Кіріспе
Жоғалған балауыз Инвестициялық құю әлемдегі ең көне дәл металды қалыптастыру процестерінің бірі, Шыныдан жасалған шығу тегі ~ 5000 жыл.
Бұл әдіспен, егжей-тегжейлі балауыз үлгісі (Көбінесе ежелгі уақытта) жұқа отқа төзімді материалдың қабаттарымен қоршалған; Балауыз ерігеннен кейін («Жоғалған»), Балқытылған металл пайда болған керамикалық қалыпқа толтырады.
Қазіргі салт-дәстүр бойынша заманауи инвестициялық құю құрылады, озық балауыздарды пайдалану, қол жеткізу үшін отқа төзімді және қорытпалар Жоғары дәлдік және күрделі пішіндер.
Сыни инновациялар дамуда болды коллоидтық-кремний (Silica Sol) байланыстырғыштар Керамикалық қабық үшін.
Коллоидтық кремний, сулы наноскалалық SiO₂ дисперсиясы, Қуатты тудыратын тұрақты жоғары температуралы байланыстарды құрайды, Жоғары берік қабықшалар.
1980 жылдардан бастап, Silica Sol дәлдікті дәлдікпен таңдауға айналды, Жанғыш этил силикат жүйелерін ауыстыру.
СУЛИКА-SOL снарядтарын судың сөндіруден гөрі, жарқылмен шығаруға болады, және шыдам ~ 2000 ° C күйдіру кезінде.
Бұл қасиеттердің өнімділігі Ерекшеліктердің ерекше қабаты, Қатаң төзімділіктер, және егжей-тегжейлі, Кремний-Соль құю.
Silica Sol инвестициялық құю дегеніміз не
Кремний-Соль инвестициялық құю - бұл керамикалық қалыптардың толығымен а-дан алынған жоғалған балауыз құюының нұсқасы Силика-Sol Білеулер және жұқа отқа төзімді ұнтақтар (көбінесе циркон ұнын немесе алюминий).
Іс жүзінде, Балауыз үлгілері инъекцияланады және «ағашқа жиналады,«Содан кейін кремний-сол коллоидпен бірнеше рет жабылған және керамикалық қабық салу үшін отқа төзімді ұнмен қапталған.
Қабық қажет болған кезде, қажетті қалыңдығы, Ассамблея кептіріліп, түсіп кетті (көбінесе бу авто-плитада немесе пеште), Шұңқырлы қалыптан кету.
Содан кейін қалып, содан кейін жоғары температурада (>1000 ° °), және балқытылған металл құйылады. Салқындағаннан кейін, Керамикалық қабықшаны дәлдік бөлшектерін ашу үшін сынған.
Басқа инвестициялық әдістерге қарағанда, Кремний СОЛТТЕРІ Сілтілі немесе органикалық байланыстырғыштардан гөрі су негізіндегі коллоидтық кремнийді қолданыңыз.
Бұл ультра жұқа отқа төзімді пальтоға мүмкіндік береді (Бөлшектердің өлшемдері ~ 10-20 мкм) және іс жүзінде тегіс қабықтар.
Силика-Сольдік процестер қазір талап етілетін қосымшалар үшін салалық стандарт болып табылады Жоғары өлшемді дәлдік және беттік сапасы, турбиналық пышақтардан хирургиялық импланттарға дейін.
Silica Sol байланыстырушы химия & Материалдар
Кәдімгі кремний-Sol байланыстырушы Сулы коллоидтық кремний тұжырым (Судағы SiO₂ нанобөлшектері), Көбінесе ~ 30-40 Вт% қатты заттар.
Кремний бөлшектері диаметрі шамамен 10-50 нм және беттік зарядтар (r ph Алкали тұрақтанған).
Коммерциялық байланыстырғыштар одан әрі өнімділікті оңтайландыруға арналған қоспалармен өзгертіледі.
Мысалы, Натрий гидроксиді немесе натрий силикаты рН-ны тұрақтылық үшін реттеуі мүмкін, Аллегендер немесе алюминий тұздары қосымша геллингтік бақылауды ұсынады.
Полимерлі қоспалар (мысалы, ПВА, латекс, немесе велан) қосуға болады (~ 0-3%) Ылғал берікті жақсарту үшін, Биндер гелының қаттылығы, және қабықтың икемділігі.
Бұл компоненттер кремний бөлшектерін тоқтата тұруға көмектеседі, дәйекті параметрлерді қамтамасыз ету, Кептіру кезінде крекингтің алдын алыңыз.
