Poradniki

jednym z najstarszych i najbardziej fundamentalnych procesów przemysłowych znanych człowiekowi jest odlewanie metali. Rozpoczęty w starożytności w celu tworzenia biżuterii i broni, odlewanie jest procesem, w którym płynny metal wlewa się do niektórych form, aby szybko uzyskać złożone kształty. W dzisiejszych czasach opracowano standardowe procedury tworzenia wysoce skomplikowanych części, w szczególności z procesem znanym jako odlewanie inwestycyjne. Odlewanie inwestycyjne wykorzystuje wosk, gnojowicę i Formy do produkcji części o niskiej tolerancji i wysokiej rozdzielczości bez kłopotów z bardziej tradycyjnymi metodami. Proces odlewania inwestycyjnego, sposób jego działania, jego zalety i zastosowania zostaną przedstawione w tym artykule, aby projektanci mogli potencjalnie wdrożyć tę technikę do własnych projektów.

co to jest casting inwestycyjny i jak działa?

Odlewanie inwestycyjne to rodzaj procesu odlewania, dzięki któremu można szybko wykonać bardzo złożone części (aby dowiedzieć się więcej na temat odlewania, przeczytaj nasz artykuł na temat rodzajów procesów odlewania). Istnieją cztery główne etapy procesu odlewania inwestycyjnego, pokazane na rysunku 1 i wyjaśnione poniżej.

kredyt wizerunkowy: https://www.custompartnet.com/wu/investment-casting

pierwszy krok polega na stworzeniu wzoru wosku, który ostatecznie będzie ostatecznym kształtem części(ów). Wosk jest wykorzystywany, ponieważ łatwo go stopić i ponownie wykorzystać, ale oznacza to również, że wzór wosku może być użyty tylko raz za każdym razem, gdy część jest wykonana. Ograniczenie to wymaga od producenta posiadania pewnego rodzaju formy głównej, która może być ponownie wykorzystana do tworzenia wzorów wosku. Mogą one być drogie, ponieważ muszą być dostosowane do każdej części i są trudne do doskonalenia, jeśli potrzebne są szczególnie niskie tolerancje. Jednakże, jeśli wiele z tych form jest wykonanych, można je połączyć za pomocą paska woskowego (znanego jako „biegacz”), który pozwala na jedno wlanie, aby odlać wiele części. Wreszcie, ceramiczny kubek do nalewania (znany jako „wlew”) jest dodawany do górnej części wzoru wosku, dzięki czemu producenci będą mieli lejek do wlewania stopionego metalu do ostatecznej formy.

drugim etapem procesu odlewania inwestycyjnego jest zanurzenie w ceramicznej zawiesinie ogniotrwałej finalnego wzoru wosku wraz z prowadnicami i wlewkami. Ta ciecz zwykle zawiera bardzo drobną krzemionkę, wodę i inne spoiwa. Po zanurzeniu część zostanie pokryta cienką warstwą zawiesiny, która jest skutecznie formą wzoru wosku. Ten krok zanurzania jest wykonywany wiele razy, aby uzyskać pewną grubość powłoki (często 5-10 mm), a następnie część jest suszona. Po wyschnięciu część odwraca się do góry nogami i podgrzewa, aby zarówno usunąć nadmiar wilgoci, jak i stopić wosk od wewnątrz. Teraz producenci pozostają z pustą ceramiczną formą pożądanej części.

trzeci krok nastąpi zaraz po drugim, w którym producenci będą wlewać stopiony metal do formy ceramicznej, gdy będzie jeszcze gorący z procesu suszenia/topienia. To wstępne ogrzewanie z poprzedniego etapu zapobiega uszkodzeniu formy ceramicznej przez stopiony metal, a także poprawia przepływ metalu w drobne narożniki/obszary szczegółów. Ponadto, gdy zespół chłodzi się, zarówno forma ceramiczna, jak i metal kurczą się, zapewniając lepszą dokładność wymiarową oryginalnego wzoru wosku. Po odlaniu metalu producenci czekają, aż całkowicie ostygnie.

czwartym i ostatnim krokiem do odlewania inwestycyjnego jest oderwanie formy ceramicznej, gdy jest całkowicie solidna. Często odbywa się to za pomocą strumieni wody lub innych metod usuwania warstwy ceramicznej bez uszkadzania leżącego pod nią metalu. W tym momencie gotowe części są gotowe do cięcia z prowadnic i czyszczenia do pożądanego wykończenia produktu końcowego.

