Lesbók Morgunblaðsins - 25.04.1992, Page 12

RANNSOKN I
1 R M A
I S L A N D I
Umsjón: Sigurður H. Richter
F argsteypa áls
Undanfarin ár hafa Alpan hf. og Iðntæknistofn-
un íslands haft samstarf um rannsóknir á
athyglisverðri álsteypuaðferð sem nefnd hefur
verið fargsteypa. Þessar rannsóknir hafa
treyst núverandi framleiðslu fyrirtækisins og
byggt upp innlenda þekkingu sem fáir aðil-
ar á alþjóðavettvangi hafa aðgang að.
Þegar miklum þrýstingi
er beitt við málmsteypu
fást sterkari hlutir með
meiri seiglu. Þetta eykur
endingu og öryggi í
notkun.
Eftir HALLDÓR
GUÐMUNDSSON
HVAÐ ER FARGSTEYPA?
Við fargsteypu er bráðinn málmur látinn
storkna undir þrýstingi. Það tryggir góða
fyllingu málmbráðinnar í mótinu og getur
útilokað ýmsa steypugalla eins og holrými
og sprungur. Fargsteypa, í sinni einföldustu
mynd, byggir á því að járnmóti er komið
fyrir í lóðréttri pressu. Málmbráð er hellt í
neðri hluta mótsins og hluturinn látinn
storkna undir þrýstingi eða fargi. Farg-
steypa er talin vera sú málmsteypuaðferð
sem skilar bestu efnisgæðum í steyptum
hlutum. Með fargsteypu má framleiða hluti
í því sem næst einu skrefi með lágmarks
eftirvinnslu og viðgerðum. Hráefnisnýting
er því mjög góð.
Alpan hf. á Eyrarbakka hefur notað farg-
steyputækni með ágætum árangri í um sex
ár til að fjöldaframleiða potta og pönnur
úr áli fyrir innlendan og erlendan markað.
Miklar kröfur eru gerðar þar um útlitsgæði
og um nýtingu hráefnis. Framleiðslan hefur
aukist jafnt og þétt og í ár stefnir í að
steyptir verði 400 þúsund hlutir úr um 500
tonnum af áii. Fyrirtækið hefur þá sérstöðu
að vera eitt af fáum fyrirtækjum í heimi
sem hefur vald á fargsteyputækninni í fjöld-
aframleiðslu en mikil rannsóknar- og þróun-
arstarfsemi fer fram um allan heim á þessu
sviði.
ÍSLENSKAR RANNSÓKNIR
Árin 1988 til 1991 unnu Alpan hf. og
Iðntæknistofnun saman að rannsóknarverk-
efni á sviði fargsteypu. Verkefnið var hluti
af norrænu átaki háskóla, stofnana og fyrir-
tækja til rannsókna á framleiðslu hluta
steyptra úr áli. Verkefnið var styrkt af
Rannsóknasjóði Rannsóknaráðs ríkisins og
Norræna iðnaðarsjóðnum. Verkefnisstjóri
var dr. Hans Kr. Guðmundsson.
Markmið íslenska hluta verkefnisins var
að kanna hvaða framleiðslustærðir við farg-
steypu áls hafa mest áhrif á afköst og efnis-
gæði og byggja þannig upp þekkingu innan-
lands á fargsteyputækni og möguleikum
hennar. Auk athugana á núverandi fram-
Tilraunaframleiðsla hjá Alpan; hlutar í loftjakk. Hlutarnir sjást hér eins og þeir
koma beint úr fargsteypu. Eftir er að losa þá frá skammtaranum.
Fargsteypa áls: (a) Álbráð er hellt í mótið, (b) bráðin storknar undir þrýstingi,
(c) farginu létt af og storknuðum hlut ýtt út.
leiðslu Alpans fólst verkefnið í:
• 1) Hönnun og framleiðslú á
nýjum hlut.
’2) Framleiðslu á trefja-
styrktu áli.
