Огляд ринку лиття металу за моделями, що газифікуються, і прогноз його росту до 2033 р. з перспективами розвитку та цифровізації технологій

Анотація

У статті представлено аналіз сучасного стану, макроекономічних тенденцій та технологічних перспектив розвитку процесу лиття за моделями, що газифікуються (ЛГМ-процесу), в ознаменування його 70-річного ювілею.  На основі актуальних моніторингових даних світових аналітичних агенцій Grand View Research та Precedence Research продемонстровано стійку динаміку експансії глобального ринку ЛГМ-процесу з прогнозованим середньорічним темпом приросту на рівні 7,2% у період до 2033 року, що зумовлено модернізацією промислових ліній та глобальним переходом до стандартів Індустрії 4.0. Особливу увагу приділено науково-технологічному досвіду Фізико-технологічного інституту металів та сплавів НАН України у сфері цифрової трансформації модельного виробництва. Розглянуто концепцію впровадження методів адитивного виробництва, зокрема 3D-друку пористих полімерних моделей, що дозволяє ліквідувати капіталомісткий та тривалий етап проєктування і виготовлення традиційного металевого оснащення (прес-форм). Обґрунтовано суттєву перевагу інтеграції 3D-друкованих моделей у контексті відсутності потреби в переатестації діючих ливарно-цехових структур, оскільки технологічна сутність металургійного процесу та критерії сертифікації кінцевих виливків залишаються незмінними. Розкрито невикористаний потенціал фізико-хімічних та технологічних факторів ЛГМ, зокрема методів регулювання тепловідводу за допомогою вакуумування сухого піску форми, можливості диференційованї термообробки в процесі кристалізації розплаву, а також отримання надлегких каркасно-комірчастих конструкцій на основі алгоритмів топологічної оптимізації та штучного інтелекту. Описано особливості створення лито-армованих конструкцій для транспортного машинобудування з інтеграцією зміцнювальних каркасів обсягом до 15% за масою виливка безпосередньо в тіло моделі. Висвітлено специфіку газогідродинамічних процесів при інтенсивній газифікації полімеру в зоні контакту з арматурою та запропоновано методику стабілізації тиску газів через керований газовідвід системою додаткових вентканалів, що забезпечує як підвищення геометричної точності виливків, так і високий екологічний ефект за рахунок знешкодження вуглеводневих сполук.