 3-D (iCT) predstavlja sodobno in avtomatizirano preskusno opremo za neporušne preiskave (NDT) ulitkov. Naprava z uporabo rentgenske CT za tridimenzionalno dolocanje in oceno volumskih primanjkljajev v ulitkih iz Al-, Mg- in Zn-zlitin omogoca dolocanje poroznosti na referencnih površinah 2-D razširjeno tako, da vkljucuje analizo poroznosti 3-D. Tridimenzionalne znacilnosti deficitov internega volumna , je mogoce kvantitativno dolociti skozi CT z zagotavljanjem specifikacije poroznosti. Z dodajanjem referencnih površin iz npr. obdelanega dela 3-D CAD/CAM je v okviru analize poroznosti mogoca virtualna obdelava. Poroznost površin, ki jih je treba obdelati, je mogoce oceniti vnaprej. Prikazan je bil primer s tlacno lito komponento, vkljucno z virtualno obdelavo. M. MENCEJ, Carl Zeiss d.o.o. (SI): »ZEISS Visioner 1 – mikroskop z izjemno ostrino« Novi mikroskop ZEISS Visioner 1 je zgrajen na osnovi tehnologije MALSTM (Micro-Mirror Array Lens System- sistem množice mikro zrcal).Omogoca ,da lahko vzorce opazujemo z zelo veliko globinsko ostrino. Pri najmanjši povecavi dosega globinska ostrina kar 69 mm. Digitalni mikroskop sproti izracunava globinsko ostro sliko. Glavna enota je množica vec kot 10 000 zrcalc, ki lahko utripajo s frekvenco 12.000 Hz. Na ta nacin v realnem casu omogocajo prikaz globinske ostre slike. Uporabnik ima na razpolago vec razlicnih objektivov s povecavami od 0,35x do 2,5x. Pri najvecji povecavi je globinska ostrina še vedno 1,8 mm. Priložena programska oprema omogoca prikaz globinsko ostre slike v realnem casu, prikaz topografske slike v realnem casu ter zajemanje slik s topografskimi podatki. Mikroskop je zanimiv za pregled CNC obdelanih vzorcev, ulitkov, zobniških prenosov, produktov aditivnega inženiringa in drugo. T. HOF, A. KLEIN, Heinrich Wagner Sinto Maschinenfabrik (D): »Priložnost za modernizacijo formarskih linij-stanje tehnike» Ob zamenjavi starega formarskega stroja in uporabi HWS formarskega stroja lahko stranke izkoristijo številne prednosti. Obstojece komponente je mogoce obnoviti ali dodatno vgraditi v obstojece obrate. Enote za litje je mogoce zamenjati z novimi popolnoma avtomatskimi in polavtomatskimi rešitvami. Podjetje HWS izvaja vedno vec posodobitev in preoblikovanj nadzornih sistemov .Programska oprema podjetja HWS je primerna za Industrijo 4.0. Podatke, ki so pomembni za proizvodnjo je mogoce preko spletnega sistema prenesti v nadzorni sistem na višji ravni. Programski modul za spremljanje stanja zajema in analizira podatke o stanju stroja. R. HAAG, Piller Entgradtechnik GmbH (D): »Visokotlacna tehnologija v livarski industriji« Tehnologija visokotlacnega obrezovanja s CNC stroji z najvišjo natancnostjo in hitrostjo in inovativnim postopkom CNC cišcenja ,ki temelji na novem modularnem sistemu Piller System Concept, je lahko izjemno konkurencna klasicnim postopkom. Vodni ali rezalni oljni curek se usmeri s tlakom do 1.100 barov neposredno na obdelovance. Ucinkovita kineticna energija nadomešca tudi visoke temperature v postopku cišcenja in sušenja. Modularni sistem Piller omogoca široke možnosti prilagajanja specificnim zahtevam. Za visokotlacno cišcenje so patentirali tudi sistem z ultrazvocno tehnologijo. Z izredno specificnim postopkom cišcenja pri višjih tlakih in z natancnim nadzorom šob so dosegli zelo dobre rezultate tudi pri cišcenju ulitkov. E. HUDRAP1, B. KARPE2, P. MAJERIC3, T. RAVLAN1, B. KOSEC2, R. RUDOLF1 , 1SIJ Ravne Systems d.o.o., 2Univerza v Ljubljani, Naravoslovnotehniška fakulteta, 3Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo: »Toplotne lastnosti orodnih jekel za nože« V okviru raziskav so dolocili toplotne lastnosti (toplotna prevodnost, specificna toplota in temperaturna prevodnost) novih generacij orodnih jekel za nože. V prvem delu je bila izvedena raziskava in ocena delovanja naprave za dolocanje toplotnih lastnosti Hot Disk TPS 2200, danes enega sodobnejših instrumentov za dolocanje toplotnih lastnosti. Instrument Hot Disk TPS 2200 se lahko uporablja za dolocanje toplotnih lastnosti razlicnih materialov s toplotno prevodnostjo v obmocju od 0,01 do 500 W/mK, temperaturno prevodnostjo od 0.01 do 300 mm2/s in toplotno kapaciteto do 5 MJ/m3K. V drugem delu so bile izvedene meritve in analiza toplotnih lastnosti izbrane skupine jekel za nože v skladu s standardom ISO 22007-2. SEKCIJA D: Absolventi doktorskega študija z mentorji in komentorji L. SIMIC1, R. RUDOLF1,2, I. ANŽEL1 , 1Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo (SI), 2Zlatarna Celje d. d. (SI): »Lita mikrostruktura kompleksne koncentrirane žlahtne zlitine Ag20Pd20Pt20Cu20Ni20». Raziskan je bil razvoj mikrostrukture pri strjevanju kompleksne koncentrirane žlahtne zlitine (CCNA) ter odstopanje lite mikrostrukture od termodinamsko ravnotežnega stanja. Stopnja metastabilnosti mikrostrukture litega stanja je bila ocenjena na osnovi sprememb v mikrostrukturi med visokotemperaturnim žarjenjem. Izbira kemijske sestave pri kompleksnih koncentriranih zlitinah ne sledi strategiji enega glavnega elementa, ki bi dolocal lastnosti zlitine, ampak sledi nacelu mešanja velikega števila elementov z enakim ali skoraj enakim molskim deležem. Zlitina je bila izdelana s taljenjem cistih komponent v indukcijski talilni peci pri atmosferskem tlaku in ulita v jekleno kokilo. Vzorci zlitine v litem stanju ter po toplotnih obdelavah so bili metalografsko pripravljeni in mikrostrukturno okarekterizirani s svetlobno mikroskopijo, vrsticno elektronsko mikroskopijo, diferencno termicno analizo ter rentgensko fazno analizo. Na osnovi mikrostrukturne analize je bil postavljen model verjetnega poteka metastabilega strjevanja analizirane zlitine, ki temelji na locitvi talineLv L 1 in L2 . Pojav locevanja tekoce faze v obravnavani CCNAtemelji verjetno na monotekticni reakciji v sistemu Ag-Ni. M. MATEJKA1, D. DOLIBRUCHOVA1, A. SLADEK1, R. PODPROCKA2 , 1Univerza v Žilini (SK), 2Ružomberok, Slovaška (SK): »Vpliv sestave vložka na poroznost in mikrostrukturo iz Al-Si-Cu zlitin». Zlitina AlSiCu se uporablja predvsem za proizvodnjo tankostenskih ulitkov, ki so podvrženi dinamicnim obremenitvam. Zlitine je možno tudi reciklirati, vendar je pri ponovni uporabi reciklirane zlitine v vložku pomembno dolociti njeno optimalno kolicino. Previsoka vsebina vrnjenega materiala, v vložku lahko povzroci trajno deformacijo in zmanjšanje kakovosti notranje homogenosti ulitka. Predvsem pri prezracevalnih sistemih so zajeti tudi deli ,ki vsebujejo oksidne plasti in vkljucke. Prevelika kolicina vracljivega materiala lahko privede do zaznavnih sprememb v mikrostrukturi in poroznosti ulitkov. Izvedena je bila simulacija za napoved kriticnih mest na ulitku. Poroznost ulitkov je bila ocenjena s pomocjo rentgenskega pregleda ter na osnovi dveh kontrolnih presekov na obmocjih poroznosti. Po pricakovanju so ulitki z 90% vracljivega materiala dosegli bistveno slabše rezultate pri rentgenskem pregledu poroznosti. Zaradi vecjega deleža vracljivega materiala so bile ugotovljene tudi spremembe v morfologiji evtekticnega silicija. Na mestih ulitka, kjer je ohlajanje pocasnejše so