Trefjastyrking áls: (a) Sýnir hvernig álbráð er
þrýst inn á milli keramíktrefja. (b) Brotsár trefja-
styrkts áls. Trefjarnar sjást greinilega.
Framleiðsla á
TREFJASTYRKTU ÁLI
Ein helsta ástæðan fyrir
notagildi áls í farartækjum,
vélum og og ýmsum tækjabún-
aði er hve létt það er. Mikill
orkusparnaður næst því oft við
notkun þess. Markvisst þróun-
arstarf síðustu áratugina hefur
leitt til þess að komið hafa fram
betra ál og álblöndur sem
mæta ýmsum kröfum framleið-
enda. í samanburði við stál,
sem á hefðbundinn sess sem
smíðaefni, skortir álið þó stífni,
styrk við háan hita og slitþol.
Með því að bæta keramíktrefj-
um í ál næst meiri styrkur og
stífni í blöndunni en í óstyrktu
áli. Keramíktreíjar hafa mun meiri styrk
og stífni en ál og halda þeim eiginleikum
við háan hita.
Fargsteypa hefur verið álitin heppilegasta
tæknin til þess að trefjastyrkja ál. Við
Norska tækniháskólann í Þrándheimi voru
gerðar tilraunir, á vegum íslenska verkefnis-
hlutáns, til að styrkja ál með stuttum ker-
amíktrefjum. Árangur var mjög góður.
Framleiðsla fer fram á svij>aðan hátt og við
venjulega fargsteypu nema að áður en ál-
bráðinni er hellt í mótið er forhituðu búnti
af stuttum trefjum, eða „trefjaköku", komið
fyrir í mótinu. Síðan er bráðna álinu þrýst
inn í gljúpu trefjakökuna.
Stífál - Evrópusamstarf
Árið 1991 hófst verkefnið STÍFÁL (Sam-
felldar Trefjar í Fargsteyptu ÁLi) sem er
þriggja ára samstarfsverkefni Iðntækni-
stofnunnar, Alpans hf. og fjögurra annarra
evrópskra fyrirtækja. Verkefnið er innan
áætlunar Evrópubandalagsins á sviði rann-
sókna á nýjum byggingarefnum og fram-
leiðslutækni. Hérlendis er verkefnið styrkt
af Rannsóknasjóði Rannsóknaráðs, mennta-
málaráðuneytinu og iðnaðarráðuneytinu.
Markmiðið er að þróa nýjar langar keramík-
trefjar og bæta þeim út í fargsteypt ál.
Langar keramíktrefjar geta styrkt ál betur
en stuttar trefjar en hátt verð langra ker-
amíktrefja hefur staðið í vegi fyrir al-
mennri nýtingu þeirra. Stefnt er að því að
ná niður framleiðslukostnaði en ná samt
góðri styrkingu.
Höfundur er verkefnisstjóri á. efnistæknisviði
Iðntæknistofnunar íslands.
HÖNNUN OG FRAM-
LEIÐSLA Á NÝJUM
HLUT
í þessum hluta verkefnisins
var mót hannað og smíðað og
nýr hlutur framleiddur. Hér var
um að ræða endastykki á loftt-
jakk sem Landvélar hf. hafa
framleiðsluleyfi á. Mótið var
hannað á Iðntæknistofnun ís-
lands_ og að mestu leyti smíðað
þar. í mótinu eru steypt fjögur
endastykki í einu. í tilrauna-
framleiðslu voru fundnar þær
framleiðslustærðir sem gáfu
bestu efnisgæðin og jafnframt
góðan framleiðsluhraða.
Engar trefjar Stuttar trefjar Langar trefjar
□ Styrkur 0 Stífhi
Samanburður á styrk og stífni fargsteypts áls með
og án keramíktrefja. Langar keramíktrefjar
styrkja hlutfallslega mest en öll keramíkstyrking
kemur að gagni.
2