Өнімділік атрибуттары кремний-сол байланыстырғыштарға жатады:
- Жоғары байланыс күші: Кептіру / калькинг туралы, Коллоидты кремний жалған дақтарды мықтап байланыстыратын қатаң sio₂ әйнек матрицасын құрайды. Бұл жоғары механикалық беріктігі бар снарядтар шығарады (екеуі де жасыл да, жұмыстан шығарылды).
- Жылу тұрақтылығы: Аморфты кремний деформацияны жұмсарту нүктесіне дейін қарсы алады (~ 1200 ° C) және тіпті жоғары температурада қарапайым, Құю кезінде қабықтың пішінін сақтауға көмектесу.
- Гелияны бақылау: Химия төселу кезінде сұйықтықтың сұйықтықты ұстап тұруы үшін реттелген, бірақ кептіру кезінде гельдер біркелкі. Аз мөлшерде латекс немесе модификацияланған крахмал сияқты қоспалар гельді баяулатады немесе икемділікті арттыра алады.
- Таза күйу: Бекіткіш су негізіндегі, Жанғыш органиктер жоқ. Аяқталу немесе күйдіру кезінде, Оксикалық түтін шығарылмайды (Алкогольге негізделген байланыстырғыштардан айырмашылығы.
Жайында үйлесімділік, Үлгілер үшін қолданылатын балауыз қорытпалары (әдетте парафиннің күрделі қоспалары, Микрокристалды балауыз, пластмассалар) Қабыққа зиян тигізетін көші-қон қоспалары болмауы керек.
Балауыз формуляторлары қалыптан шығару агенттерінің кремний байланыстыруына кедергі жасамауын қамтамасыз етеді.
Мамандандырылған істер үшін (e.g. Жоғары реактивті қорытпалар), Кремний снарядтарынан аулақ болуға болады, Бірақ көптеген болаттар мен қорытпалар үшін, Ластану мәселесі жоқ.
Отқа төзімді қоспалар:
Кремний ұнынан басқа (кварц) шламда, инертті толтырғыштар сияқты Цирконий силикаты (Циркон) ұн жіне көрсеткен айып ортақ.
Zircon ұн (Әдетте 200-350 меш zrsio₄) Тамаша отқа төзімді тұрақтылықты қамтамасыз етеді және кремний байланыстырғыштың жылу кеңеюіне сәйкес келеді.
Оның тығыздығы, Жұқа бөлшектер қабықты жинап, жылумен қамтамасыз етеді, және олар «дымқыл» ұсақ бөлшектерге тұнбаларсыз көмектеседі.
Көрсеткен айып (кестелік аль₂о₃, ~ 50-325 тор) Қабықтың беріктігін одан әрі арттыру үшін қосылып, соққыға қарсы тұрақтылық.
Мысалы, кестелік алюминий - реактивті емес, Керемет және кеуектілікті төмендететін жоғары тығыздықты қоспалар.
Кейбір процестер тіпті кремний карбид дәндерін қалыпқа айналдыру үшін қолданады. Сома, Silica Sol Chemistry ұзаққа созылатын инженерлер, Бөліктің техникалық талаптарына сәйкес келетін ұсақ қабығы.
Процесс ағыны & Техникалық параметрлер
1. Балауыз үлгісінің өндірісі:
Металл өлуі бөліктің балауыздық балауыздарының көшірмелері үшін қолданылады (немесе 3D-басып шығарылған шайырдың үлгілері алмастыра алады).
Күрделі бөлшектер бірлескен бірнеше балауыз сегменттерін қолдана алады. Үлгілер өте таза және өлшемді дәл сақталады.
2. Жиналыс & Сүйинг:
Балауыз үлгілері қақпалары бар ағашқа жиналады, Жүгірушілер және құймалы кубок. Gating орналасуы металды бірыңғай ағынға және турбуленттілікті азайтуға арналған.
Бірнеше бөлік (жиі <0.1-50 кг әрқайсысы) бір ағашқа құйылады.
3. Қабық жабыны (ЖҮРГІЗУ ЖӘНЕ СТУККО):
Балауыз ағашы кремний-күміспен қапталған, сондықтан бүкіл беті суланғандай етіп. Содан кейін ол шаңды («Қабыршақ») ұсақ цирконмен және / немесе кремний ұнымен (Әдетте 200-325 тор).
Тұқымдық бет бетінің бөлшектерін және ұнның енін байлады. Бұл процесс қайталанады: Кептіруден кейін, Қосымша пальто байланыстырғыш және отқа төзімді заттар қолданылады.
Әдеттегі кезектілік - бұл бір «бет пальто» (Ультрафинді шлам + Жақсы стукко) одан кейін 4-8 «артқы пальто» астық.
