INNGANGUR
Glatað vax Fjárfesting steypu er einn af elstu nákvæmni málmmyndunarferlum heims, Með uppruna teygir sig ~ 5000 ár.
Í þessari aðferð, Ítarlegt vaxmynstur (Oft bývax í fornöld) er umlukið í lögum af fínu eldföstum efni; Eftir að vaxið er bráðnað („Týnt“), bráðinn málmur fyllir keramikmótið sem myndast.
Nútíma fjárfesting steypir sér um þessa hefð, Notkun háþróaðra vaxa, eldfimi og málmblöndur til að ná mikil nákvæmni og flókin form.
Gagnrýnin nýsköpun hefur verið þróun kolloidal-silica (Kísilsól) bindiefni fyrir keramikskelina.
Kolloidal kísil, vatnskennd nanoscale sio₂ dreifing, myndar varanleg háhitabréf sem skapa öflug, Hástyrkur skeljar.
Síðan á níunda áratugnum, Kísilsól er orðin bindiefni að eigin vali í nákvæmni steypu, Skipt um eldfimt etýl silíkatkerfi.
Hægt er að afnema kísil-sol skeljar með flassskoti frekar en vatnsbólgu, og standast ~ 2000 ° C. meðan á brennslu stendur.
Þessir eiginleikar skila óvenjulegur yfirborðsáferð, þétt vikmörk, og smáatriði, Að gera kísil-sol steypu tilvalin fyrir hágæða hluti.
Hvað er kísilfjárfesting
Kísil-sol fjárfestingarsteypa er afbrigði af glatað vaxa steypu þar sem keramikmótið er að öllu leyti myndað úr a Kísil-sol bindiefni slurry og fínt eldfast duft (Oft sirkonmjöl eða súrál).
Í reynd, vaxmynstur er sprautað og sett saman í „tré,”Síðan ítrekað húðað með kísil-sol kolloid og stuccoed með eldföstum hveiti til að byggja keramikskel.
Þegar skelin nær tilskildum þykkt, samsetningin er þurrkuð og afgreiðslu (Oft í gufu sjálfvirkri Autoclave eða ofni), skilja eftir holan mold.
Mótið er síðan sintrað við háan hita (>1000 ° C.), og bráðnum málmi er hellt í. Eftir kælingu, Keramikskelin er brotin af til að afhjúpa nákvæmni steypta hlutina.
Ólíkt öðrum fjárfestingaraðferðum, Silica Sol bindiefni Notaðu vatnsbundið kolloidal kísil frekar en basískt eða lífræn bindiefni.
Þetta gerir kleift að fá ofurfín eldfastar yfirhafnir (agnastærðir ~ 10–20 μm) og nánast óaðfinnanlegar skeljar.
Ferli kísilsóls eru nú iðnaðarstaðallinn fyrir forrit sem krefjast Hávíddar nákvæmni og yfirborðsgæði, frá hverflablöðum til skurðaðgerðarígræðslu.
Kísilsólbindiefni efnafræði & Efni
Dæmigert kísil-sol bindiefni er vatnskennd kísil kísil Mótun (Sio₂ nanoparticles í vatni), Oft ~ 30–40 wt% föst efni.
Kísilagnirnar eru u.þ.b. 10–50 nm í þvermál og bera yfirborðshleðslur (PH stöðugt með basa).
Auglýsing bindiefni er breytt frekar með aukefnum til að hámarka árangur.
Til dæmis, Natríumhýdroxíð eða natríumsílíkat getur aðlagað pH fyrir stöðugleika, Þó að alginates eða álsölt veitir viðbótar gelgjastýringu.
Fjölliða aukefni (svo sem PVA, latex, eða Welan gúmmí) getur verið með (~ 0–3%) Til að bæta blautan styrk, Bindiefni hlaup hörku, og sveigjanleika skeljar.
Þessir þættir hjálpa til við að halda kísilagnum stöðvuðum, tryggja stöðuga stillingu, og koma í veg fyrir sprungur við þurrkun.
Frammistöðueiginleikar af kísil-sol bindiefni fela í sér:
- Mikill bindingarstyrkur: Við þurrkun/kalsín, kolloidal kísil myndar stífan sio₂ gler fylki sem bindir eldföstum kornum þétt. Þetta framleiðir skeljar með miklum vélrænni styrk (bæði grænt og skotið).
- Varma stöðugleiki: Myndlaus kísil standast aflögun upp að mýkingarpunktinum (~ 1200 ° C.) og jafnvel sinters hóflega við hærra hitastig, Að hjálpa skelinni að viðhalda lögun við steypu.
- Gelation Control: Efnafræði er stillt þannig að slurryinn er áfram vökvi við dýfa en gelar jafnt við þurrkun. Aukefni eins og lítið magn af latex eða breyttri sterkju geta hægt á hlaupatíma eða bætt sveigjanleika.