zalety i wady odlewania inwestycyjnego

Odlewanie inwestycyjne jest bardzo popularną metodą odlewania i nie bez powodu. Ma wiele zalet w stosunku do innych metod i zapewnia bardzo szczegółowe części lojalne do ich form; jednak istnieją pewne godne uwagi wady, które należy omówić.

poniżej przedstawiono główne zalety procesu odlewania inwestycyjnego:

• umożliwia odlewanie bardzo złożonych, niezwykle dokładnych części o dobrym wykończeniu powierzchni bezpośrednio z formy
• może odlewać bardzo cienkie (~0.015 in) sekcje o niewiarygodnie niskich tolerancjach (~0,003 cala)
• pozwalają na użycie prawie każdego metalu zdolnego do odlewania (aluminium, brąz, żelazo itp.
• proces odlewania inwestycyjnego można zautomatyzować, szybko generując ogromną ilość części
• wosk można odzyskać i ponownie wykorzystać do wielu wzorów

te zalety mają znaczną cenę, więc zbadajmy wady odlewania inwestycyjnego:

• części najlepiej zachowują się w mniejszych rozmiarach, ważących do około 75 funtów, przy czym duże części są ogólnie lepiej dostosowane do innych procesów odlewania
• Proces jest złożony i zwykle wymaga drogiego sprzętu i/lub techników do obsługi
• wysoki koszt matryc do tworzenia wzorów wosku ogranicza procesy do dużych projektów produkcyjnych
• części z rdzeniami lub otworami mniejszymi niż 1,6 mm lub otwory głębsze niż 1.5-krotna średnica części jest trudna do odlewania inwestycyjnego

więc, chociaż bardzo dokładne i łatwo powtarzalne, odlewanie inwestycyjne ma wysokie koszty i złożone obróbki. Ponadto istnieją pewne geometrie części, których nie można wykonać za pomocą tego rodzaju odlewu, więc sprawdź właściwości swojej części, aby sprawdzić, czy jest kompatybilna.

zastosowania odlewów inwestycyjnych

odlewanie inwestycyjne jest doskonałym procesem, jeśli pożądane są szczegóły, powtarzalność i duże objętości produktu. Chociaż ogólnie droższy niż inne procesy odlewania, takie jak odlewanie piaskowe, jest to zdecydowanie najłatwiejsza i najszybsza metoda wytwarzania małych, pozornie niemożliwych kształtów (dowiedz się więcej o odlewaniu piaskowym w naszym artykule wszystko o odlewaniu piaskowym). Dlatego może być stosowany w wielu zastosowaniach, ale jest szczególnie przydatny w przemyśle lotniczym i motoryzacyjnym, ponieważ rynki te wymagają dużych ilości skomplikowanych części, które muszą być dokładne. Produkcja energii, ropy naftowej i gazu oraz zastosowania broni palnej również znacznie korzystają z odlewania inwestycyjnego, ponieważ wymagają one również małych, ale dokładnych części.

ilość wniosków jest praktycznie nieograniczona, więc wykorzystanie odlewania inwestycyjnego będzie rosnąć z czasem. Producenci powinni rozważyć proces odlewania inwestycyjnego, jeśli dokładność wymiarowa i objętość części są ważnymi specyfikacjami. Jeśli nie są to potrzeby napędzające projekt lub jeśli potrzebne są duże części, wysoka Cena i złożoność odlewania inwestycyjnego mogą się nie opłacić. Niezależnie od tego, proces odlewania inwestycyjnego jest starożytnym, ale wszechstronnym wynalazkiem, który zwiększy wydajność i niezawodność w większości procesów produkcyjnych, w których jest wdrażany.

podsumowanie

w tym artykule przedstawiono krótki przegląd procesu odlewania inwestycyjnego. Aby uzyskać informacje na temat innych produktów, zapoznaj się z naszymi dodatkowymi przewodnikami lub odwiedź platformę Thomas Supplier Discovery, aby zlokalizować potencjalne źródła dostaw lub wyświetlić szczegóły dotyczące konkretnych produktów.