útmutatók

az egyik legrégebbi, mégis legalapvetőbb ipari folyamat, amelyet az ember ismer, a fémöntés. Az ókorban ékszerek és fegyverek létrehozására indult, az öntés olyan folyamat, ahol folyékony fémet öntenek bizonyos formák belsejébe, hogy gyorsan összetett formákat hozzanak létre. A modern időkben szabványos eljárásokat fejlesztettek ki rendkívül bonyolult alkatrészek létrehozására, kifejezetten a befektetési öntés néven ismert eljárással. A befektetési öntés viaszt, hígtrágyát és formákat használ az alacsony toleranciájú, nagy felbontású alkatrészek előállításához a hagyományosabb módszerek gondja nélkül. A befektetési öntés folyamatát, működését, előnyeit és alkalmazásait ebben a cikkben mutatjuk be, hogy a tervezők potenciálisan megvalósíthassák ezt a technikát saját projektjeikben.

mi a befektetési öntés, és hogyan működik?

a befektetési öntés egyfajta öntési folyamat, amelynek során a rendkívül összetett alkatrészek gyorsan elkészíthetők (ha többet szeretne megtudni az öntésről, olvassa el az öntési folyamatok típusairól szóló cikkünket). A befektetési öntési folyamatoknak négy fő lépése van, amelyeket az 1. ábra mutat be, és amelyeket az alábbiakban ismertetünk.

kép jóváírása: https://www.custompartnet.com/wu/investment-casting

az első lépés a viaszminta létrehozása, amely végül az alkatrész(ek) végső alakja lesz. A viaszt azért használják, mert könnyen megolvad és újra felhasználható, de ez azt is jelenti, hogy a viaszmintát csak egyszer lehet használni minden egyes alkatrész elkészítésekor. Ez a korlátozás megköveteli, hogy a gyártó rendelkezzen valamilyen mesterformával, amelyet újra fel lehet használni a viaszminták létrehozásához. Ezek drágák lehetnek, mert az egyes részekhez kell igazítani őket, és trükkösek a tökéletesítéshez, ha különösen alacsony tűrésekre van szükség. Ha azonban ezek közül a formák közül sok készül, akkor egy viaszrúdon (más néven “futón”) keresztül csatlakoztathatók, amely lehetővé teszi, hogy egy öntés sok alkatrészt öntsen. Végül egy kerámia öntőpoharat (más néven “sprue”) adunk a viaszminta tetejére, így a gyártóknak lesz egy tölcsérük, hogy az olvadt fémet a végső formába öntsék.

a befektetési öntési folyamat második lépése az, amikor ezt a véglegesített viaszmintát, futókkal és rugókkal kiegészítve, kerámia tűzálló iszapba mártják. Ez a folyadék általában rendkívül finom szilícium-dioxidot, vizet és más kötőanyagokat tartalmaz. Mártáskor az alkatrészt vékony hígtrágyaréteg borítja, amely gyakorlatilag a viaszminta formája. Ezt a bemártási lépést sokszor elvégezzük egy bizonyos rétegvastagság (gyakran 5-10 mm) elérése érdekében, majd az alkatrészt megszárítjuk. Szárítás után az alkatrészt fejjel lefelé fordítják, és felmelegítik, hogy mind a felesleges nedvességet eltávolítsák, mind a belső viasz megolvadjon. Most a gyártóknak a kívánt részük üreges kerámia formája marad.

a harmadik lépés közvetlenül a második után következik be, ahol a gyártók olvadt fémet öntenek a kerámia formába, amikor az még forró a szárítási/olvasztási folyamatból. Az előző lépésből származó előmelegítés megakadályozza, hogy az olvadt fém károsítsa a kerámia formát, valamint javítja a fém áramlását finom sarkokba/részletekbe. Továbbá, ahogy a szerelvény lehűl, mind a kerámia forma, mind a fém zsugorodik, jobb méretpontosságot biztosítva az eredeti viaszmintához. A fém öntése után a gyártók várják, hogy teljesen lehűljön.