zapazne tudi vecje spremembe v morfologiji evtekticne strukture. L. ŠIRANEC, D. BOLIBRUCHOVA, Univerza v Žilini (SK): «Vpliv temperature orodja na mehanske lastnosti in mikrostrukturo aluminijeve zlitine AlSi5Cu2Mg». Proizvodnja elektricnih vozil bo mocno vplivala tudi na proizvodnjo ulitkov za avtomobilsko industrijo. Ulitki ,ki so predvideni za namene e-mobilnosti bodo morali izpolnjevati zahteve, ki jih dolocajo proizvajalci avtomobilov. Ulitki aluminijevih zlitin namenjeni avtomobilski proizvodnji bodo morali imeti dobre toplotno-fizikalne in mehanske lastnosti, biti visoko odporni proti koroziji, visoko mersko stabilni. Kot potencialna kandidatka za izpolnjevanje teh zahtev se izpostavlja zlitina AlSi5Cu2Mg.Zaradi tega so potrebne podrobne študije njenih lastnosti. Na koncne lastnosti pa ne vplivajo samo tehnologija litja temvec tudi toplotna obdelava in morfologija ter struktura zlitine. V predstavljeni študiji so izpostavljeni : vpliv razlicnih temperatur orodij ( 150,200 in 250 °C ) na mehanske lastnosti zlitin AlSi5Cu2Mg in AlSi4Cu2Mg. Strukture zlitin so bile raziskane z opticno metalografijo. M. ŽBONTAR, P. MRVAR, S. KASTELIC, M. PETRIC, Katedra za livarstvo, Oddelek za materiale in metalurgijo, Naravoslovnotehniška fakulteta. Univerza v Ljubljani (SI): »Koncept in preizkušanje vakuumske merilne celice za enostavno termicno analizo« Namen raziskave je bil postavitev novega koncepta merilne celice za enostavno termicno analizo (ETA). Tradicionalne termicne merilne celice so oblikovane tako, da je možna enostavna in hitra izvedba in sicer za gravitacijsko litje v enkratne pešcene merilne celice ali trajne kokile iz kovinskih materialov z višjimi talilnimi temperaturami od zlitin za katere izvajamo meritve. Ti preizkusi se izvajajo že relativno dolgo. S to raziskavo je zamišljena merilna celica, ki se bo polnila s pomocjo vakuuma in bo imela konstanten volumen od meritve do meritve. Nacrtovanje vakuumske merilne celice za ETA je potekalo s 3D modeliranjem in virtualnim preizkušanjem v programu ProCast, s cimer je bilo možno glede na eksperimentalne temperature in izracunane ohlajevalne hitrosti dolociti obliko in volumen celice. V drugi fazi je bila celica izdelana iz Pyrex stekla in v praksi preizkušena z namenom vpogleda v zapolnjevanje celice. V zadnji fazi nacrtovanja celice je bil usklajen preizkus iz prakse za dve razlicni zlitini s simulacijo in izracunom krivulje ohlajanja. M. GALCIK, M. BRUNA, Univerza v Žilini ( SK): «Ocena vpliva keramicnega penastega filtra na hitrost v naravno tlacnem ulivnem sistemu». Za proizvodnjo kompleksnih in kakovostnih aluminijskih ulitkov je potrebno odpraviti kar najvec napak. Glavne težave med proizvodnjo ulitkov iz Al- zlitin so povezane z reoksidacijo. Površina tekoce kovine reagira z zrakom in na površini izjemno hitro nastane amorfna oksidna plast kot posledica visoke afinitete aluminija do kisika. Težava nastane ko se oksidna plast prekine in zaradi turbulence ujame v notranjo prostornino staljene kovine, pri cemer nastane lahko dvojna oksidna plast kot »bifilm«. Bifilmi lahko ostanejo v strjenih ulitkih in poslabšajo mehanske lastnosti. Zato so na osnovi izracunov zasnovali ulivni sistem pod naravnim tlakom, ki lahko preprecuje pogoje za tvorbo dvojnih oksidnih plasti. Ulivne sisteme s penastimi filtri 20 ppi, penastimi filtri 10ppi in brez penastih filtrov so primerjali s pozitivnim (ali negativnim) vplivom filtrirnega elementa na hitrost taljenja in kakovostjo koncnega ulitka. Hitrost taljenja in kolicino oksidov so opazovali