Co to jest odlewanie inwestycyjne i jak to działa?

Czynniki takie jak wymagania projektowe, koszt i wykonalność wytwarzania decydują o tym, który proces odlewania jest najbardziej odpowiedni do wytworzenia produktu. Ten artykuł opisujący odlewanie inwestycyjne ma na celu pomóc w podjęciu świadomej decyzji o odlewie.

Odlewanie metodą traconego wosku pozwala na uzyskanie precyzyjnych elementów, minimalizując przy tym straty materiału, energię i dalszą obróbkę. Może również zapewnić produkcję bardzo skomplikowanych części. To sprawia, że ​​proces odlewania metodą traconego wosku jest bardzo przydatny dla inżynierów projektantów.

Celem jest zrozumienie, co oznacza odlewanie inwestycyjne. Czym dokładnie jest więc inwestycja w casting „inwestycyjny”? Termin „zainwestowany” historycznie nosi znaczenie „ubrany” lub „otoczony”. Odlewanie inwestycyjne wykorzystuje powłokę wykonaną z ceramiki, gipsu lub tworzywa sztucznego, która jest formowana wokół wzoru woskowego. Wzór woskowy jest topiony i usuwany w piecu, a metal jest wlewany do skorupy w celu utworzenia odlewu.

Do czego służy odlew inwestycyjny? Przeanalizujmy proces produkcji odlewów metodą traconego wosku, aby lepiej zrozumieć:

Tworzenie wzoru

Wykorzystuje wzór z takimi samymi szczegółami jak gotowa część, z wyjątkiem tego, że istnieje tolerancja na skurcz termiczny (tj. kurczenie).

Wzory są zazwyczaj wykonane z wosku za pomocą metalowej matrycy wtryskowej.

Montaż woskowych wzorów i tworzenie drzewa

Po wytworzeniu woskowego wzoru jest on łączony z innymi komponentami woskowymi, tworząc system dostarczania metalu bramki i prowadnicy.

W zależności od rozmiaru i konfiguracji pożądanego elementu wykończeniowego, przy użyciu jednego drzewa można przetwarzać wiele wzorów woskowych.

Cały zestaw woskowy jest zanurzany w zaczynu ceramicznym, pokryty stiukiem piaskowym i pozostawiony do wyschnięcia.

Cykle zanurzania na mokro i późniejszego tynkowania są powtarzane aż do uzyskania powłoki o pożądanej grubości. Ta grubość jest częściowo podyktowana rozmiarem i konfiguracją produktu.

Gdy skorupa ceramiczna wyschnie, staje się wystarczająco mocna, aby zatrzymać stopiony metal podczas odlewania.

Usuwanie wosku

Cały zestaw umieszcza się w autoklawie parowym, aby wytopić większość wosku.

Pozostały wosk, który wsiąkł w ceramiczną skorupę, jest wypalany w piecu. W tym momencie resztki woskowego wzoru i materiału bramkującego zostały całkowicie usunięte, a ceramiczna forma pozostaje z zagłębieniem w kształcie pożądanej części odlewanej.

Ta operacja w wysokiej temperaturze zwiększa również wytrzymałość i stabilność materiału ceramicznego. Dodatkowo pomaga zminimalizować reakcję skorupy i metalu podczas odlewania.

Topienie i odlewanie

Forma jest wstępnie podgrzewana do określonej temperatury i wypełniana stopionym metalem, tworząc odlew metalowy.

W tym procesie można wyprodukować prawie każdy stop. Można stosować topienie w powietrzu lub topienie próżniowe, zgodnie z chemią stopu. Topienie próżniowe stosuje się głównie wtedy, gdy w stopie występują pierwiastki reaktywne.

Operacje końcowe

Po wystarczającym ochłodzeniu odlewu, skorupa formy jest odrywana od odlewu w operacji wybijania.

Bramy i prowadnice są wycinane z odlewu, a jeśli to konieczne, wykonuje się końcowe piaskowanie, szlifowanie i obróbkę końcową, aby zakończyć wymiarowo odlew.

Badania nieniszczące mogą obejmować penetrację fluorescencyjną, cząsteczkową, radiograficzną lub inne. Końcowe inspekcje wymiarowe, wyniki badań stopów i NDT są weryfikowane przed wysyłką.

Zakres rozmiarów:

Chociaż większość odlewów inwestycyjnych jest małych, proces inwestycyjny może wytwarzać odlewy o wadze ponad 1000 funtów. Ta zdolność jest ograniczona do stosunkowo niewielkiej liczby kółek inwestycyjnych i wymaga specjalnej wiedzy w zakresie obsługi. Większość odlewanych części mieści się w uncjach do zakresu 20 funtów.

Wszechstronne i misterne kształty:

Odlewanie metodą traconego wosku zapewnia spójne i powtarzalne wąskie tolerancje wraz ze skomplikowanymi przejściami i konturami. Wiele z tych konfiguracji jest niemożliwych do wyprodukowania. Na przykład tam, gdzie obrabiarki nie mogą dosięgnąć. Uzyskanie elementów odlewanych w kształcie siatki lub zbliżonym do kształtu siatki może znacznie obniżyć koszty obróbki po odlewaniu.

Odlewanie metodą traconego wosku jest dobrą alternatywą dla elementów spawanych lub fabrykacji. Wiele elementów można połączyć w jeden odlew. Im więcej jest połączonych, tym lepsza wydajność produkcji. Przekształcenie wieloczęściowych komponentów w pojedynczy odlew wytapiany zazwyczaj zapewnia większą dokładność wymiarową i mniejszą złożoność części.