průvodci

jedním z nejstarších a přitom nejzákladnějších průmyslových procesů, které člověk zná, je odlévání kovů. Začal ve starověku vytvářet šperky a zbraně, odlévání je proces, kdy se tekutý kov nalije do určitých forem, aby se rychle vytvořily složité tvary. V moderní době byly vyvinuty standardní postupy pro vytváření vysoce složitých dílů, konkrétně s procesem známým jako investiční lití. Investiční lití používá vosk, kejdu a formy k výrobě dílů s nízkou tolerancí a vysokým rozlišením bez potíží s tradičnějšími metodami. Proces investičního lití, jak to funguje, jeho výhody a jeho aplikace budou uvedeny v tomto článku, aby návrháři mohli tuto techniku potenciálně implementovat do svých vlastních projektů.

co je to investiční casting a jak to funguje?

investiční lití je typ procesu lití, kterým lze rychle vyrobit vysoce složité díly (další informace o lití naleznete v našem článku o typech licích procesů). Existují čtyři hlavní kroky k procesům investičního lití, znázorněné na obrázku 1, a vysvětleno níže.

obrazový kredit: https://www.custompartnet.com/wu/investment-casting

prvním krokem je vytvoření voskového vzoru, který bude nakonec konečným tvarem dílu(dílů). Vosk se používá, protože se snadno roztaví a znovu použije, ale to také znamená, že voskový vzor lze použít pouze jednou pokaždé, když je část vyrobena. Toto omezení vyžaduje, aby výrobce měl nějaký druh hlavní formy, kterou lze znovu použít k vytvoření voskových vzorů. Ty mohou být drahé, protože musí být přizpůsobeny každé části, a jsou složité k dokonalosti, pokud jsou zapotřebí zejména nízké tolerance. Je-li však vyrobeno mnoho z těchto forem, mohou být spojeny pomocí voskové tyče (známé jako „běžec“), která umožňuje, aby jeden nalil mnoho částí. Nakonec se do horní části voskového vzoru přidá keramická nalévací mísa (známá jako „sprue“), takže výrobci budou mít trychtýř pro nalití roztaveného kovu do konečné formy.

druhým krokem v procesu investičního lití je, když se tento dokončený voskový vzor, kompletní s běžci a sprues, ponoří do keramické žáruvzdorné kaše. Tato kapalina obvykle obsahuje extrémně jemný oxid křemičitý, vodu a další pojiva. Při ponoření bude část pokryta tenkou vrstvou suspenze, což je účinně forma voskového vzoru. Tento krok namáčení se provádí mnohokrát, aby se dosáhlo určité tloušťky povlaku (často 5-10 mm), a poté se část vysuší. Po vysušení se část otočí vzhůru nohama a zahřeje, aby se odstranila přebytečná vlhkost a roztavil se vosk na vnitřní straně. Nyní jsou výrobci ponecháni s dutou keramickou formou požadované části.

třetí krok nastane hned po druhém, kdy výrobci nalijí roztavený kov do keramické formy, když je ještě horký z procesu sušení/tavení. Toto předehřátí z předchozího kroku zabraňuje roztavenému kovu poškodit keramickou formu a také zlepšuje tok kovu do jemných rohů / detailů. Také, jak se sestava ochladí, keramická forma i kov se zmenší, což poskytuje lepší rozměrovou přesnost původnímu voskovému vzoru. Po odlití kovu výrobci čekají, až se úplně ochladí.

čtvrtým a posledním krokem k investičnímu lití je odtrhnout keramickou formu, když je zcela pevná. To se často provádí vodními tryskami nebo jinými způsoby odstraňování keramické vrstvy bez poškození podkladového kovu. V tomto okamžiku jsou hotové díly připraveny k vyříznutí z běžců a očištění do požadovaného konečného produktu.

výhody a nevýhody investičního lití

investiční lití je velmi populární metoda lití a z dobrého důvodu. Má mnoho výhod oproti jiným metodám a poskytuje vysoce detailní části loajální k jejich formám; nicméně, tam jsou některé pozoruhodné nevýhody, které musí být projednány.

Níže jsou uvedeny hlavní výhody procesu investičního lití:

• umožňuje odlévání vysoce složitých, extrémně přesných dílů s dobrou povrchovou úpravou přímo z formy
• může odlévat velmi tenké (~0.015 in) sekce s neuvěřitelně nízkými tolerancemi (~0.003 in)
• umožňuje použití téměř jakéhokoli kovu schopného odlévání (hliník, bronz, železo atd.
• proces investičního lití lze automatizovat a rychle generovat obrovské množství dílů
• vosk lze obnovit a znovu použít pro mnoho vzorů

tyto vzestupy přicházejí za významnou cenu, takže pojďme prozkoumat nevýhody investičního lití:

• díly se nejlépe chovají v menších velikostech o hmotnosti až kolem 75 liber, přičemž velké části jsou obecně vhodnější pro jiné procesy lití
• tento proces je složitý a obvykle zahrnuje drahé vybavení a / nebo techniky pro provoz
• vysoké náklady na razidla pro výrobu voskových vzorů omezují procesy na velké výrobní projekty
• díly s jádry nebo otvory menšími než 1.6 mm nebo otvory hlubšími než 1.5 krát průměr dílu je obtížné investovat odlitky

takže i když jsou vysoce přesné a snadno reprodukovatelné, investiční lití má vysoké náklady a složité fungování. Také existují některé geometrie dílů, které nelze s tímto typem odlitku vyrobit, proto zkontrolujte vlastnosti vaší součásti a zjistěte, zda je kompatibilní.

aplikace investičního lití

investiční lití je skvělý proces, pokud jsou požadovány detaily, reprodukovatelnost a velké objemy produktů. I když je obecně dražší než jiné licí procesy, jako je lití do písku, je to zdaleka nejjednodušší a nejrychlejší způsob výroby malých, zdánlivě nemožných tvarů (více o lití do písku se dozvíte v našem článku Vše o lití do písku). Může být proto použit v libovolném počtu aplikací, ale je zvláště užitečný v leteckém a automobilovém průmyslu, protože tyto trhy potřebují velké objemy složitých dílů, které musí být přesné. Výroba energie, ropa a plyn, a aplikace střelných zbraní také velmi těží z investičního lití, protože také vyžadují malé, ale přesné díly.

množství aplikací je účinně neomezené, takže použití investičního lití se časem zvýší. Výrobci by měli zvážit proces investičního odlévání, pokud jsou důležitou specifikací rozměrová přesnost a objem dílů. Pokud to nejsou hnací potřeby projektu, nebo pokud jsou potřeba velké části, vysoká cena a složitost investičního odlévání se nemusí vyplatit. Bez ohledu na to je proces investičního lití starodávným, ale všestranným vynálezem, který zvýší produktivitu a spolehlivost ve většině výrobních procesů, ve kterých je implementován.

shrnutí

tento článek představil stručný přehled procesu investičního odlévání. Informace o dalších produktech naleznete v našich dalších průvodcích nebo navštivte platformu Thomas Supplier Discovery, kde najdete potenciální zdroje dodávek nebo si prohlédněte podrobnosti o konkrétních produktech.