- Hreint brennsla: Þar sem bindiefnið er vatnsbundið, Það eru engin eldfim lífræn efni. Við dewaxing/brennslu, Engum eitruðum gufum losnar (Ólíkt áfengisbundnum bindiefni.
Varðandi eindrægni, Vax málmblöndurnar sem notaðar eru við mynstur (Venjulega flóknar blöndur af parafíni, Örkristallað vax, plast) mega ekki innihalda aukefni fólksflutninga sem skaða skelina.
Vaxformúlur tryggja að losunarefni mygla truflar ekki kísilbindingu.
Í sérhæfðum málum (td. Mjög viðbrögð málmblöndur), Forðast má kísilskeljar, En fyrir flest stál og málmblöndur, Það er ekkert mengunarmál.
Eldfast aukefni:
Auk kísilmjöls (Quartz) í slurry, óvirk fylliefni eins Zirconium silicate (zirkon) Mjöl Og súrál eru algengir.
Zirkon hveiti (Venjulega 200–350 möskva zrsio₄) Veitir framúrskarandi eldföstan stöðugleika og passar við hitauppstreymi kísilbindisins.
Þétt, Fínar agnir hjálpa til við að pakka skelinni og bera hita, Og þeir hjálpa slurry „blautu“ fínum smáatriðum án setmyndunar.
Súrál (TABULAR Al₂o₃, ~ 50–325 möskva) má bæta við til að auka skeljarstyrk og hitauppstreymi mótstöðu.
Til dæmis, Tabular súrál er ekki viðbrögð, Háþéttni aukefni sem er ódýrt og lækkar porosity.
Sumir ferlar nota meira að segja kísil karbíðkorn til að halda hita í moldinni. Í stuttu máli, Kísilsólefnafræði er hannað til að framleiða varanlegt, Fínporosity skel sem passar við tæknilegar kröfur hlutans.
Ferli flæði & Tæknilegar breytur
1. Vaxmynstur framleiðslu:
Málm deyja er notað til að sprauta-mold vax afrit af hlutanum (eða 3D-prentað plastefni mynstur geta komið í stað).
Flóknir hlutar geta notað marga vaxhluta sem eru tengdir saman. Mynstur er haldið mjög hreint og víddar nákvæmt.
2. Samsetning & Hlið:
Vaxmynstur eru sett saman á tré með hliðum, hlauparar og hellabikar. Gating skipulagið er hannað til að stuðla að samræmdu málmstreymi og lágmarka ókyrrð.
Marga hluta (Oft <0.1–50 kg hver) eru steypt á hvert tré.
3. Skelhúð (Dýfa og stucco):
Vaxtréð er dýft í kísil-sol bindiefni slurry þannig að allt yfirborðið er bleytt. Það er síðan rykað („Stuccoed“) með fínu sirkoni og/eða kísilmjöli (Venjulega 200–325 möskva).
Slurry fyllir yfirborðsupplýsingar og hveiti felur sig inn í bindiefnið. Þetta ferli er endurtekið: Eftir þurrkun, Viðbótar yfirhafnir af bindiefni og eldföstum er beitt.
Dæmigerð röð er ein „andlitskápa“ (Ultrafine slurry + Fínt stucco) fylgt eftir með 4–8 „bakfrakkum“ af smám saman grófara korni.
Hver kápa er látin hlaup og síðan að hluta til loftþurrkur fyrir næsta dýpi. Í sumum verslunum, Ofnar eða stjórnað rakastig flýtir fyrir þurrkun á milli laga.
Fjöldi laga fer eftir hlutastærð, Málmur hellti, og krafist skelþykktar.
Lokið skel hefur venjulega yfirborð úr 10–20 μm korni (Fyrir mjög sléttan áferð) með heildarþykkt á röðinni 5–10 mm.
4. Þurrkun:
Eftir lokahúðina, Skelin er rækilega þurrkuð (Stundum yfir nótt við ~ 60–120 ° C) Til að tryggja að allt vatn sé fjarlægt.
Rétt þurrkun er mikilvæg: það gerir kísilinu kleift að gela jafnt og kemur í veg fyrir gufusprengingar meðan á kviku stendur. Fullt þurrkaðar skeljar takast á við hitauppstreymi komandi dewax skref.
5. Dewaxing:
Skeljasamsetningin er flutt í dewaxing hólf. Í kísil-salferlum, Þetta er oft a gufu autoclave eða heitt loft ofni (200–300 ° C.).
Vaxið er fljótandi og/eða gufað og tæmt úr moldinni. Vegna þess að keramikið er fyrirfram hyst, Næstum öll vax er fjarlægð fljótt.
Autoclave dewaxing er ákjósanlegt fyrir stór eða flókin tré, Þar sem gufuþrýstingur getur dregið vax úr djúpum kjarna og þunnum hlutum.
(Athugið: Sumir aðrir ferlar nota sökkt í sjóðandi vatni („Vatnsgleði“), En það er almennt ekki notað með stífum kísilskeljum).
