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虽然金属铸造的种类很多，但砂型铸造是目前最常用的一种。

这个过程听起来很简单。所需金属物品的复制品被推入铸造砂中，在那里它创建了一个中空的物体“负片”。那个空隙充满了熔融金属，捕捉到了它的细节。当虚空冷却时，金属物体从沙子中被拉出来，忠实地捕捉到了原始设计。

任何建造过复杂沙堡或沙雕的人都对沙子如何擅长捕捉小型设计有一定的经验。除了柔韧之外，砂在金属铸造所需的高温条件下价格低廉且具有弹性。

砂型铸造的基本前提

砂型铸造可以在任何能在熔融金属周围保持其形状的土空间中进行。在这段视频中，液态铝被倒入一个废弃的火蚁巢中。金属冷却后被挖掘出来并进行清洁，由此产生的铸件捕捉到了栖息地的形状。

艺术家用砂铸到空的蚁丘中创作雕塑

当蚂蚁筑巢时，它们所依赖的品质与砂轮一样：堆积良好的土粒可以创造出抗倒塌的结构。在这种情况下，即使引入熔融铝，栖息地也会保持原状。

砂铸：技艺精湛

当然，火蚁在创建空间时不会考虑投射。在“野外”砂型铸造过程中，模具中的气体逸出、栖息地所有部分的渗透性以及每个腔室的冷却速度都会出现问题。由于冷却速率不同，金属区域可能会被削弱——这与不会承受负载的有趣且有吸引力的艺术品无关。

然而，金属结构和弱点与将处理机械应变的工业铸件有关，例如发动机零件和建筑元件。正是处理冶金的这些方面，使得砂型铸造依赖于精确的技术和专业知识。

为了开始砂型铸造过程，铸造用砂在 mullers 中制备 ，它混合了沙子、粘合剂和水。曝气器用于松动沙子并使其更容易成型。在铸造车间的一堆堆上运行的砂切割机可以用来代替研磨机。可以通过自卸车或铲运车或皮带输送机将砂子运送到造型地板。

在造型地板上，沙子被成型为模具；模具可以放置在地面上或通过传送带运送到浇注站。浇注后，将铸件从烧瓶中取出。附着的沙子由落砂站去除。用过的沙子通过皮带输送机或其他方式返回储料仓。

铸造厂可用的设备和方法种类繁多。这些范围从用于铸造工人的简单、节省工作的设备，到可以完成从成型到落砂的所有工作的完全机械化设备。铸造厂使用的自动化水平取决于生产线的经济性。一家生产数千个类似零件的公司（例如汽车制造商）可能会使用比“代工”铸造厂更多的自动化，后者只生产小批量非常不同的零件。

无论是否自动化，铸造厂在砂型铸造生产中使用相同类型的工具。一个烧瓶 是用于固定形成模具的沙子的刚性框架。烧瓶通常由两部分组成：上部，称为 cope ，以及底部，拖动 .当使用两个以上部分时，中间部分称为 脸颊 .在许多铸造厂中，这个烧瓶设置在“底板”上。使用此板是为了在移除烧瓶时仍然可以移动模具以进行图案移除、浇注和其他重要步骤。

铸造厂使用三种版本的烧瓶：紧的、卡扣的和滑动的。 密封瓶 在模具充满金属时保持原位。 卡扣瓶 铰链在一个角上并锁定在对角线的对角上。成型工在合上模具后解开并取出这些烧瓶。 滑动烧瓶 结构坚固，四个侧面从上到下逐渐变细：它们很容易从封闭的砂模上滑落。卡扣式或滑动式砂箱允许模具制造商用一个砂箱制作多个模具。

在浇注按扣或滑瓶模具之前，在模具周围放置一个木质或金属浇注护套，并在顶部设置一个重物以防止上盖抬起。所有烧瓶上的上、下部分均由烧瓶销和导轨保持正确对齐。

烧瓶可以通过手铲装满沙子，从高架料斗重力进料，用连续的皮带从垃圾箱装载，或者用机械抛砂器紧紧地装满。非常大的模具可以由配备抓斗的桥式起重机填充。

手冲 是压实沙子的最简单方法。为了提高速度，使用了气动夯。该方法速度慢，因为砂是分层夯实的，难以获得均匀的密度。 挤压机可获得更均匀的结果和更高的生产率 .手动挤压机仅限于小型模具，现已过时。 气动机器 适用于较大的模具，而且速度也更快。挤压成型机在砂箱顶部产生的砂密度最大，在图案分型线附近最软。