a befektetési öntés negyedik és utolsó lépése a kerámia öntőforma elszakítása, amikor teljesen szilárd. Ezt gyakran vízsugarakkal vagy más módszerekkel hajtják végre a kerámia réteg eltávolítására anélkül, hogy károsítanák az alatta lévő fémet. Ezen a ponton a kész alkatrészek készen állnak arra, hogy kivágják a futóikat, és megtisztítsák a kívánt végtermékig.

a befektetési öntés előnyei és hátrányai

a befektetési öntés rendkívül népszerű öntési módszer, és jó okból. Számos előnye van más módszerekkel szemben, és rendkívül részletes alkatrészeket biztosít a formáikhoz; van azonban néhány figyelemre méltó hátrány, amelyeket meg kell vitatni.

az alábbiakban bemutatjuk a befektetési öntési folyamat fő előnyeit:

• lehetővé teszi a casting rendkívül összetett, rendkívül pontos alkatrészek jó felületi jobb ki a penész
• lehet öntött nagyon vékony (~0.015 hüvelyk) hihetetlenül alacsony tűrésű szakaszok (~0,003 hüvelyk)
• lehetővé teszi szinte bármilyen öntésre alkalmas fém (alumínium, bronz, vas stb.)
• a befektetési öntési folyamat automatizálható, hatalmas mennyiségű alkatrészt generálva gyorsan
• a viasz sok mintához visszanyerhető és újra felhasználható

ezek az előnyök jelentős áron jönnek, ezért vizsgáljuk meg a befektetési öntés hátrányait:

• alkatrészek legjobban viselkedett a kisebb méretű súlya akár mintegy 75 lbs, a nagy alkatrészek, hogy általában jobban megfelel más öntési eljárások
• a folyamat összetett, és általában magában foglalja a drága berendezések és/vagy technikusok működtetni
• a magas költségek meghal, hogy a viasz minták korlátozza a folyamatok nagy volumenű termelési projektek
• alkatrészek magok vagy lyukak kisebb, mint 1,6 mm vagy lyukak mélyebb, mint 1.5-ször az átmérője a rész nehéz befektetési öntött

így, míg a nagyon pontos és könnyen reprodukálható, befektetési casting magas költségek és összetett működését. Vannak olyan alkatrészgeometriák is, amelyeket nem lehet ilyen típusú öntéssel elkészíteni, ezért ellenőrizze az alkatrész tulajdonságait, hogy kompatibilis-e.

a befektetési öntés alkalmazása

a befektetési öntés nagyszerű folyamat, ha részletességre, reprodukálhatóságra és nagy termékmennyiségekre van szükség. Bár általában drágább, mint más öntési eljárások, mint például a homoköntés, ez messze a legegyszerűbb és leggyorsabb módszer a kis, látszólag lehetetlen formák előállítására (tudjon meg többet a homoköntésről a homoköntésről szóló cikkünkben). Ezért tetszőleges számú alkalmazásban használható, de különösen hasznos a repülőgépiparban és az autóiparban, mivel ezeknek a piacoknak nagy mennyiségű bonyolult alkatrészre van szükségük, amelyeknek pontosnak kell lenniük. Az energiatermelés, az olaj – és gázipar, valamint a lőfegyver-alkalmazások szintén nagy hasznot húznak a befektetési öntésből, mivel kicsi, mégis pontos alkatrészeket is igényelnek.

az alkalmazások mennyisége gyakorlatilag korlátlan, így a befektetési öntés használata csak idővel növekszik. A gyártóknak fontolóra kell venniük a befektetési öntési folyamatot, ha a méretpontosság és az alkatrészek mennyisége fontos specifikáció. Ha ezek nem a projekt mozgatórugói, vagy ha nagy részekre van szükség, akkor a befektetési öntés magas ára és összetettsége nem térül meg. Ettől függetlenül a befektetési öntési folyamat egy ősi, mégis sokoldalú találmány, amely növeli a termelékenységet és a megbízhatóságot a legtöbb gyártási folyamatban, amelyben alkalmazzák.

összefoglaló

ez a cikk rövid áttekintést adott a befektetési öntési folyamatról. Más termékekkel kapcsolatos információkért olvassa el további útmutatóinkat, vagy látogasson el a Thomas Supplier Discovery platformra a lehetséges beszerzési források megkereséséhez vagy az egyes termékek részleteinek megtekintéséhez.