Improving casting traceability in iron foundry by laser engraving of moulds

Abstract

The aim of this thesis is to improve casting traceability at Componenta Högfors iron foundry by laser engraving process of sand moulds. Different laser systems (CO2, CW and pulsed mode fiber) were tested for engraving silica sand samples together with influence of laser process parameters to laser engraving process. Fiber laser in pulsed mode was used to engrave text markings into sand moulds which were casted to produce iron casting samples with raised cast text marking.

As a result of the study, a method for producing consecutive number marking for castings within the cycle time of automatic moulding line was presented. Unique marking in each casting produced by laser engraving of moulds would allow full traceability to foundry production parameters for individual casting improving internal quality level, production yield and quality assurance.

Diplomityön tavoitteena on kehittää valukappaleiden jäljitettävyyttä Componenta Högforsin valimossa kertamuottien laserkaiverrusmenetelmän avulla. Työssä tutkittiin erilaisten lasereiden (CO2 sekä jatkuva ja pulssitettu kuitulaser) soveltuvuutta kvartsihiekka-näytteiden kaivertamiseen sekä erilaisten laserparametrien vaikutusta kaiverruksen lopputulokseen. Pulssitetun kuitulaserin avulla kaiverrettiin tekstimerkintöjä hiekkamuotteihin, jotka valettiin. Rautaisten valukappaleiden pintaan muodostui kohokirjaimin valettu tekstimerkintä. Työn tuloksena esiteltiin menetelmä, jolla voidaan tuottaa kertamuottimenetelmällä valettuihin valukappaleisiin juokseva numerointi automaattisen kaavauskoneen sykliajan sisällä. Laserkaiverruksen avulla tuotetun yksilöllisen numeroinnin avulla yksittäisille valukappaleille saadaan täydellinen jäljitettävyys valimon tuotantoparametreihin, jolloin voidaan kehittää valimon sisäistä laatua, tuotannon saantoa ja tuotteiden laadunvarmistusta.