6. Hleypa/forhita:
Með vaxið horfið, Skeljarnar gangast undir hitahringrás til að brenna út hvaða bindiefni sem eftir er og sinta kísil.
Þetta er venjulega gert í bensíneldum eða rafmagnsofnum, Ramping allt að ~ 800–1100 ° C á nokkrum klukkustundum. Forhitið styrkir skelina og fjarlægir lífrænar leifar.
Rétt skothríð fjarlægir einnig raka og karbónat, skilur eftir sig, eingöngu keramikmót. Þessu skrefi má skipta í tvo áfanga (td. 300 ° C halda, Síðan loka kl 1000 ° C.).
7. Hella:
Rétt áður en hún hellir, Skelin er færð upp að hitastigi (oft 200–600 ° C.) Í forhitun til að tryggja víddar stöðugleika.
Bráðinn málmur (stál, Superalkoy, o.fl.) er framleitt í deiglunum eða örvunarofnum og ofhitað yfir vökva þess.
Fyrir gagnrýna málmblöndur (Ni-undirstaða, Títan), Tómarúmbráðnun eða óvirk gasbakkar eru notaðir til að lágmarka innifalið.
Málminum er síðan hellt í heita moldina (með þyngdarafl eða tómarúmsaðstoð) á stjórnað gengi.
Heita skelin hjálpar til við að beina storknun inn á við, bæta nákvæmni. Stórar greni/hlauparar („Risers“) fæða steypuna þegar það minnkar.
Dæmigert hellahitastig gæti verið á röð 1450–1600 ° C fyrir stál eða 1500–1700 ° C fyrir Ni-álfara. Meðan á helli stendur, Loftræsting nálægt skelinni gerir kleift að brenna lofttegundir eða vaxflass að flýja örugglega.
8. Kæling og hristing:
Eftir að moldin er fyllt, málminn er leyft að styrkja og kæla (Oft yfir tugi mínútur til klukkustunda, fer eftir massa).
Fjárfestingarsteypir kólna venjulega tiltölulega hratt í gegnum þunnu hlutana. Einu sinni traust, keramikmótið er eytt (titraði út eða sleginn út).
Stór tré eru oft skotin til að fjarlægja keramik, og steypu aðskilin frá hliðum með sagu, meitlar eða franskar. Meðfylgjandi hliðstubbar eru skornir af eins nálægt steypunni og mögulegt er.
9. Hreinsun og frágang:
Grófa steyptahlutirnir eru síðan hreinsaðir og skoðaðir. Mala eða vinnsla fjarlægir hliðina sem eftir er og hvaða yfirborðs fins.
Endanleg víddarvinnsla, Fægja eða lag er gert eins og krafist er. Ef þörf krefur, hitameðferðir (td. Lausn anneal, aldursharden) er beitt á þessu stigi til að þróa endanlega vélrænni eiginleika.
Allan flæðið, varkár ferli stjórn er nauðsynlegur. Til dæmis, Slurry seigja, Stucco fóðurhraði, þurrkandi ferlar, og fylgst er með skothríðum til að viðhalda samræmi.
Hliðarhönnun og hella breytur eru fínstilltar (oft með uppgerð) Til að forðast að skreppa saman porosity og tryggja fullkomið myglufyllingu.
Útkoman er steypuferli sem getur breytt flóknum vaxmynstri í málmhluta með mikla samþættingu.
Málmvinnsluáhrif & Vélrænni eiginleika
Öflug keramikskel kísilsólsteypu kynnir áberandi hitauppstreymi við storknun.
Viðmótið við heita skelþykkni hitar hratt, Svo málmurinn nálægt moldveggjum kólnar fyrst og myndar fínkornað, Oft dálka uppbygging vaxa inn á við.
Þessi stefnuþjöppun getur skilað æskilegum kornbyggingum (td. jafngildir kjarnar og dálkabrúnir) að auka styrk.
Almennt, Fjárfestingarstýringar hafa smásjárbygging sambærileg við fölsuð eða smíðuð jafngildi, Þó að smáatriði fer eftir álfelg og kælingarhraða.
Dæmigerðir vélrænir eiginleikar eru álfelgur sértækir, En fjárfestingarsteypublöndur ná oft Togstyrkur í röð nokkur hundruð til yfir þúsund MPa.
Til dæmis, varpaði ryðfríu stáli (eins og AISI 316L/CF8M) Getur sýnt fullkominn togstyrk ~ 500–700 MPa með 20–40% lengingu, meðan úrkomuhjörð stál eða Ni-Superalloys geta farið yfir 900–1200 MPa eftir hitameðferð.
Hörku fylgir sömuleiðis álfelgum viðmiðum (td. ~ HRC 15–30 fyrir steypu stál).
Nákvæmni steypu ál- eða kopar málmblöndur skila sveigjanlegri hegðun (td. Al fjárfestingarsteypu ~ 300 MPa uts) með góðri þreytuárangri ef kornstærðum er stjórnað.
