1. Кіріспе
Жоғалған балауыз құю (деп атады Инвестициялық құю немесе дәл кастинг) Жетілген металл, дәстүрлі түрде балауыздан жасалған құрбандыққа шалдығу әдісі - бұл снарядты қалыптастыру үшін тұрақты отқа төзімді қабаттармен қапталған.
Балауыз алынып тасталғаннан кейін (Дезавакс) Қабық жұмыстан шығарылады және балқытылған металл балауыз қалдырған қуысқа құйылады. Металл бекітілгеннен кейін, қабықтың түзетілгенін, аяқталған бөлігін ашу үшін.
Негізгі принцип ескі болса да, Заманауи инвестициялық құю Жетілдірілген қабық жүйелерін біріктіреді (Силика-Соль, Циркон жуады), Жақсартылған байланыстырғыштар, және сандық үлгі өндірісі (Стереолитография, Материалдық ағындар) Басқа процестермен қиын немесе мүмкін емес мүмкіндіктерді жеткізу.
2. Артықшылықтарды күшейтетін процестер
Негізгі жоғалған балауызды құю - Үлгі → Бір қабатты керамикалық қабықша → Dewax → Беру шығуы / Беру / От ату → Шығару → Шығу - бұл дүкендерде бірдей.
Заманауи инвестициялық құюды ерекшелейді және оның артықшылықтарын кеңейтеді Процесс нұсқалары және қорытпаларға сәйкес келетін материалдар / техниканың тіркесімдері, мөлшер, Төзімділік және экономика.
Төменде бағытталған, Негізгі нұсқаларды инженерлік деңгейдегі зерттеу, Неліктен олар маңызды, Олардың мүмкіндіктерін қалай өзгертеді, Әрқайсысын қашан қолдану керектігі туралы практикалық нұсқаулық.
Shell System нұсқалары: Силика-Соль, су әйнегі, және будандар
Силика-Соль (коллоидтық кремний) снарядтар
- Не: Коллоидты SiO₂ байланыстырғыш Отқа төзімді стукко.
- Неліктен ол артықшылықтарды күшейтеді: Жоғары бетті адалдық береді, Жақсы жылу соққыларына төзімділік, Желдетуге арналған жоғары өткізгіштігі, Вакуум немесе инертті атмосферамен керемет үйлесімділік және жоғары температуралы қорытпалар (Ni SuperAlloys, -Ден).
- Қашан пайдалану керек: Сыни аэроғарыш бөліктері, СуперАлларды, титан (Циркон / алюминиймен бірінші пальто), Медициналық импланттар.
- Әдеттегі қабық: 600-1000 ° C (Стукко қоспасы мен қорытпасына байланысты).
- Сауда-жарақ: Жоғары материал және өңдеу құны; иондық ластануға сезімтал (Коллоидтық тұрақтылық).
Су әйнегі (Натрий силикаты) снарядтар
- Не: Сілтілі силикат байланыстырғыш (арзанырақ, Ескі технология).
- Неліктен ол көмектеседі: Төменгі материалдық құн, Тот баспайтын және көміртекті болат құймаларына берік; Жеңіл өсімдіктерді өңдеу.
- Қашан пайдалану керек: Тот баспайтын немесе болат бөлшектері аз, Жүргізуші және ультра жұқа бетінің қабаты қажет болған үлкен құймалар қажет емес.
- Шектеулер: Реактивті / жоғары TEMP қорытпаларына арналған вакуумдық үйлесімділік және төменгі төзімділік; Беттің қабығы.
Гибридті қабықшалар (Кремний-Соль Ішкі пальто + Су стақанының сыртқы пальто)
- Не: Жұтылған күшке арналған арзан сулы қабаттармен беттік қабатқа арналған ұсақ кремний-сір жууды біріктіріңіз.
- Неліктен ол артықшылықтарды күшейтеді: Құны / өнімділік балансына қол жеткізеді - бұл өте маңызды, бұл өте маңызды, Қабықтың азаюы және жұмысы жақсарды.
- Қашан пайдалану керек: жақсы әрлеуді қажет ететін, бірақ шығындардан тұратын орташа мән бөлшектері.
