Gidsen

een van de oudste en toch meest fundamentele industriële processen die de mens kent is metaalgieten. Begonnen in de oudheid om Sieraden en wapens te maken, gieten is een proces waarbij vloeibaar metaal wordt gegoten in bepaalde mallen om snel complexe vormen te produceren. In de moderne tijd zijn standaardprocedures ontwikkeld om zeer ingewikkelde onderdelen te maken, specifiek met een proces dat bekend staat als investeringsgieten. Investment casting maakt gebruik van was, slurry en mallen om onderdelen met lage tolerantie en hoge resolutie te produceren zonder het gedoe van meer traditionele methoden. Het proces van investment casting, hoe het werkt, de voordelen en de toepassingen zullen worden getoond in dit artikel, zodat ontwerpers deze techniek potentieel kunnen implementeren in hun eigen projecten.

Wat is investeringsgieten en hoe werkt het?

investeringsgieten is een type gietproces waarmee zeer complexe onderdelen snel kunnen worden gemaakt (Lees ons artikel over de soorten gietprocessen voor meer informatie over het gieten). Er zijn vier belangrijke stappen om de investeringen gietprocessen, weergegeven in Figuur 1, en hieronder uitgelegd.

beeld door: https://www.custompartnet.com/wu/investment-casting

de eerste stap is het creëren van het waspatroon dat uiteindelijk de uiteindelijke vorm van het(de) deel (en) zal zijn. Was wordt gebruikt omdat het gemakkelijk kan worden gesmolten en hergebruikt, maar dit betekent ook dat een waspatroon slechts eenmaal kan worden gebruikt elke keer dat een onderdeel wordt gemaakt. Deze beperking vereist dat de fabrikant een soort master mal, die kan worden hergebruikt om de waspatronen te creëren. Deze kunnen duur zijn omdat ze moeten worden afgestemd op elk onderdeel, en zijn lastig te perfectioneren als bijzonder lage toleranties nodig zijn. Echter, als veel van deze mallen zijn gemaakt, kunnen ze worden aangesloten via een wax bar (bekend als een “runner”) die het mogelijk maakt voor een giet om vele onderdelen te werpen. Tot slot wordt een keramische gietbeker (bekend als een “sprue”) toegevoegd aan de bovenkant van het waspatroon, zodat fabrikanten een trechter hebben om het gesmolten metaal in de uiteindelijke mal te gieten.

de tweede stap in het investeringsgietproces is wanneer dit afgewerkte waspatroon, compleet met uitlopers en spuitbussen, in een keramische vuurvaste drijfmest wordt gedompeld. Deze vloeistof bevat meestal extreem fijne silica, water en andere bindmiddelen. Bij onderdompeling wordt het deel bedekt met een dunne laag slurry, die effectief een vorm van het waspatroon is. Deze dompelstap wordt vele malen gedaan om een bepaalde laagdikte te bereiken (vaak 5-10mm), en dan wordt het deel gedroogd. Na het drogen wordt het onderdeel ondersteboven gekeerd en verwarmd om zowel overtollig vocht te verwijderen als de was aan de binnenkant weg te smelten. Nu blijven fabrikanten over met een holle keramische mal van hun gewenste onderdeel.

de derde stap vindt plaats direct na de tweede, waarbij fabrikanten gesmolten metaal in de keramische mal gieten wanneer het nog warm is van het droog – /smeltproces. Deze voorverwarming van de vorige stap voorkomt dat het gesmolten metaal de keramische mal beschadigt en verbetert de stroom van het metaal in fijne hoeken / detailgebieden. Ook, als de assemblage afkoelt, zullen zowel de keramische mal als het metaal krimpen, waardoor een betere maatnauwkeurigheid wordt geboden aan het originele waspatroon. Nadat het metaal is gegoten, wachten fabrikanten tot het volledig afkoelt.

