Guider

en av de eldste og likevel mest grunnleggende industrielle prosessene som er kjent for mennesket, er metallstøping. Startet i antikken for å lage smykker og våpen, støping er en prosess der flytende metall helles inne i visse former for raskt å produsere komplekse former. I moderne tid har standardprosedyrer blitt utviklet for å skape svært intrikate deler, spesielt med en prosess kjent som investeringsstøping. Investeringsstøping bruker voks, slurry og mugg for å produsere lavtoleranse, høyoppløselige deler uten å måtte bruke mer tradisjonelle metoder. Prosessen med investeringsstøping, hvordan det fungerer, fordelene og applikasjonene vil bli vist i denne artikkelen, slik at designere potensielt kan implementere denne teknikken i egne prosjekter.

hva er investment casting, og hvordan fungerer det?

Investeringsstøping Er en type støpeprosess hvor svært komplekse deler raskt kan gjøres (for å lære mer om støping, les vår artikkel om typer støpeprosesser). Det er fire hovedtrinn til investeringsstøpeprosessene, vist i Figur 1, og forklart nedenfor.

Bilde kreditt: https://www.custompartnet.com/wu/investment-casting

det første trinnet innebærer å skape voksmønsteret som til slutt vil være den endelige formen på delen(e). Voks brukes fordi det lett smelter og gjenbrukes, men dette betyr også at et voksmønster kun kan brukes en gang hver gang en del er laget. Denne begrensningen krever at produsenten har en slags master mold, som kan gjenbrukes for å lage voksmønstre. Disse kan være dyre fordi de må skreddersys for hver del, og er vanskelig å perfeksjonere hvis spesielt lave toleranser er nødvendig. Men hvis mange av disse formene er laget, kan de kobles via en voksstang (kjent som en «løper») som gjør det mulig for en pour å kaste mange deler. Til slutt legges en keramisk hellekopp (kjent som en «sprue») til toppen av voksmønsteret, slik at produsentene vil ha en trakt for å helle det smeltede metallet inn i den endelige formen.

det andre trinnet i investeringsstøpeprosessen er når dette ferdige voksmønsteret, komplett med løpere og spruer, dyppes i en keramisk ildfast slurry. Denne væsken inneholder vanligvis ekstremt fin silika, vann og andre bindemidler. Når dyppet, vil delen bli dekket av et tynt lag av slurry, som effektivt er en form av voksmønsteret. Dette dyppetrinnet gjøres mange ganger for å oppnå en viss frakktykkelse(ofte 5-10mm), og deretter tørkes delen. Etter tørking blir delen vendt opp ned og oppvarmet for å fjerne overflødig fuktighet og smelte bort voksen på innsiden. Nå er produsentene igjen med en hul keramisk form av ønsket del.

det tredje trinnet vil skje rett etter det andre, hvor produsenter vil helle smeltet metall i den keramiske formen når det fortsatt er varmt fra tørke- / smelteprosessen. Denne forvarmingen fra forrige trinn forhindrer det smeltede metallet i å skade den keramiske formen, samt forbedrer strømmen av metallet i fine hjørner / detaljområder. Også når forsamlingen kjøler seg ned, vil både keramisk form og metall krympe, noe som gir bedre dimensjonsnøyaktighet til det opprinnelige voksmønsteret. Etter at metallet er støpt, venter produsentene på at det avkjøles helt.

det fjerde og siste trinnet til investeringsstøping er å bryte bort den keramiske formen når den er helt solid. Dette gjøres ofte med vannstråler eller andre metoder for å fjerne det keramiske laget uten å skade det underliggende metallet. På dette tidspunktet er de ferdige delene klare til å bli kuttet fra løpene og rengjort til ønsket sluttprodukt.

Fordeler og ulemper ved investment casting

Investment casting er en svært populær støpemetode, og med god grunn. Det har mange fordeler fremfor andre metoder og gir svært detaljerte deler lojale til sine former; det er imidlertid noen bemerkelsesverdige ulemper som må diskuteres.

Nedenfor er de viktigste fordelene ved investeringsstøpeprosessen:

• Tillater støping av svært komplekse, ekstremt nøyaktige deler med god overflatefinish rett ut av formen
• kan kaste veldig tynn (~0.015 i) seksjoner med utrolig lave toleranser (~0,003 i)
• Tillater bruk av nesten ethvert metall som er i stand til å støpe (aluminium, bronse, jern, etc.)
• investeringsstøpeprosessen kan automatiseres, og genererer en stor mengde deler raskt
• voksen kan gjenvinnes og gjenbrukes for mange mønstre

disse oppsidene kommer til en betydelig pris, så la oss undersøke ulempene ved investeringsstøping:

• Deler oppfører seg best i mindre størrelser som veier opp til rundt 75 lbs, med store deler som generelt er bedre egnet til andre støpeprosesser
• prosessen er kompleks og innebærer vanligvis dyrt utstyr og/eller teknikere å operere
• den høye prisen på dør for å gjøre voksmønstrene begrenser prosessene til produksjonsprosjekter med høyt volum
• Deler med kjerner eller hull mindre enn 1,6 mm eller hull dypere enn 1.5 ganger diameteren på delen er vanskelig å investere støpt

Så, mens svært nøyaktig og lett reproduserbar, investering støping har en høy pris og komplekse arbeid. Det er også noen delgeometrier som ikke kan gjøres med denne typen støping, så sjekk egenskapene til din del for å se om den er kompatibel.

Anvendelser av investeringsstøping

Investeringsstøping er en flott prosess hvis detaljer, reproduserbarhet og store produktvolumer ønskes. Mens det generelt er dyrere enn andre støpeprosesser som sandstøping, er det langt den enkleste og raskeste metoden for å fremstille små, tilsynelatende umulige former (lær mer om sandstøping i vår artikkel alt om sandstøping). Det kan derfor brukes i et hvilket som helst antall applikasjoner, men er spesielt nyttig innen luftfart og bilindustri, da disse markedene trenger store mengder intrikate deler som må være nøyaktige. Kraftproduksjon, olje og gass, og skytevåpen programmer også stor nytte investering støping, som de krever også små, men nøyaktige deler.

mengden applikasjoner er effektivt ubegrenset, så bruken av investeringsstøping vil bare øke med tiden. Produsenter bør vurdere investering støping en prosess hvis dimensjonsnøyaktighet og deler volum er viktige spesifikasjoner. Hvis disse ikke driver behov for prosjektet, eller hvis store deler er nødvendig, kan den høye prisen og kompleksiteten av investeringsstøping ikke lønne seg. Uansett er investeringsstøpeprosessen en gammel, men allsidig oppfinnelse som vil øke produktiviteten og påliteligheten i de fleste produksjonsprosesser der den implementeres.

Sammendrag

denne artikkelen presenterte en kort oversikt over investeringsstøpeprosessen. For informasjon om andre produkter, se våre tilleggsveiledninger eller besøk Thomas Supplier Discovery Platform for å finne potensielle forsyningskilder eller se detaljer om bestemte produkter.