Үлгі өндірісінің нұсқалары: балауыз, Басып шығарылған балауыз, және Кастейлік шайырлар
Кәдімгі балауыз үлгілері (Инъекцияланған балауыз)
- Неге: Бірліктің төмен құны, көлемі және керемет қабат.
- Ең жақсы: Көлемдер балауызды өлімге арналған құралдар мен бөлшектерді ақтайды және бөлшектер қайталанады.
3D-баспа баспана балауызы / Фотополимер үлгілері (Соса / Дл / Материалдық-ағартқыш)
- Неліктен ол артықшылықтарды күшейтеді: Прототиптер мен қысқа жүгіру үшін қатты құралдарды жояды, Ультра-кешенді ішкі геометрияға мүмкіндік береді, Жылдам итерация, және пациенттерге қатысты медициналық бөлімдер.
- Іс жүзінде: Заманауи шайырлар тұндыру үшін инженерленген және инъекция балауызына теңдестірілген бетті теңділікті береді; Бір дәрежеде үлгі құны жоғары, бірақ құрал-жабдық уақыты нөлге жақын.
- Қашан пайдалану керек: Прототиптер, Көлемі аз өндіріс, Ішкі өткелдер, Топология-оңтайландырылған компоненттер.
Үлгі легирлеу / Малды-материалдық өрнектер
- Не: Жолсыздандырылған немесе көп компоненттердің озуымен айналысады (Еритін өзектер) Өлшемді тұрақтылықты жақсарту немесе негізгі шығарып алуды жеңілдету.
- Жағдайды қолданыңыз: Дәлдік жұқа қабырғалар, Сақтау кезінде / өңдеу кезінде аз жылу бұрмалануын қажет ететін ұзын жұқа бөлімдер немесе өрнектер.
Негізгі технологияның нұсқалары: Еритін өзектер, керамикалық өзектер, Басылған өзектер
Еритін полимерлік ядро (Суда еритін немесе балауыз өзектері)
- Басымдық: Кешіктірілген ішкі үзінділерді жасау кейінірек еріген - арналар немесе ішкі гидравлика үшін өте қолайлы.
- Шектеу: Процесс қадамдары мен күрделілікті арттырады.
Керамикалық өзектер (қатты, байланыстырылған)
- Басымдық: Жоғары құю температурасындағы жоғары өлшемді тұрақтылық; SuperAlloy турбиналық өткелдер мен қатал қызмет компоненттері үшін қолданылады.
- Кілт нүктесі: Реакциялардан аулақ болу үшін негізгі материал мен қабық термохимиялық тұрғыдан үйлесімді болуы керек.
3D-басылған өзектер (Биндер-реактивті немесе сланы өзектер)
- Неліктен бұл артықшылықтарды күшейтеді: Ішкі геометриялар шығарады немесе дәстүрлі емес өзектермен қорғалмайды; Кешенді дизайнның қорғасын уақытын азайтыңыз.
Аяқталу / өртеу және атмосфералық нұсқалар
Бумен жұмыс + Бақыланатын жану (Тоттизациялау)
- Ерекше: Болаттар мен көптеген қорытпалар үшін стандарт; үнемді.
- Тәуекел: Реактивті металдарға арналған тотығу және көміртекті тарту.
Вакуум / инертті атмосфера өртенген & Вакуумды балқыту / құю
- Неліктен ол артықшылықтарды күшейтеді: Реактивті қорытпалар үшін қажет (титан) Тотығуды / суперқорытпалардағы тотығуды азайту үшін; Металл қабықшалық химиялық реакцияларды азайтады және тазалықты жақсартады.
- Қашан анықтау керек: титан, Жоғары легірленген никель бөлшектері, және вакуумды компоненттер.
Қысымға көмектесті / AutoClave Dewax
- Пайда келтіру: Күрделі өзектер мен жұқа ерекшеліктер үшін балауызды толығымен алып тастау; Күйіп қалу кезінде қалдық балауыз бен газ эволюциясын азайтады.