vizualno s pomocjo programske opreme za numericno simulacijo ProCAST ter ocenjevali mehanske lastnosti, kolicino por in mikrostrukturo koncnih ulitkov. Najboljši rezultati so bili doseženi pri uporabi penastega filtra 20 ppi v kombinaciji z lovilnim mehurckom. ZAKLJUCNA OCENA : 61. mednarodna livarska konferenca Portorož 2021 (61th IFC Portoroz 2021) je bila organizirana na zavidljivi ravni in dobro obiskan. Skupaj je bilo predstavljenih 43 referatov od tega 10 plenarnih predavanj in 33 strokovnih referatov v štirih sekcijah ter 5 posterskih predstavitev. Glede na razmere je bila konferenca zelo dobro obiskana. Prvic smo imeli tudi posebno sekcijo predavanj absolventov doktorskega podiplomskega študija s petimi predstavitvami. Zaradi razvoja je potrebno to sekcijo zadržati in tudi organizirati obisk študentov. Pripravil na osnovi tekstov in podatkov: Em. prof. dr. Alojz Križman, glavni in odgovorni urednik AKTUALNO / CURRENT WFO - Medalja Jozefa Suchyja v Slovenijo Generalna skupšcina WFO – Svetovne livarske organizacije – je že 20. oktobra 2019 na predlog Izvršnega odbora WFO sklenila, da Medaljo Jozefa Suchyja za posebne zasluge za odlicno opravljanje del za WFO in poseben prispevek k razpoznavnost Društva livarjev Slovenije ter slovenskega livarstva nasploh podeli predsednici Društva livarjev Slovenije, mag. Mirjam Jan-Blažic. V utemeljitvi predloga je zapisano, da je mag. Mirjam Jan-Blažic neutrudna sodelavka s široko paleto razlicnih znanj, zato so bili njeni prispevki zmeraj opazni na konferencah v Portorožu in še posebno v letu 2019, ko je bila gostiteljica dogodka WFO-Technical Forum skupaj s tradicionalnim 59. IFC Portorož 2019. Slovesna izrocitev medalje je bila prvotno nacrtovana na 2. vrhu v New Yorku v maju 2020, ki pa je bil zaradi pandemije koronavirusa odpovedan. Novi termin v oktobru 2020 na Svetovnem livarskem kongresu v Busanu v Južni Koreji je zaradi pandemije doživel enako usodo. Ker rek pravi, da gre v tretje rado, se je kot prva naslednja in tudi uresnicljiva priložnost izkazala na 61. IFC Portorož 2021. Na uradni otvoritvi je generalni sekretar WFO, Andrew Turner, uvodoma predstavil zgodovino medalje za zasluge in pomen dragocene delovne zapušcine prof. dr. Jozefa Suchyja, zatem pa je na kratko obrazložil odlocitev organov WFO za podelitev tega castnega priznanja predsednici Društva livarjev Slovenije, mag. Mirjam Jan-Blažic, kar je že utemeljeno zgoraj. Slovesno izrocitev Medalje Jozefa Suchyja je opravil podpredsednik WFO, Mark Fenyes. V svoji zahvalni besedi, ki je sledila na koncu te slovesne podelitve, je mag. Mirjam Jan-Blažic poudarila, da gre za priznanje, ki pripada tudi vsem tistim, ki so se srcno prizadevali in tudi prispevali svoj pomemben delež k kvalitetni pripravi in izpeljavi svetovnega livarskega dogodka WFO-Technical Forum. Zahvalila se je tudi WFO za izkazano zaupanje oz. odlocitev, da organizacijo Technical Foruma poveri Društvu livarjev Slovenije, kar je bistveno prispevalo k vecji razpoznavnosti slovenskega livarstva in Slovenije. AKTUALNO / CURRENT Pogled na dvorano »VDI-FORUM Livarska tehnologija v konstrukciji motorjev 2021« 11. VDI - forum »Livarska tehnologija v konstrukciji motorjev 2021«, je strokovni dogodek, ki se organizira vsako drugo leto v Magdeburgu, Nemcija. Lansko leto je moral biti odpovedan zaradi pandemije korona virusa, letos pa je tudi zaradi korona virusa še enkrat prestavljen iz obicajnega termina v januarju na 27. in 28. oktober. Gre za enega od najpomembnejših forumov za livarje in konstruktorje motorjev v nemško