Әр пальтоға гельге рұқсат етіледі, содан кейін келесі батырмадан бұрын ішінара құрғатады. Кейбір дүкендерде, Пештер немесе бақыланатын ылғалданған бөлмелер қабаттар арасында кептіруді тездетеді.
Қабаттар саны бөлік мөлшеріне байланысты, металл құйылды, Қажетті қабықтың қалыңдығы.
Аяқталған қабық әдетте 10-20 мкм дәнінен жасалған беті бар (Өте тегіс қабат үшін) 5-10 мм тапсырыс бойынша қалыңдығы бар.
4. Кептіру:
Қорытынды пальтодан кейін, Қабық мұқият кептіріледі (Кейде түні ~ 60-120 ° C) Барлық судың алынып тасталуын қамтамасыз ету.
Дұрыс кептіру өте маңызды: Бұл кремнийге гельге біркелкі және дуаакс кезінде бу жарылысын болдырмауға мүмкіндік береді. Толық кептірілген қабықтар алдағы Dewax қадамының жылу кернеулерін өңдейді.
5. Дезавакс:
Қабыршақтар жиналысы Dewaxing камерасына беріледі. Силика-Соль процестерінде, Бұл көбінесе а Бу автоклавы немесе ыстық ауа пеш (200-300 ° C).
Балауыз сұйылтылған және / немесе буланған және қалыптан шығарылған. Себебі керамика алдын-ала жылытылған, Барлық балауыз тез жойылады.
Автоклавтың азаюы үлкен немесе күрделі ағаштарға арналған, Қысымдағы бу сияқты ұңғыларды терең ядро мен жұқа бөлімдерден шығаруға болады.
(Ескерту: Кейбір басқа процестер қайнаған суға батыруды қолданады («Су ыдысы»), Бірақ бұл әдетте қатаң кремний қабығымен пайдаланылмайды).
6. Атыс / алдын ала қыздыру:
Балауыз жоғалды, Қабыршақтар, қалған байланыстырғыш және силиканы күйдіретін жоғары температуралық өрт сөндіргіш.
Бұл әдетте газбен жұмыс істейтін пештерде немесе электр пештерінде жасалады, ~ 800-1100 ° C дейін бірнеше сағатқа дейін. Алдын ала қыздыру қабықты күшейтеді және органикалық қалдықтарды жояды.
Дұрыс атыс ылғал мен карбонатты кетіреді, қатты қалдыру, таза керамикалық қалып. Бұл қадам екі фазаға бөлінуі мүмкін (e.g. 300 ° ° аралау, Содан кейін финалда 1000 ° °).
7. Құю:
Құю алдында, Қабық температураға дейін тәрбиеленеді (Көбінесе 200-600 ° C) Терезенің қыздырғыштарында өлшемді тұрақтылықты қамтамасыз ету үшін.
Ерітілген металл (болат, Суперкой, т.б.) крест немесе индукциялық пештерде дайындалған және оның сұйықтығының үстінен қатты қызған.
Сындарлы қорытпалар үшін (ni-негізделген, титан), вакуумды балқыту немесе инертті газ науалары инклюзияны азайту үшін қолданылады.
Содан кейін металл ыстық қалыпқа құйылады (ауырлық және вакуумдық көмек бойынша) Бақыланатын мөлшерлеме бойынша.
Ыстық қабық тікелей қатайтуға көмектеседі, Нақтылауды жақсарту. Габаритті емес рөлдер / жүгірушілер («Көңілдер») кастингті кішірейтеді.
Әдеттегі төгілім температура болаттар үшін 1450-1600 ° C немесе Ni-қорытпалар үшін 1500-1700 ° C-қа дейін болуы мүмкін. Құю кезінде, Қабырғаға жақын желдету кез-келген күйіп кететін газдардан немесе балауызды қауіпсізден құтылуға мүмкіндік береді.
8. Салқындату және шайқау:
Қалыпты толтырғаннан кейін, Металлды қатайтуға және салқынуға рұқсат етіледі (жиі он бірнеше минутта сағаттан асады, Массаға байланысты).
Инвестициялық құймалар әдетте жұқа бөлімдер арқылы тез салқындатылады. Бір рет қатты, керамикалық көгеру жойылады (дірілделген немесе нокаут).
Керамиканы кетіру үшін үлкен ағаштар жиі жарылды, және қақпалардан аралау арқылы бөлінген құйма, кесектер немесе чипс. Бекітілген қақпа ұрықтары мүмкіндігінше кастингке жақын.