Қабық & Термиялық профильдеу нұсқалары
Төмен температуралы өрт сөндіру vs жоғары температуралы
- Неліктен маңызды: Температураның жоғары температурасы қабықты қалайды, жұмсартатын температураны жоғарылатады және жоғары температуралық құйылатын жылу соққыларын жақсартады, Бірақ энергия мен уақытты арттырады.
- Типтік таңдау: 600-1000 ° C силика-сол қабықшаларға арналған; толқынға байланысты тігінші TEMP-ге және рұқсат етілгенге дейін құйылады.
Бақыланатын пандус / Dwell стратегиялары
- Пайда келтіру: Қабықтың крекингтерін азайту, Органиктерді толығымен алып тастаңыз, Shell өткізгіштігін басқарыңыз. Жіңішке қабықтар мен үлкен күрделі бөліктер үшін сыни.
3. Геометриялық & Жоғалған балауыз құюдың жобалық артықшылықтары
Кілт нүктесі: Инвестициялық құю пішіндер мен мүмкіндіктерге мүмкіндік береді, өңдеу, Кастинг немесе құм төніп тұрған.
- Күрделі сыртқы геометрия: терең асты сызбалар, Жұқа шыртар, Ішкі қуыстар, және интегралдық бастықтар / қабырғаларды бір бөлікке тастауға болады.
- Ішкі тармақтар & Ішкі белгілердің конформды: еритін өзектермен, Қабыршақ-өзек технологиясы немесе басылған қашқын өзектер, Күрделі ішкі арналар (салқындату, майлау, Салмақты азайту) мүмкін.
- Бөлшектер мен шектеулерден еркіндік: Жіберу бұрыштары әлі күнге дейін анықтауға көмектеседі, Жақсы мүмкіндіктерді минималды жобамен бірге көптеген басқа әдістермен салыстырғанда шығаруға болады.
- Жіңішке бөлімдер: Қорытпа мен қабық жүйесіне байланысты, Қабырғалы қалыңдығы ~ 0,5-1,0 мм-ге дейін кішкентай дәлдікке қол жеткізуге болады; Типтік инженерлік тәжірибе сенімді орындау үшін 1-3 мм қолданады.
Дизайнның әсері: басқаша бірнеше компоненттерді жинауды қажет ететін бөліктер көбінесе бірыңғай инвестициялық құю үшін шоғырландырылуы мүмкін, Ассамблеяның өзіндік құны мен ықтимал ағып кету жолдарын азайту.
4. Өлшемді дәлдік & Беттік-қабат артықшылықтары
Жоғалған балауыз құю үшін таңдалады Ол екінші жұмыссыз жеткізеді Қорытпалар үшін ол мүмкіндік береді.
Ең таза өлшенетін артықшылықтар Тығыз өлшемді басқару жіне Тамаша бетті аяқтау.
Типтік көрсеткіштер
Бұл практикалық, Дүкен деңгейі ауқымы. Нақты мүмкіндік бөлік өлшеміне байланысты, қорытпа, Shell жүйесі (СУЛАРЛЫҚ СУЛЬДІС), Үлестік және құю өндірісі.
Өлшемді төзімділік (ерекше, ас-шоу):
- ± 0,1-0,3% номиналды өлшемнің Нақты инвестициялық құюлар үшін (Типтік инженерлік мақсат).
- Мысал: үшін 100 мм номиналды ерекшелігі, күту ± 0,1-0,3 мм ас-шоу.
- Кішігірім ерекшеліктер / Зергерлік бұйымдар / Дәлдік бөлшектер: Төзімділігі төмен ± 0.02-0.05 мм ұсақ өрнектермен және кремний-батпақтармен мүмкін.
- Ірі ерекшеліктер (>300 мм): Абсолютті төзімділік термиялық жаппай-бұқаралық, оның жоғарғы ұшын күтуге байланысты демалады % Ауқым немесе үлкен жәрдемақы.
Қайталану / Іске қосу-іске қосу:
- Жақсы бақыланатын құзыреттер ұстай алады ± 0.05-0.15% Үлгі кезінде өте маңызды мәліметтер бойынша қайталану, Қабық және пешті басқару қатаң.