Lykil kostur kísilsólsteypu er áhrif þess á Heiðarleiki. Vegna þess að skeljar eru skotnar við háan hita og afgreiðslu með brennandi, festing raka (og porosity sem af því leiðir) er lágmarkað.
Vinnslugreinar eins og tómarúm bráðnun, Keramik froðu síur, og þétt hella stjórntæki draga enn frekar úr innifalið og svitahola.
Í reynd, hæfir fjárfestingarhlutar sýna oft mjög litla porosity (<0.5%) þegar rétt var varpað.
Próf sem ekki eru eyðileggjandi (Ndt) svo sem röntgenmynd eða ultrasonic skoðun eru notuð til að sannreyna innri heilleika. Ef einhver rýrnun eða porosity á sér stað, Það er venjulega á einangruðum riserstöðum frekar en í mikilvægum þunnum hlutum.
Innihald gler smásjá er í meginatriðum ekki til í kísilsólskeljum, Ólíkt sumum vatnsglerferlum.
Á heildina litið, Hlutar sem varpaðir eru í kísil-sol fjárfestingarform ná fram vélræn afköst sambærilegt við áli eða unnu lager af sömu álfelgum, sérstaklega þegar hitameðhöndlað.
Tog, Ávöxtun, og högggildi uppfylla almennt viðeigandi staðla fyrir hverja ál. (Til dæmis, Fjárfestingarsteypa 17-4 PH -stál getur orðið 1300–1500 MPa tog eftir öldrun, Svipað og unnin.)
Í stuttu máli, Fínn skeljarstjórnun og hrein bræðsluaðstæður kísilsólsteypu skila hlutum með framúrskarandi styrk, sveigjanleika og hörku.
Víddar nákvæmni & Yfirborðsgæði
Kísil-sol fjárfestingarsteypa er þekkt fyrir þétt vikmörk og fínn áferð. Dæmigert as-steypu línuleg vikmörk eru í ISO 8062 CT5-CT6 svið.
Til dæmis, ein steypu bendir á að stórar víddir (allt að ~ 300 mm) eru haldin ± 0,1 mm (CT5).
Óháður heimildarmaður staðfestir að vatnsglersteypu keyra á CT7-CT8, Þó að kísil-leysir ná reglulega CT5-CT6.
Hagnýtt, Þetta þýðir að mikilvægustu víddir á kísil-SOL hluta er hægt að treysta innan nokkurra tíundu frá millimetra án vinnslu.
Mörg fyrirtæki vitna í vinnslupeninga <0.2 mm fyrir fjárfestingarhluta, og í mikilli nákvæmni, CP/CPK vísitölur af >1.33 eru oft miðaðar við lykilvíddir.
Ójöfnur á yfirborði er líka frábært. As-steypu RA er venjulega í röðinni 3-6 μm (125–250 Microinch), sem keppir við malaðan áferð.
Reyndum verslunum skýrir frá 60–200 μinch (1.5–5,1 μm) Á flestum svæðum. Með fínustu stucco blöndur (niður í 325 möskva zirkon) og hægt dýfa, Hægt er að ná yfirborði eins og 0,4–1,6 μm RA.
Þessi gæði nær-mirror útrýma oft (eða dregur mjög úr) Þörfin fyrir vinnslu eða fægingu eftir steypu.
Reglur um geometrískar hönnunar eru afslappaðir miðað við, Segðu, Sandsteypu. Þunnu keramikveggirnir og lítil röskun leyfa mjög þunna hluta og skarpa sjónarhorn.
Lágmarks veggþykkt er á bilinu 1-3 mm fyrir flesta málma (Jafnvel niður í ~ 0,5 mm í sérstökum tilvikum).
Lágmarkshorn radíus ~ 1 mm eða meira er valinn, Þó lágmarks verkfærakerfi (Jafnvel skörp horn) er hægt að varpa inn þar sem skelin brotnar út úr slíkum eiginleikum.
Hönnunarleiðbeiningar mæla með stór flök og radíus þar sem það er mögulegt til að draga úr streituþéttni og hjálpa til skel..
Ólíkt sandformum, Drög að sjónarhornum er almennt ekki þörf; Reyndar, Hönnunarreglur leyfa oft núll eða nærri núll drög að lóðréttum andlitum, Þar sem vax minnkar nóg til að losa sig úr deyjunni.
(Í reynd, Lítil drög að, en það er mun minna en í öðrum myglutegundum.)
Í stuttu máli, verkfræðingar geta búist við að fjárfestingarhlutir komi út næstum-net lögun, með víddarnákvæmni á bilinu 0,02–0,1 mm, og yfirborðsáferð allt niður í Ra 2–6 μm án vinnslu.
Endanleg leyfileg vikmörk (td. IT7–IT9 í ISO skilmálum) er náð reglulega á flestum eiginleikum.
Gæðaeftirlit & Óeðlilegar prófanir
Að tryggja gæði í fjárfestingarsteypu felur í sér margar skoðanir á bæði skelinni og lokasteypunni.