9. Тазалау және әрлеу:
Содан кейін өрескел жасалған бөлшектер тазартылады және тексеріледі. Тегістеу немесе өңдеу Қалған қақпаның қалдықтары мен кез-келген бетін жояды.
Соңғы өлшемді өңдеу, Жылтырату немесе жабын қажет болған жағдайда жасалады. Қажет болса, Жылу емдеу (e.g. Шешім, Жас-жағарған) соңғы механикалық қасиеттерді дамыту үшін осы кезеңде қолданылады.
Ағынның ішінде, сақ Процесті басқару маңызды. Мысалы, Тұқым тұтастығы, Стукконың берілу бағасы, Кептіру қисықтары, және профильдер консистенцияны сақтау үшін бақыланады.
Жеткізу дизайны мен құю параметрлері оңтайландырылған (Көбінесе модельдеу арқылы) Керектігін кішірейту және толықтай төсеу үшін.
Нәтиже - бұл кешенді балауыздардың үлгілерін металл бөліктеріне айналдыруға қабілетті құю процесі.
Металлургиялық әсер & Механикалық қасиеттері
Силикав-Соль құюдың сенімді керамикалық қабығы айтылып отырады Жылу градиенттері Реттеу кезінде.
Ыстық қабықшасы бар интерфейс тез қызады, сондықтан металл қабырғаға жақын металл алдымен салқындап, ұсақ түйіршікті құрайды, Көбінесе бағанның ішкі құрылымы ішке қарай өседі.
Бұл бағытты қатайту астық құрылымын қажет етеді (e.g. Орнатылған ядро және баған жиектері) бұл күш-қуатты жақсартады.
Жалпы алғанда, Инвестициялық құюзандарда жалған немесе жазылған баламалармен салыстыруға болатын микроқұрылымдар бар, Толығырақ ақпарат пен салқындату жылдамдығына байланысты.
Типтік механикалық қасиеттер - бұл қорытпалар, Бірақ инвестициялық құймалар көбінесе қол жеткізеді созылу мықты жақтары бірнеше жүзге дейін мыңға дейін.
Мысалы, Тот баспайтын болаттар (AISI 316L / CF8M сияқты) Толығымен созылу мықты, 20-40% ұзартылған 500-700 МПа, Жауын-шашынның беріктендіру болаттары немесе Ni-superallys жылумен емдеуден кейін 900-1200 МПа-дан асуы мүмкін.
Қиындық сияқты, сол сияқты қорытпалар нормаларын ұстанады (e.g. ~ HRC 15-30-да болаттар үшін).
Нақты шойын алюминий немесе мыс қорытпалары atm (e.g. Al инвестициялық құймалар ~ 300 MPA UTS) Егер астық мөлшері бақыланса, шаршаудың жақсы өнімділігі бар.
Кремний-Соль құюдың негізгі артықшылығы оның әсері адалдық. Өйткені снарядтар жоғары температурада жұмыстан шығарылып, жағу арқылы түсіп кетеді, Ылғалдың кіруі (және кеуектің нәтижесінде) азайтылған.
Вакуумды балқыту сияқты технологиялық пәндер, Керамикалық көбік сүзгілері, Тығыз құю басқару элементтері қосындыларды және тері тесігін азайтады.
Іс жүзінде, Білікті инвестициялық құйма көбінесе өте төмен қарқынды көрсетеді (<0.5%) Дұрыс болған кезде.
Бұзбайтын сынақтар (NDT) мысалы, рентген немесе ультрадыбыстық тексеру, ішкі дыбысты тексеру үшін қолданылады. Егер қандай да бір шөгінділер немесе кеуекті болса, Ол әдетте сыни жұқа учаскелерден гөрі оқшауланған ризашылық орындарында.
Шыны микросфералық қосындылар кальций-сол снарядтарда маңызды емес, Кейбір сулы стақан процестерінен айырмашылығы.
Жалпы, Кремний-Соль инвестициялық қалыптардағы бөлшектер қол жеткізеді Механикалық қойылым бір-бірімен бірге немесе дәл сол қорытпаның көмегімен, әсіресе жылу өңделген кезде.
Созық, Өткізіп жібер, және әсер ету құндылықтары, әдетте, әр легион үшін тиісті стандарттарға сәйкес келеді. (Мысалы, Инвестициялық-құйма 17-4 РН болат қартаюдан кейін 1300-1500 МПа-шайға жетуі мүмкін, оқытылған ұқсас.)
Қысқаша, Керемет қабықтың бақылау және ерусіздігімен еріткіш шарттары өте берік күштері бар, Ықтимал және қатаңдық.