Сызықтық шөгінділер (Әдеттегі жәрдемақы):
- Шамдар. 1.2-1,8% Сызықтық шөгінділер көбінесе болаттар мен Ni-базалық қорытпалар үшін қолданылады; Құндылықтар қорытпалар мен үлгіні материалға байланысты - құю құралдары жууға арналған суды дәл жояды.
Беттің кедір-бұдырлығы (ac-ra ra):
- Кремний-сол снарядтар (Жұқа жуу):≈ 0,6-1,6 мкм Ra (ең жақсы практикалық).
- Силика-Соль Типтік инженерия:≈ 1.6-3.2 мкм Ра Жалпы инженерлік снарядтар үшін.
- Сулы қабықтар / Коарссер Стукко:≈ 2.5-8 мкм Ра.
- Жылтыратылған балауыз өледі + Жақсы стукко + Мұқият атыс: Микроньмен әрлеуді зергерлік және оптикалық бөліктерге алуға болады.
Форма & позициялық төзімділіктер (ас-шоу):
- Сыни белгілердің әдеттегі позициялыққа төзімділік (тесіктер, бастықтар) па ± 0,2-0,5 мм Егер өңдеу үшін көрсетілмесе.
Неліктен жоғалған балауызды кастингтер осы сандарға қол жеткізеді
- Дәлдіктің дәлдігі: Инъекцияға арналған балауыз немесе заманауи асыл құйылған шайырлар Құралдарды беттің төмен бұзылуымен көбейтеді.
- Жұқа жуу пальто: бірінші қабатты отқа төзімді (Өте жұқа бөлшектер, көбінесе циркон немесе суб-10 мкм, кремний-Sol) Беттік құрылымды жазып, микро-функцияларды толтырады.
- Орық, Бірыңғай қабықпен байланыс: Қабық пен үлгі арасындағы байланыс (Қабыршақтың қаттылығы) DEWAX / күйдіру кезінде бұрмалануды азайтады және құйыңыз.
- Бақыланатын жылу массасы: Қабықтар құм қалыптарына жұқа болып келеді, сондықтан бетіне жылу градиенттері кішірек, Жақсы «салқын» қабатты және аз мүмкіндіктерді аз бұрмалау.
- Төмен өрнекті басқару: Заманауи балауыз формулалары және мен шайырлар қабықтың алдында үгінділерді және кішірейтуді азайтады.
5. Материал & Жоғалған балауыз құюдың металлургиялық артықшылықтары
Жоғалған балауыз құю, бақыланатын металлургиялық нәтижелері бар қорытпалардың кең спектрін қолдайды:
- Бұзаманың үйлесімділігі: Тот баспайтын болаттар, Құрал болаттар, Nickel-Base SuperAlloys (Жұқпалы, Рене), Кобальт қорытпалары, титан (Тиісті жабындармен және вакуум / инертті балқытумен), мыс қорытпалар, және арнайы тот баспайтын / дуплексті қорытпалар.
- Бақыланатын қаттылық & Тазартылған микроқұрылым: Жіңішке қабық қабырғалары және отқа төзімді жанасса, бетіне жылу градиенттерін азайтыңыз және бетіне жақсы динритикалық құрылымдар шығаруға көмектеседі (Ірі тері) Алдын-ала ішкі микроқұрылым.
- Тазартқыш металлургия: Заманауи қабықпен және балқытылған тәжірибемен инвестициялық құю қосылыстарға кіруді азайтады. Құмның құюы; Кремний-сол снарядтар, атап айтқанда керамикалық қосындыларды азайтады.
- Вакуум / инертті үйлесімділік құйыңыз: Титан сияқты реактивті қорытпалар үшін және кейбір SuperAllys, Тотығу және қосындыларды азайту.
- Жергілікті жылумен қамтамасыз ету үйлесімділігі: Желілік пішінге жақын пішінді бөлшектерді өңдеуге немесе қажет болған кезде бір кеуекті және біртектес құрылымды жабыңыз.
Нәтиже: Жоғары механикалық өнімділігі бар бөліктер, Болжалды шаршау (Кеуапеллинг қашан басқарылады), және дұрыс коррозияға төзімділік.