Áður en hellt er, hægt er að skoða mikilvægar skeljar í smásjá eða með úthljóðsskanna til að greina innri tóm eða sprungur.
Á ferli þróun, sýnisskeljar eru oft brotnar upp til að sannreyna einsleitni og þykkt húðunar.
Eftir steypu, víddarskoðun (venjulega með CMM eða nákvæmnimælum) sannreynir að mikilvægum vikmörkum sé uppfyllt.
Til dæmis, Foundries nota reglulega hnitamælingarvélar (Cmms) Til að fanga nákvæma rúmfræði og bera saman gegn CAD gerðum. Yfirborð er einnig sjónrænt skoðað fyrir galla.
Margir framleiðendur tilgreina CP/CPK Vísitölur fyrir lykilatriði fyrir lykilvíddir; að ná CP ≥1,33 (með CPK ≥1,0) er algengt viðmið til að tryggja stöðuga nákvæmni.
Fyrir innri galla, óeðlilegar prófanir (Ndt) er nauðsynlegur, sérstaklega í öryggi- eða árangursgagnrýnt hlutar.
Fljótandi skarpskyggni eða segulmagnaðir ögn eru notaðir á yfirborðinu til að sýna sprungur eða innifalið.
Röntgenmynd (Röntgengeisli) eða ultrasonic skönnun skoðar tómarúm., Porosity, eða innifalið.
Í framleiðslueftirliti, Samþykkisviðmið (ASTM eða staðlar viðskiptavina) fyrirmæli hámarks leyfilegan porosity eða stærð aðgreiningar.
Sem dæmi, Impro Precision notar reglulega ómskoðun og röntgengeislun til að staðfesta að innri gallar (td. Rýrnunarhol) eru undir greinanlegum mörkum.
Efnissamsetning og hitameðferðir eru skoðaðar samhliða.
Efnagreining (neisti eða wds) sannreynir málmblöndur, Þó að hörku og togpróf á sýnum staðfesta vélrænni eiginleika.
Fyrir geim- og geimhluta, Skot-skítkast, litarefni skarpskyggni, og strangar málmskoðanir eru einnig algengar.
Í stuttu máli, Fjárfestingarstýringar gangast undir ströng QA/QC skref: Heiðarleiki skeljar, Full víddar sannprófun (Cmm, þjöppar), Yfirborðs-finish mælar, og ndt (skarpskyggni, vatnsstöðugt, ultrasonic, Röntgengeisli).
Þetta tryggir að miklar væntingar um nákvæmni steypu - þétt form og passa vikmörk án innri galla - eru mætt.
Efnahagsleg greining & Kostnaðarstjórar
Fjárfesting er tiltölulega vinnuaflsfrekt og tímafrekt ferli, sem endurspeglast í kostnaði þess.
Aðalkostnaðarþættirnir fela í sér verkfæri (vax deyr), rekstrarvörur (vax, slurry, stucco og bindiefnið), Orka (brennur og hella), og vinnuafl (Skelbygging/þurrkun).
Gróft sundurliðun sýnir oft hráefni (Metal Plus skel) við ~ 60–70% af heildarkostnaði, Orka/kostnaður ~ 15–25%, og vinna restina.
Bindiefni og eldfast kostnaður:
Kísil-Sol bindiefnið sjálft er mikill efniskostnaður. Kolloidal kísil og háhæð zirkonmjöl eru miklu dýrari en hefðbundinn sandur eða vatnsglas.
Eitt steypublogg vitnar í mold efniskostnað um það bil $6.8/kg Fyrir kísil-sirkonskel, Í samanburði við ~ $ 2,5/kg fyrir vatnsglera.
Aukefni eins og fínt súrál eða dreifingarefni sérgreina bæta enn frekar við kostnað. Samt, Þessi iðgjöld kaupa nákvæmni og yfirborðsgæði kísil-sol veitir.
Vinnuafl og tími:
Að byggja og þurrka skel er erfiði. Hver dýfa/stucco hringrás getur tekið 15–30 mínútur af tímabundnum tíma auk þurrkunar.
Heill skelbygging getur tekið 4–8 yfirhafnir og þarf oft dagar þurrkunartíma. Ein fjárfestingarsteypuuppspretta bendir á að það tekur venjulega 7 dagar Frá vaxmynstri til fullunninna hluta.
Hvert lag af skel bætir við um það bil 1-2 tíma vinnu (dreifa slurry, Stóra stucco, og skoðun). Fleiri yfirhafnir (Fyrir þykkari skeljar eða heitari málmblöndur) þýðir meiri vinnuafl og lengri hringrás.
Það er skipt um: Að bæta við auka yfirhafnir eykur skelfingu skeljar (Færri skel mistök) en hækkar einnig kostnaðinn á hluta og lengir afköst.
Stærðarhagkvæmni:
Þó að fastur kostnaður við að láta vax deyja getur verið mikill (Oft $ 5K - $ 50K eftir flækjum), Kostnaður fyrir hverja einingu lækkar með magni.