de vierde en laatste stap van het investeringsgieten is het afbreken van de keramische mal wanneer deze volledig vast is. Dit wordt vaak gedaan met waterstralen of andere methoden om de keramische laag te verwijderen zonder het onderliggende metaal te beschadigen. Op dit punt, de afgewerkte onderdelen zijn klaar om te worden gesneden uit hun lopers en gereinigd tot hun gewenste eindproduct afwerking.

voor-en nadelen van investeringsgieten

investeringsgieten is niet voor niets een zeer populaire gietmethode. Het heeft veel voordelen ten opzichte van andere methoden en biedt zeer gedetailleerde onderdelen loyaal aan hun mallen; er zijn echter enkele opmerkelijke nadelen die moeten worden besproken.

hieronder vindt u de belangrijkste voordelen van het investeringsgietproces:

• zorgt voor het gieten van zeer complexe, uiterst nauwkeurige onderdelen met een goede oppervlakte-afwerking direct uit de mal
• kan zeer dun gieten (~0.015 in) secties met ongelooflijk lage toleranties (~0,003 in)
• maakt het gebruik mogelijk van bijna elk metaal dat kan gieten (aluminium, brons, ijzer, enz.)
• het investeringsgietproces kan worden geautomatiseerd, waardoor een enorme hoeveelheid onderdelen snel kan worden gegenereerd
• de was kan worden teruggewonnen en hergebruikt voor vele patronen

deze voordelen hebben een aanzienlijke prijs, dus laten we de nadelen van investeringsgieten onderzoeken:

• Onderdelen zijn het best gedragen in kleinere maten met een gewicht tot 75 kg, met grote onderdelen worden over het algemeen beter geschikt om andere gietproces
• Het proces is complex en gaat meestal dure apparatuur en/of technici werken
• De hoge kosten van matrijzen om de wax patronen grenzen van de processen te hoog volume productie projecten
• Delen met de kernen of gaten kleiner is dan 1,6 mm of gaten dieper dan 1.5 maal de diameter van het onderdeel zijn moeilijk te investeren gegoten

dus, hoewel zeer nauwkeurig en gemakkelijk reproduceerbaar, investeringen gieten heeft een hoge kosten en complexe pijlers. Ook zijn er een aantal deelgeometrieën die niet kunnen worden gemaakt met dit type casting, dus controleer de eigenschappen van uw onderdeel om te zien of het compatibel is.

toepassingen van investeringsgieten

investeringsgieten is een groot proces als detail, reproduceerbaarheid en grote productvolumes gewenst zijn. Hoewel het over het algemeen duurder is dan andere gietprocessen zoals zandgieten, is het veruit de makkelijkste en snelste methode om kleine, schijnbaar onmogelijke vormen te vervaardigen (leer meer over zandgieten in ons artikel alles over zandgieten). Het kan dus in een groot aantal toepassingen worden gebruikt, maar is vooral nuttig in de lucht-en ruimtevaart en de automobielsector, aangezien deze markten grote hoeveelheden ingewikkelde onderdelen nodig hebben die exact moeten zijn. Energieopwekking, olie en gas, en vuurwapen toepassingen ook sterk profiteren van investeringen casting, omdat ze ook kleine maar nauwkeurige onderdelen vereisen.

het aantal aanvragen is in feite grenzeloos, zodat het gebruik van investeringsgieten met de tijd alleen zal toenemen. Fabrikanten moeten overwegen investeringen gieten een proces als dimensionale nauwkeurigheid en onderdelen volume zijn belangrijke Specificaties. Als deze niet de drijvende behoeften voor het project, of als grote onderdelen nodig zijn, de hoge prijs en complexiteit van de investering casting kan niet af te betalen. Hoe dan ook, het investeringsgietproces is een oude maar veelzijdige uitvinding die de productiviteit en betrouwbaarheid zal verbeteren in de meeste productieprocessen waarin het wordt geïmplementeerd.

samenvatting

dit artikel geeft een kort overzicht van het gietproces voor investeringen. Voor informatie over andere producten, raadpleeg onze aanvullende gidsen of bezoek het Thomas Supplier Discovery Platform om potentiële leveranciers te vinden of bekijk details over specifieke producten.