govorecem prostoru. Moto foruma je bil: »Razlicni koncepti pogona,.priložnosti za livarsko industrijo». Udeleženci srecanja so obicajno najpomembnejši eksperti iz sfere dobaviteljev ulitkov in proizvajalcev rezervnih delov za avtomobilsko industrijo, ki se udeležujejo foruma predvsem zaradi izmenjave informacij o inovacijah in trendih na trgu. Letošnji forum je spremljala tudi manjša livarska razstava s cca 20 razstavljavci. Pod strogimi korona virus ukrepi je na forumu bilo prisotnih cca. 130 udeležencev. Za odlicno in visoko profesionalno organizacijo dogodka, v dokaj težavnih pogojih v tistem casu, zaradi korona virusa, so v prvi vrsti zaslužni: predstavnika VDI Wissenforum, g. Daniel Schroeder in g. Ben Hees ter vodja dogodka, Dr.–Ing. Goetz C. Hartmann od Magme GmbH Aachen in programski vodja, prof. dr. Ruediger Baehr iz Otto-von Guericke-Universitaet Magdeburg. Na zadnjem VDI Forumu leta 2018 je bilo govora pretežno o postopnem prehodu na elektricne avtomobile, pri tem pa je bilo v pogovorih s strokovnjaki cutiti precejšnjo negotovost in lahko bi rekli tudi bojazen do neznane prihodnosti, ki caka avtomobilsko industrijo. Bore malo je bilo takrat govora o vodiku na katerega je treba racunati kot novo pomembno alternativno pogonsko gorivo. Na letošnjem forumu pa je vodik prišel v ospredje in verjetno ga danes že lahko oznacimo kot energent prihodnosti. Letošnji forum se je osredotocil na trajnostne strukturne spremembe, zašcito okolja in koncepte pogonov v smeri zmanjševanja CO2-izpustov. Na forumu je bilo predstavljeno v dveh dneh 19 predavanj, ki so vsebinsko bila strukturirana po naslednjih sklopih • Energetski prehod v luci narodnogospodarske podpore scenarijev mobilnosti • Motorji z notranjim zgorevanjem v fazi prehoda na CO2 nevtralno gospodarstvo • Proizvodnja elektromotorjev • Zahteve in vodik - motorji s notranjim zgorevanjem • Livnotehniške zahteve pri hibridnih pogonskih sistemih • Visoko avtomatizirana proizvodnja zahtevnega ohišja motorja • Razvoj ohišij za E- mašino • Novi proizvodni procesi in razvoj materialov • Z viri ucinkovita in trajnostna proizvodnja Predavanja na foruma, ki so bila na voljo v digitalni obliki smo že posredovali vsem direktorjem - clanov Društva livarjev Slovenije, zato bomo v tem prispevku samo na kratko predstavili nekaj najbolj zanimivih tem predavanj. Forum se je pricel s predavanjem državnega sekretarja na Ministrstvu za gospodarstvo in digita­ lizacijo Saške dežele, dr. Juergenom Ude-jem na temo: »Vodik kot kljucni element energetskega prehoda v Saški deželi na poti do trajnostnih strukturnih sprememb«. Gre za vsebinsko zelo zanimivo predavanje, posebno pozornost pa mu namenjamo tudi zato, ker pokaže, kako so se v Nemciji organizirali oz. lotili strukturnih sprememb in digitalizacije, kjer na poti zastavljenih ciljev skupaj z roko v roki stopajo znanost, stroka in politika. Predavanje pod naslovom »Vodik kot motorno gorivo« je predstavil prof. dr.–Ing. Hermann Rottengruber iz Otto-von Guericke-Universitaet Magdeburg., kjer je predvsem pojasnil koncept motorja, zahteve po komponentah in dosežke pri zmanjšanju emisij oz. dekarbonizaciji. Ekipa razvijalcev E-motorjev iz poslovnega sistema NEMAK, iz podjetij v Avstriji in Nemciji je z glavnim avtorjem Polom Bersteinerjem predstavila zanimivo predavanje pod naslovom:«Nadaljnji razvoj ohišij elektromotorjev za avtomobilske pogone«. Predavanje na temo »Pot do CO2-nevtralne mobilnosti« je predstavil Marc Sens od IAU Berlin Pojasnil je bodoce zahteve po mobilnostiin in interakcijo med energetskim in prometnim prehodom ter podal primerjalno predstavitev razlicnih pogonskih tehnologij za doseganje CO2 nevtralne mobilnosti leta 2050. Predavanje pod naslovom »Visoko avtomatizirana proizvodnja kompleksnega ohišja motorja v okolju Industrije 4.0« je predstavil dr.