Fyrir stórar hlaup (hundruð hluta), Fjárfesting getur verið hagkvæm. Samt, Fyrir mjög litlar hlaup (<25 stykki), Einingakostnaðurinn einkennist af afskriftir af verkfærum.
Ákvörðunin kemur oft niður á „Gerir gildi næstum netforms og fínn áferð á móti steypukostnaði?”-Í mörgum verðmætum atvinnugreinum gerir það.
Samanburðarkostnaður:
Í samanburði við vatnsgleraugu, Kísil-sol kostar verulega meira í efnum og hægari hringrás.
Til dæmis, Ein skýrsla bendir til þess að kísilsólsteypu geti verið lokið Tvisvar til þrisvar sinnum Verð á steypu vatnsgler (Efni og vinnuafl samanlagt).
Samt, Þegar þéttara umburðarlyndi og frágangs sparnaður er talinn, Heildarkostnaðurinn getur réttlætt það fyrir mikilvæga hluta.
Aðrir þættir:
Umhverfi og reglugerð geta bætt óbeinum kostnaði; Kísilsól notar engin hættuleg leysiefni, hugsanlega lækka meðferðargjöld úrgangs (Ólíkt áfengiskerfi).
Á bakhliðinni, Lengri leiðartími (og fjármagn bundið í WIP) af kísilsteypu er mjúkur kostnaður að íhuga.
Í stuttu máli, Kostnaðarstjórar Í kísil-sol steypu eru dýru bindiefni/eldföstum og mikilli skelbyggingu vinnuafls.
Verkefnaskipuleggjendur verða að halda jafnvægi á laginu (Kostnaður/tími) gegn ávöxtunarkröfu (Skelbrest), og efnislegan kostnað gegn verðmæti nákvæmni sem náðst hefur.
Af hverju að nota kísilsól?
Þegar umsóknin krefst mesta nákvæmni, Fjárfesting kísil-sol býður upp á ósamþykkta kosti:
- Fínt yfirborðsáferð: Ultra-fínn eldfast í kísilskeljum endurskapar smáatriði mold nánast gallalaus.
Steypta hlutar koma fram með sléttari yfirborð en nokkur önnur steypuferli. Dæmigert ójöfnur í steypu er á röðinni 3-6 μm RA, sem dugar oft án nokkurrar vinnslu.
Fyrir vikið, Hægt er að lágmarka eða útrýma annarri vinnslu, spara tíma og varðveita netform. - Þétt vikmörk: Kísil-sol mót eru mjög stíf og víddar stöðugar við hella og kaldar. Þetta gerir kleift nær-net-lögun framleiðsla með lágmarks vinnsluheimild.
Umburðarlyndi (CT5–6) eru í meginatriðum við mörkin fyrir málmsteyptan. Viðskiptavinir njóta góðs af minni rusli og fyrirsjáanlegri passa. - Flækjustig og smáatriði: Kísil-sol steypu getur áttað sig ákaflega flóknar rúmfræði. Þunnir veggir (<1 mm), lítil göt/kjarna og skörp horn er allt hægt að ná.
Eiginleikar eins og stafir, lógó eða viðkvæmar kæliuggar birtast í endanlegu málmi eins og þeir voru í vaxinu.
Hönnuðir eru næstum lausir við drögin og draga takmarkanir sem hindra aðrar steypuaðferðir. - Háhita málmblöndur: Þar sem kísil-sirkon skeljar þola ~2000 °C, jafnvel er hægt að steypa hábræðslu eða ofurblendi.
Háhitagetan kemur í veg fyrir hertun skeljar eða aflögun við háhitaúthellingar.
Þetta gerir kísilsól ómissandi fyrir málmblöndur sem eru byggðar á Niður í geimferðum, hákrómstál og önnur málmblöndur sem notuð eru í erfiðu umhverfi. - Öryggi og umhverfi: Að vera á vatni og ekki eldfimt, kísilsól bindiefni sitja engin VOC eða sprengihætta. Engar eitraðar gufur myndast við skeljarsöfnun eða afvaxun.
Þetta er ekki aðeins öruggara fyrir starfsmenn heldur hagræðir einnig umhverfisreglum.
Samanborið við etýlsilíkat (eldfimt áfengi) eða natríumsílíkat (hár-alkalíum), kísilkvoða er góðkynja. Vatnskennd bindiefni mynda einnig tiltölulega auðvelt að meðhöndla úrgang (vatn og kísilleðju). - Samræmi og áreiðanleiki: Kísilkolloidsamsetningar eru lotusamkvæmar og stöðugar ef þær eru geymdar á réttan hátt.
Skeljareignir (styrkur, stilltur tíma, gegndræpi) er hægt að stjórna vel af framleiðanda.
Þessi fyrirsjáanleiki eykur afrakstur í fyrsta sinn í steypu, sem getur vegið þyngra en aðeins hærri efniskostnaður í nákvæmni.
