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熔模铸造是当今流行的金属零件生产方法之一。熔模铸造工艺，也称为失蜡铸造工艺，能够在确保尺寸精度的同时快速生产。通常采用熔模铸造生产的零件包括具有复杂几何形状的零件，例如涡轮叶片或枪械部件。高温应用也很常见，包括用于石油和天然气钻探、汽车、飞机和军事工业的零件。例如，汽车变速箱拨叉现在采用熔模铸造工艺制造，而不是锻造和复杂的机械加工。熔模铸造可以减轻重量、减少机械加工、缩短交货时间并降低库存成本。

问题

熔模铸造的关键步骤是制备用于金属浇注的陶瓷型壳。型壳的制备方法是将蜡制部件浸入陶瓷浆料中。仅靠浆料的成分并不能保证生产出光滑无缺陷的型壳。浆料的制备方法和保持稠度至关重要。不同铸造厂的浆料控制方法差异很大，具体取决于相关的产品线和所需的规格。但总的来说，一旦浆料生产出来，就需要监测其成分和流体稠度并保持恒定。

稳定的浆料须根据操作员定期测量来满足质量参数。持续测量这些参数的传感器技术可以消除定期测量之间的潜在偏差，从而提高浆料的稳定性。

图1：在壳体建造过程中，陶瓷浆料混合罐中的Rheonics在线粘度传感器SRV和浆料重量传感器SRD

解决方案

为了实现浆料稳定性的自动化，可以采用在线粘度测量和控制来保持壳体的一致性。基于此，Rheonics 将 PROFINET 协议集成到其传感器中，通过多个监控站的实时数据进行早期诊断，彻底改变了陶瓷浆料行业。这提高了壳体的制造质量，减少了停机时间，并提高了整体工艺产量。

图 2：将蜡组件浸入陶瓷浆料中形成壳体。熔模铸造是一个高度自动化的行业。[图片来源：IPC Foundry Group, Inc.，经许可使用]

PROFINET 的作用

PROFINET 灵活的基础设施能够与不同储罐中的多个传感器无缝集成，从而实现集中数据采集和实时分析。其快速可靠的通信确保持续监控关键过程参数，避免延迟。借助 PROFINET 的可扩展架构，制造商可以根据需要扩展其监控网络，集成更多 Rheonics 传感器和系统，而无需进行重大基础设施改造。

主要优势

快速传感器数据集成：GSDML 文件确保设备自动配置并可在 PROFINET 网络中投入使用，从而更大程度缩短调试时间

实时健康状态和网络状态：诊断模块监控关键数据，快速诊断并评估传感器性能

实时可视化仪表盘：参数模块支持即时动态配置和控制设备参数，从而实现高效的过程管理

想象一下，能够实时可视化粘度数据，并在设定值出现问题之前检测到哪怕是细微的偏差。通过持续监控，您可以立即采取纠正措施，确保始终如一的质量，减少废品，并优化过程效率。

图3：多站监测多个陶瓷浆料罐的粘度和温度的实时数据和历史数据。

结论

集成在线粘度传感器和 PROFINET 的实时监控系统可确保及早发现粘度偏差，从而采取纠正措施，保持稳定的质量并优化效率。PROFINET 灵活的基础设施支持跨罐的多个监控站，提供集中式数据收集和可扩展性。稳定的浆料制备和可控的粘度确保了高质量、无缺陷的壳体。这些系统可帮助制造商满足工业 4.0 标准，提高生产力，并适应不断发展的浆料配方和应用技术。