-ing. Achim Egner-Walter iz podjetja Martinrea-Honsel GmbH, Nemcija. V predavanju obravnava vpliv E- mobilnosti na krcenje trga motorjev z notranjim zgorevanjem, virtualni razvoj in uporabo industrije 4.00 na podrocju litja oz. proizvodnih procesih, ki izpolnjujejo pogoje Industrije 4.0 kot metodi za zmanjšanje stroškov, na primeru proizvodnje jeder pri niskotlacnem kokilnem litju. Glavni avtor dr. Wolfgang Schoeffmann s koavtorji iz podjetja AVL List GmbH iz Avstrije (naš udeleženec na IFC v Portorožu) je predstavil predavanje »Motor z notranjim zgorevanjem v elektrificiranem pogonu - modularni pristop na enotni platformi zahtev med stroški in optimizacijo CO2« .V predavanju so v ospredju obravnave izzivi za ICE (The internal combustion engine) in v prihodnjih pogonskih sistemih, obseg in cilji hibridnih pogonskih sistemov, modularna arhitektura motorja in pogona, ICE tehnološki paketi z narašcajoco stopnjo hibridizacije in balansiranje celotne kompleksnosti in sistemskih stroškov pogona. Glede na to da je v programu bilo še kar nekaj zanimivih in primernih predavanj za naš IFC v Portorožu, racunamo, da nam bo uspelo katerega od zgoraj predstavljenih predavanj in ostalih iz programa letošnjega VDI foruma pripeljati na našo 62. IFC Portorož 2022. Porocala: mag. Mirjam Jan-Blažic AKTUALNO / CURRENT Spletna konferenca o krožnem gospodarstvu Spletni dogodek v organizaciji Zavoda za gradbeništvo Slovenije, pod naslovom »KDAJ BOMO PRIPRAVLJENI NA DRUŽBO KROŽNEGA GOSPODARSTVA«, je potekal 9. decembra 2021in je v prvi vrsti opozoril na to, da imamo v Sloveniji ogromno neizkorišcenih priložnosti za krožno gospodarstvo in že kar nekaj zamujenih priložnosti, navkljub temu da danes premoremo že dovolj znanja in ustrezne tehnologije, da lahko v okolju na neoporecen nacin recikliramo odpadne materiale ter iz njih naredimo uporabne gradbene kompozite. Strokovnjaki so si bili edini, da je v Sloveniji glavna ovira na poti hitrejšega razvoja krožnega gospodarstva v ocenah družbene nesprejemljivosti projektov. Nekdanji minister za okolje in prostor dr. Pavel Gantar je izpostavil, da pri odpadkih velikokrat govorimo predvsem o družbeni sprejemljivosti, saj ima že beseda odpadek negativno konotacijo. Potrebna je maksimalna transparentnost in ljudem je potrebno ustrezno pojasniti posege – je dodal. Izvršna direktorica GZS Vesna Nahtigal pa je menila, da je na podrocju krožnega gospodarstva potrebno še vec vlagati v raziskave ter vseskozi iskati boljše rešitve. Livarji imajo na primer veliko odpadnih livarskih peskov, ki se predelujejo v gradbene kompozite. V okviru tega dogodka je potekala tudi okrogla miza na kateri je predstavljen raziskovalni projekt »Vpliv geotehnicnih zasipov iz recikliranih materialov na podzemno vodo«. Partner tega projekta je skupaj s Javno agencijo za raziskovalno dejavnost, Zavodom za gradbeništvo Slovenije, Inštitutom Jozef Štefan in Geološkim zavodom, tudi Termit d.d.. S tem projektom v družbi Termit d.d. dokazujejos pomocjo najbolj kompetentne stroke v Sloveniji, da onesnaževala iz odpadkov, ki jih predelujejo niso škodljiva oziroma ne prehajajo v okolje. Raziskovalni projekt je potekal na obmocju Termita tako, da so na postavljena testna polja vgradili razlicne mešanice kompozitov, ki so bile narejene