6. Желіге жақын пішінді және өңдеу / өңдеу үнемдеу (Экономикалық артықшылығы)
Себебі жоғалған балауыз құю соңғы геометрияны мұқият шығарады, Бұл көбінесе екінші реттік өңдеуді азайтады:
- Желіге жақын: Аймақтық акциялар, көбінесе өңдеу уақытын азайтады, Құралдар киімі және сынықтар материалы.
- Аймақтық азаю: Күрделілікке байланысты, өңдеу жұмыстарын үлкен фракциямен азайтуға болады; Көптеген компоненттер үшін инвестициялық кастингтер өңдеу сағаттарын кесіп тастай алады 50% немесе толық өңделген бөліктен көп (корпус).
- Материалды сақтау: Аз ғана жол берілмейді, Материалдар мен қалдықтарды азайту (Әсіресе, интенсивті қорытпалар үшін, мысалы, интенсивті және титан сияқты маңызды).
- Меншіктің жалпы құны: Кешенді пішіндердің орташа мөлшері үшін, Инвестициялық құю көбінесе ең төменгі жалпы құнын ұсынады (Құралдар + бір бөлігі + Өңдеуден кейінгі).
Экономикалық ескерту: үзіліс - тіпті vs. Кастинг немесе соғу көлеміне байланысты, қорытпа, Күрделілік пен толеранттылық.
Инвестициялық құю әдетте ең тартымды: Күрделі геометрия, Өндіріс көлемінің ортасында, Жоғары құнды қорытпалар, Немесе желілік пішінді пішінді арзанырақ өңдеуді үнемдейді.
7. Кішкентай партия, Жылдам итерация & Құралдар икемділігі (Қорғасын уақытының артықшылықтары)
- Төмен дыбыс деңгейі: Құралдар (балауыз өледі, 3D Басып шығарылған үлгілер) өлімге арналған ауыр құралдардан гөрі арзан және тезірек - прототиптер мен кішкентай жүгірулер үшін тартымды.
- Мен үлгіні интеграциялау: 3D-басылған таратылатын вакс / шайырлардың үлгілері қымбат қорлау қажеттілігін алып тастаңыз, Жылдам итерация және бір реттік өндірісті қосу.
- Массатқа шығарылатын өндіріс: Дәл осындай жұмыс процесі мыңдаған бөліктер арқылы бірыңғай прототиптерге қызмет етеді, Жай ғана үлгіні өндірісінің өткізу қабілеттілігін өзгерту арқылы.
- NPI уақытын қысқартады: Дизайнерлер итерацияға және өндірістік бөлшектердің металлургиялық бірлескен өкілі болып табылатын геометрияны тез және сынақтан өткізе алады (Көптеген жылдам прототиптік пластикадан айырмашылығы).
Сұмдық: Күрделі бөлшектер үшін қысқа уақытқа дейін, қымбат өлімсіз, аз көлемді өндіріске дейін.
8. Өтініш артықшылықтары - жоғалған балауыз жарқыраған жерде
Жоғалған балауыз құюдың артықшылықтары, әсіресе бұл өрістерде қолданылады:
- Аэроғарыш & газ турбиналары: жүздер, доллар, күрделі корпус - суперқорытпалар мен дәлдік бетінің әрлеуі қажет.
- Медициналық импланттар & аспаптар: Титандық және хирургиялық тот баспайтын бөліктер.
- Майлау & газ / мұнай-химия: Коррозияға төзімді клапан органдар, қоздары, күрделі фитингтер.
- Дәлдік сорғылар, турбомака & гидравлика: Қатаң төзімділіктер және күрделі ағындар.
- Зергерлік заттар & Сәндік жабдық: Ең жақсы беті және нақтылығы.
- Өнер & скульптура: Беттің жоғары дәлдіктері бар жеке бір реттік.
9. Қоршаған ортаныше & Тұрақтылық артықшылықтары
Инвестициялық құю кейбір баламаларға қатысты экологиялық жағынан қолайлы болуы мүмкін:
- Материалдық тиімділік: Желіге жақын пішіні жоғары металдармен сынықтар мен қалдықтарды азайтады.