Í meginatriðum, kísilsól steypa er valin hvenær sem krafist er „hámarks“ gæða: mjög slétt yfirborð, nálarskertir eiginleikar, og nánast engir neðanjarðar gallar.
Það er sjálfgefið fyrir mikilvæga hluta í geimferðum, orkuöflun og læknasvið.
Örlítið hærri kostnaður er oft á móti með því að útrýma niðurslípun og með því að gefa eftir hluta sem uppfylla forskriftir beint úr mótinu.
Forrit & Málsrannsóknir
Kísil-sol fjárfestingar steypu finnur notkun á milli atvinnugreina fyrir hluta þar sem frammistöðu og nákvæmni eru í fyrirrúmi:
- Aerospace: Skínandi, hverflablöð, vinkar og burðarfestingar eru venjulega steyptar með kísilsóli.
Þessir hlutar hafa oft flókna kæliganga og strangar jafnvægiskröfur.
Til dæmis, túrbínuspinnar með flóknum loftþynnuformum og innri filmukælirásum eru venjulega steyptar í ofurblendi með kísilmótum.
Getu til að framleiða þunnt vegg, Háhita íhlutir með fínum smáatriðum er lykilatriði hér.
Flug-gagnrýnnir hlutar eins og eldflaugar eða þotuhreyfingar nýta einnig samkvæmni fjárfestingarsteypu. - Læknisfræðilegt Tæki: Skurðaðgerðarígræðslur (mjöðm stilkar, hné liðir) og hljóðfæri eru varpað af kísilferli vegna þess að lífsamhæfar málmblöndur (316L, CONCR, Af) er hægt að nota og hlutarnir þurfa fínan áferð.
Læknisígræðslur verða að hafa nákvæmar víddir og mjög sléttar fletir; Fjárfesting með kísil ná því.
Monolithic skurðaðgerðartæki og flóknir beinskrúfur eða klemmur eru gerðar með þessari aðferð. Endurtekningarhæfni þess tryggir þétt þol sem þarf til ígræðslna. - Iðnaðardælur, Lokar & Turbocompressors: Gagnrýnandi flæðisíhlutir (Hjóla, hús, Pump Volutes, loki líkama) njóta góðs af kísil-og steypu.
Þetta þarf oft tæringarþolið eða háblandað stál, og hafa flókna innri rúmfræði.
Til dæmis, Háþrýstidæluhjól sem eru steypt í ryðfríu eða tvíhliða stáli með þessu ferli geta haft blaðbrúnir <<1 mm þykkir og sléttir vökvafletir.
Sérhæfðir íhlutir fyrir túrbóvélar (eins og stútstýrisvingar í túrbínum) eru framleidd á sama hátt. - Bifreiðar & Orka: Þó að margir bílahlutar séu steyptir eða sandsteyptir, afkastamikil eða lítið magn forrit (td. kappakstursbíla túrbó, gírhús, kambása) nota fjárfestingarsteypu.
Túrbínu- og þjöppuhjól fyrir túrbóhleðslutæki fyrir bíla (oft úr Ni eða Ti málmblöndur) eru steyptar í kísilmót.
Silica-sol steypa er einnig notað fyrir lokar og festingar í olíu&gas- og orkuverabúnað þar sem heilleiki og frágangur úr steyptum málmi eru mikilvægir. - Listræn og byggingarlist: Þó oft sé litið fram hjá því, Fín skúlptúra og byggingarlistar geta notað kísil-sol fjárfestingarsteypu.
Brons eða stálskúlptúrar með öfgafullum fínum smáatriðum eru framleiddir með húðu vaxmeistara í kísil Sol Slurry.
Arkitekta vélbúnaður (skreytingar handrið, Sérsniðin festingar, Listarinnsetningar) er hægt að búa til með ferlinu, Að skila steypum svo hreinsað að litlum áferð er þörf.
(Slík forrit nýta nákvæman yfirborðsáferð og smáatriði í kísilskelli.) - Dæmi um rannsóknir/mál: Ein rannsókn er Rolls-Royce, sem notaði 3D-prentaðar kísilkjarna til að hverfa blað.
Annað dæmi er læknisígræðslufyrirtæki sem skiptir úr deyjandi yfir í kísil-sol fjárfestingarsteypu fyrir betri víddareftirlit á litlum álbúnaðartækjum.
Í báðum tilvikum, Ákvörðunin var háð getu kísilsols til að framleiða flókið, hágæða hlutar án endurvinnslu.
Þessi dæmi sýna að hvar sem er flókið lögun, þétt umburðarlyndi, og efnisleg gæði renna saman, Kísilsól steypu er lausnin sem valin er.
Samanburðargreining
- Silica Sol vs. Fosfat fjárfesting: Fosfatbundnar fjárfestingar eru aðallega notaðar í tannsteypu fyrir málmblöndur sem ekki eru járn, ekki í þungum verkefnum.