iz razlicnih vhodnih materialov, kot so glineni mulj, papirniški mulj, livarski peski, papirniški pepel in ostali odpadni materiali iz industrije. Koncentracije nekaterih onesnaževal v naštetih materialih so bile prekoracene, kljub temu pa so analize izcednih vod pokazale, da so onesnaževala ustrezno imobilizirana oz. »zaklenjena« v strukturnih rešetkah kompozitov in, da ne prehajajo v okolje. Vesela sem, da sem bila lahko prica odlicnim strokovnim predstavitvam, katere bi morali po moji oceni naši znanstveni in strokovnjaki iz podjetij pogosteje predstavljati v javnosti, zaradi ozavešcanja ljudi in razumevanja pomena krožnega gospodarstva. Mislim, da bi bilo zelo dobro in potrebno to problematiko s konkretnimi primeri vkljuciti v ucno gradivo po naših šolah. Skrajnji cas je, da stroki damo tisto mesto, ki ji po pomenu pripada in pri tem ji tudi omogocimo korektno soocanje s nemalokrat škodljivim nastopanjem civilne družbe in nekaterih lokalnih veljakov, v imenu demokracije. Najbolj nazoren primer se že kar nekaj casa oz. nedopustno dolgo dogaja v Obcini Moravce, kjer družbena iniciativa in župan zavirata izvajanje koristnih in za lokalno skupnost in celo Slovenijo zelo pomembnih projektov. Podjetje Termit d.d. lahko poimenujemo povsem upraviceno s pionirjem krožnega gospodarstva v Sloveniji, saj so njegovi izjemni dosežki na podrocju odpadnih peskov uveljavljeni že leta 2005. Ce bomo v Sloveniji priceli poslušati in verjeti stroki, se bodo marsikatera sedanja priprta vrata in nekje celo zaprta vrata lahko odprla in dala možnost hitrejšemu razvoju krožnega gospodarstva. Civilna družbaali lokalni strokovno revni veljaki lahko demokraticno izražajo svoja mnenja, nikakor pa ta družbeni pogled, s neutemeljenim in škodljivim družbenim delovanjem ne more biti ovira in celo zapora pri realizaciji odlicnih in še kako potrebnih projektov krožnega gospodarstva v Sloveniji. Mag. Mirjam Jan-Blažic AKTUALNO / CURRENT Pregled livarskih prireditev v letih 2021 in 2022 Datum dogodka Ime dogodka Mesto in država 18. - 20.01. 2022 EUROGUSS 64. avstrijska livarska konferenca Nuernberg, Nemcija Leoben, Avstrija 28. - 29.04. 2022 19. - 23.06. 2022 6. konferenca »Steels in Cars und Trucks« Milano, Italija 21. - 23.06. 2022 CastForge Stuttgart, Nemcija 22. - 23.06. 2022 1. Forum litega železa poteka v okviru CastForge Stuttgart, Nemcija 14. - 16.09. 2022 62. IFC Portorož 2022 Portorož, Slovenija 5. - 7.10. 2022 Konferenca litja cinkove Matrice – Evropa Koblenz, Nemcija 16. - 20.10. 2022 74. mednarodni livarski kongres Busan, Korea DRUŠTVO LIVARJEV SLOVENIJE Vabilo za 62. IFC PORTOROŽ 2022 z livarsko razstavo 14. - 16. SEPTEMBER 2022 Kontakt: DRUŠTVO LIVARJEV SLOVENIJE, Lepi pot 6, p.p. 424, 1001 Ljubljana T: +386 1 2522 488, F: +386 1 4269 934 drustvo.livarjev@siol.net, www.drustvo-livarjev.si Prijetne božicne praznike in uspešno novo leto! Vodstvo Društva livarjev Slovenije in uredništvo Livarskega vestnika We wish you a merry Christmas and a happy and prosperous new year! Management of Slovenian Foundry Society and Editorial Board of Livarski vestnik Designed by s.salvador / www.freepik.com STEM d.o.o. Vipavska cesta 67 5000 Nova Gorica Slovenija tel.: +386 5 33 52 100 fax: +386 5 30 01 558 e-mail: info@stem.si www.stem.si Detecting trends, getting inspired, sharing ideas – trade fairs are all that and more. Come and discover EUROGUSS and its possibilities on site. #ReExperienceLive erogssco onorary sponsors VDD Verband CEO Detscher he Eropean ondr Drcgießereien Eipment Sppliers ssociation www.termit.si