- Қайта өңдеу: Балауыз және отқа төзімді қалдықтарды басқаруға / қайта өңдеуге болады; Металл сілкелер мен рейстер қайта өңделеді.
- Кішкентай / орташа жүгіруге арналған қуат ізі: аз мөлшерде үгіт-насихатсыз немесе аз мөлшерде өндіріске жол бермейді.
- Азайтылған құрастыру мүмкіндігі & Әдеттегі өмірлік цикл: Бір кесек құймалар көп бөліктен тұратын жиналыстарды ауыстырады, бекіткіштерді төмендету, тығыздағыштар және байланысты техникалық қызмет көрсету.
10. Шектеулер & Инвестициялық кастинг болған кезде жақсы болмауы мүмкін
Теңгерімді болу: Инвестициялық құю панацея емес.
- Қарапайым бөліктердің жоғары көлемі: Кастинг немесе штамптау үлкен көлемде бір бөлігіне арзан болуы мүмкін.
- Өте үлкен бөліктер: Құмның құйылуы немесе қабығын қалыптау әлдеқайда үнемді болуы мүмкін.
- Өте жұқа парақ тәрізді бөліктер: штамптау немесе парақ қалыптастыру жақсырақ.
- Абсолютті бірліктің ең аз шығыны қашан жүргізуші болып табылады және тығыз төзімділік / бетті аяқтау қажет емес, қарапайым процестер жеңіске жетуі мүмкін.
11. Қорытынды
Жоғалған балауыз (салым) Кастинг ерекше комбинацияны жеткізеді Дизайн бостандығы, дәлдік, Материалдық және желілік формадағы экономика.
Бұл кешенді геометрия кезінде таңдау әдісі, Жоғары құнды қорытпалар, Жақсы бетті аяқтау және тығыз төзімділіктер.
Қазіргі заманғы жақсартулар - коллоидтық кремний снарядтары, Вакуумды құю, Қоспамен қаптау - процесті одан да көп талап етілетін қосымшаларға дейін кеңейтті.
Тиісті процесті басқару және құю үшін дизайнды қолданған кезде, Инвестициялық құю сенімді қамтамасыз етеді, Жиі, көбінесе жүйенің құны мен өнімділігіндегі баламалардан асатын жоғары деңгейлі бөліктер.
ЖҚС
Инвестициялық құюмен ерекшеленуі мүмкін?
Суб-миллиметрге дейін жақсы мүмкіндіктер бар; Практикалық минимумдар қорытпаға байланысты, Қабық жүйесі және үлгідегі материал.
Кішкентай зергерлік бұйымдар / дәлдіктер үшін <0.5 ММ қолданылады; Инженерлік бөліктер үшін, Дизайнерлер, әдетте, сақтау үшін ≥1 мм құрайды.
Мен қандай беттің қабығын күте аламын?
Әдеттегідей әдеттегідей ~ 0,6-3,2 мкм Жуу мен қабықтың қабатына байланысты; Кремний-Соль ең жақсы әрлеуді береді. Қорытынды жылтырату немесе өңдеу бұдан әрі жақсарта алады.
Бұл титан және никель суперқорытпаларына қолайлы инвестициялық құю?
Иә. Кремний-сол және тиісті тосқауыл жууды қолданыңыз (Циркон) Вакуум / инертте металл қабықша реакциясын және тотығуды болдырмау үшін титан мен суперальдойларға ериді.
Мен жамбас деп қашан қарауым керек?
Шаршау-сыни қосымшалар үшін немесе кеуектің қашан жойылуы керек, Сан (Ыстық изостатикалық басу) Кастингтен кейін ішкі қуыстарды жауып, механикалық қасиеттерін жақсартудың стандартты шешімі.
Инвестициялық құю қымбат?
Бір бөліктен тұратын қабықтың құны мен жұмысы құмды құюға қарағанда жоғары болуы мүмкін, бірақ Жалпы құны (өңдеуді қоса, Құрастыру және сынықтар) жиі күрделі, орташа көлемді немесе жоғары құнды бөліктер.