(Þeir setja með efnafræðilegum viðbrögðum fosfötum, Á ekki við um stóra stálhluta.) Til iðnaðar nákvæmni steypu, Vatnsbindiefni stjórna.
Þannig, Kísilsól er ekki beint borið saman við fosfat í flestum steypusamhengi. - Silica Sol vs. Vatnsglas (Natríumsílíkat): Eins og fram kemur, Vatnsgler steypu (basískt fljótandi glerbindiefni) framleiðir grófari fleti og þarfnast vatnsbólgu.
Silica Sol steypu, Aftur á móti, Dewaxes í ofninum („Flash eldur“) og gefur mun sléttari áferð.
Vatnsglerskeljar eru ódýrari og fljótlegra að smíða, svo þeir henta stærri, minna mikilvægir hlutar.
Þumalfingursregla: notaðu kísilsól fyrir fínustu smáatriðin og þröngasta umburðarlyndi; notaðu vatnsgler þegar kostnaður er mikilvægur og rúmfræði er einfaldari.
(Til dæmis, Vatnsgler getur dugað fyrir stóra dæluhluta þar sem aðeins er þörf á hóflegri nákvæmni, en sami hluti í þynnri veggjum gæti krafist kísilsóls.) - Silica Sol vs. 3D-prentuð fjárfestingarmót: Nýlegar framfarir leyfa 3D prentun af vaxmynstri eða jafnvel heilum keramikmótum.
3D-prentuð mynstur (plastefni eða vaxlíkar fjölliður) útrýma þörfinni fyrir vaxdeyjur, draga verulega úr afgreiðslutíma og kostnaði við frumgerð.
Til dæmis, prentun túrbínublaðamynsturs getur tekið einn dag í staðinn fyrir 8 vikna vinnslu.
Beint prentuð keramikmót eða kjarna leyfa mjög fína eiginleika (0.2 mm veggir, innri rásir) og CT4 vikmörk.
Samt, 3D Prentunarbúnaður og efni eru dýr, Svo fyrir fjöldaframleiðslu er hefðbundið vax+skelarferli oft á einingakostnaði.
Blendingur aðferðir koma fram: Notaðu 3D-prentaðar kjarna eða mynstur með kísil-sol skel. - Ákvörðunarviðmið:Hvenær á að velja kísilsól: Notaðu það hvenær sem er flækjustig, Yfirborðsgæði eða efniseignir eru í fyrirrúmi.
Silica Sol er tilvalið fyrir litla til miðlungs hluta (Segðu 0,01–100 kg) með flóknum smáatriðum (þunnir hlutar, Djúp holrúm) og þar sem vikmörk eru CT5 - CT6 eða betri.
Hvenær á að velja val: Ef aðeins er þörf á hóflegri nákvæmni, vatnsgler eða aðrar aðferðir geta verið ódýrari.
Fyrir mjög stórt, Einföld steypu, sandur eða skel-mold (Fenólískt án baks) getur verið hagkvæmara.
Og fyrir skjótar frumgerðir eða öfgafullar kjarnar, 3D Prentun getur bætt við kísilsól skeljar.
Að lokum, valið jafnvægi Precision vs. Kostnaður/leiðartími: Kísil-leyndi steypu við háþróaðan enda litrófsins.
Niðurstaða
Kísil-sol glatað vax steypu er áfram a Strategic Workhorse Í nútíma framleiðslu hvenær sem ekki er hægt að skerða hlutagæði.
Með því að sameina árþúsundir gamlar meginreglur með nýjustu efnum (Nanoparticle kísilsólar, 3D vaxprentun, o.fl.), það skilar steypuþáttum sannarlega hárar tryggð.
Kísil-sol skeljar skila fínustu stjórn á yfirborði og rúmfræði í hvaða málmsteypuferli sem er, sem gerir kleift að ná nærri neti á málmblöndur, allt frá ryðfríu stáli til Superalloys og Títan.
Hlakka til, Ferlið er að verða enn klárara. Tölvuhermi (Mótfyllingar- og storknunarlíkön) er notað reglulega til að hámarka hliðarhönnun og skelþykkt.
Robotics og sjálfvirkar skeljarvélar flýta fyrir húðunarferlum. Háþróaður NDT (3D CT skönnun, sjálfvirk ljósmæling) tryggja enn frekar steypuheilleika.
Umbætur í umhverfinu (endurheimt bindiefnis, blautur skúring) er einnig verið að samþætta.
Í stuttu máli, kísil-sol fjárfestingarsteypa er í stakk búið til að nýta stafræna hönnun og framleiðslu nýjungar en halda kjarnakostum sínum: óviðjafnanleg nákvæmni.
Fyrir verkfræðinga og framleiðendur, kísil-sol steypa er þroskuð tækni sem er í þróun sem heldur áfram að skilgreina hvað er mögulegt í framleiðslu flókinna málmhluta.
Þetta er hið fullkomna val fyrir framleiðsluþarfir þínar ef þú þarft hágæða Kísilsól fjárfestingarsteypa Þjónusta.