振动成型机 ，图案被放置在连接到气缸顶部的板上。工作台升起后，一个快速释放端口打开，活塞、板和模具自由下落，靠在气缸顶部或冲击垫上。冲击包住了沙子。这台机器产生的密度在图案分型线附近最大，在烧瓶顶部附近最软。作为一个单独的单元，它主要用于中型和大型工作。在大型工作中使用普通的震动机时，通常用空气锤手动敲击烧瓶的顶部。

震动挤压机 使用颠簸和挤压程序。该板安装在两个气缸上：一个用于震动的小气缸，一个用于挤压模具的大气缸。这些广泛用于中小型工作，具有匹配板或门控图案。

有时，图案剥离设备可以与震动或挤压机结合使用。这些机器会自动从模具中取出图案。图案去除也可以通过使用 jolt-rockover-draw 或 jolt-squeeze-rollover-draw 机器来完成。这些机器振动模具以使模型更容易取出：振动的动能在沙子中的移动方式与在金属中的移动方式不同，有助于部件的分离。翻转拉丝机将模具倒置，让图案更容易脱落。翻转机使模具倾斜，但不要走得太远。

抛沙器 是应用最广泛的一种捣打机。它由一个称为叶轮的旋转泵组成，该泵位于双关节臂的末端。该臂上安装有输送机，将沙子输送到叶轮。叶轮高速旋转，使沙子在撞击时有一定的速度紧紧地撞入模具。机器的头部可以指向烧瓶的所有部分。这可以在大型机器上手动完成，也可以在小型模具的高速生产线中自动控制。

振动器 用于所有的绘图机。这些在移除之前将图案从沙子的夹子中释放出来。当提取图案时，它们的使用将模具损坏降至最低，并且具有生产更均匀尺寸的铸件的额外优势。振动器通常是气动的。

小铸件可以使用叠模法浇注。在这种情况下，每个砂箱在其上表面有一个模制的下模腔，在其下表面有一个上模腔。它们一个接一个地堆叠到合适的高度，并从一个普通的浇口浇注。

冶金和创客运动

早期的冶金学家在少数工匠的小型操作中铸造青铜和黄铜。然后，在铁器时代的漫长时期，并持续到工业革命，铸造厂成为大型企业，专门管理制造钢铁和铸铁铸件所需的极高温度，并满足不断增长的经济的生产需求。最近，出现了一场恢复传统制造技能的运动。出于安全和复杂性的考虑，家庭铸造厂的爱好者使用熔化温度低于钢铁的金属，但他们采取的许多步骤是相同的​​。观察整个过程可以揭开铸造工作的神秘面纱。

YouTube 创作者 The King of Random 在他在家的 Mini Metal Foundry 的这段简短视频中展示了铝铸件。对于他的大部分铸件，他使用的是“泡沫铸造”方法，这是一种熔模铸造形式，其中聚苯乙烯形状被埋在松散的操场沙中。在 6:42，他展示了湿砂铸造如何产生更好的表面光洁度。他使用的木制容器形成了一个“密封瓶”。

随机之王用他家的金属铸造厂演示铸造。

该视频的重要方面之一是关注安全。我们看到当热金属倒在混凝土上时会发生剥落：这是一个非常危险的事故，这就是为什么许多铸造厂都设计有泥土地板的原因。金属铸造很有趣，但严重受伤的风险很高。

砂铸：创新传统

铸造厂制造金属制品已有数千年历史，在此期间，砂型铸造的基本前提保持不变：将金属倒入由沙粒堆积而成的空隙中。砂铸物体在工业时代无处不在：大多数工业机器、发动机和许多建筑配件的重要组成部分。然而，该行业一直在进行创新以帮助提高安全性、尺寸、一致性和速度，而这种制造形式为创造未来技术的发明家和设计师的创新奠定了基础。砂型铸造是一组有趣的悖论。这是一个看似简单但需要复杂性和工艺才能完美的过程。它既是最传统的技能之一，也是不断创新的场所。难怪今天铸造厂的工作正在被业余爱好者和好奇者重新发现，希望了解我们每天使用的物品的历史。