Өлшемді дәлдік & Беттің сапасы
Силика-Соль инвестициялық құю танымал Қатаң төзімділіктер және жұқа әрлеу. Әдеттегідей Сызықтық төзімділік ИСО-да 8062 CT5-CT6 ауқымы.
Мысалы, Құю құюы үлкен өлшемдерді айтады (~ 300 мм дейін) ± 0,1 мм дейін ұсталады (CT5).
Тәуелсіз деректер сулы құймалар CT7-CT8-де жұмыс істейтінін растайды, ал кремний-Sol кастиндері CT5-CT6-ға сәйкес келеді.
Тәжірибелік тұрғыдан, Бұл кремний-ертегі ең маңызды өлшемдерді миллиметрдің бірнеше оннан бір бөлігінде өңдеусіз сенуге болады.
Көптеген компаниялар востанцияларды уақтылы келтіреді <0.2 инвестициялық құйма бөлшектері үшін мм, және жоғары дәлдікте, CP / CPK көрсеткіштері >1.33 жиі негізгі өлшемдерге бағытталған.
Беттің кедір-бұдырлығы өте жақсы. AS-Chast RA әдетте 3-6 мкм тапсырыс бойынша (125-250 микроинч), ұнтақталған қабатты қай қарсыластар.
Тәжірибелі дүкендер 60-200 мкл (1.5-5.1 мкм) Көптеген аудандарда. Стукко қоспаларымен (төмен 325 торлы циркон) және баяу батыру, 0,4-1,6 мкм-ге дейін тегіс беттерге қол жеткізуге болады.
Айна сапасы жиі таңдалады (немесе едәуір азаяды) Кастингтен кейінгі өңдеу немесе жылтырату қажеттілігі.
Геометриялық дизайн ережелері салыстырғанда босаңсыған, айту, Құмның құюы. Жіңішке керамикалық қабырғалар және төмен бұрмалану өте жұқа бөлімдер мен өткір бұрыштарға мүмкіндік береді.
Қабырғаның минималды қалыңдығы көптеген металдар үшін 1-3 мм тапсырыс бойынша (ерекше жағдайларда 0,5 мм-ге дейін).
Минималды бұрыштық радио ~ 1 мм немесе одан көп артық, минималды құрал-саймандар (Тіпті өткір бұрыштар) Қабықтың осындай ерекшеліктерден жарылғанына дейін құюға болады.
Дизайн нұсқаулары ұсынады Ірі филе және радио стресстің концентрациясын және көмек қабығының тұтастығын азайтуға болады.
Құмдық қалыптардан айырмашылығы, Жобаның бұрыштары, әдетте, қажет емес; ақиқатында, Дизайн ережелері көбінесе мүмкіндік береді нөл немесе тік беттердегі нөлдік жоба, Балауыздан шыққандықтан, өлімнен босату үшін жеткілікті.
(Іс жүзінде, 0,5-1 ° кішкене жоба әлі күнге дейін қарапайым балауызды кетіруге арналған күрделі бөліктерде қолданылады, Бірақ бұл басқа көгерген түрлеріне қарағанда әлдеқайда аз.)
Қысқаша, Инженерлер инвестициялық бөлшектерді күтуге болады Желіге жақын, 0.02-0,1 мм диапазонында өлшемді дәлдікпен, және беті RA 2-6 мкм, өңдеусіз 2-6 мкм.
Қорытынды рұқсат етілген төзімділіктер (e.g. IT7-IT9 ISO шарттарында) көптеген мүмкіндіктер бойынша тұрақты түрде қол жеткізіледі.
Сапаны бақылау & Тұнбақтайтын тестілеу
Инвестициялық құю сапасын қамтамасыз ету Shell және финалдық құю бойынша бірнеше тексерулерді қамтиды.
Құю алдында, Маңызды снарядтар микроскопиялық немесе ультрадыбыстық сканерлермен тексерілуі мүмкін немесе ішкі қуыстарды немесе жарықтарды анықтауға арналған.
Процесті дамыту кезінде, Sample Spells Жапқыштың біркелкілі және қалыңдығын тексеру үшін ашық.
Кастингтен кейін, Өлшемді тексеру (әдетте CMM немесе дәл өлшеуіштер бойынша) сыни төзімділікті растайтынын тексереді.
Мысалы, Құқықтарды үнемі координаталық өлшеу машиналарын пайдаланыңыз (Шместар) Дәл геометрияны түсіру және CAD модельдерімен салыстырыңыз. Беттер де ақаулар үшін визуалды тексереді.
Көптеген өндірушілер негізгі өлшемдерге арналған CP / CPK процесінің қабілеттілігін көрсетеді; ≥1.33 CP-ге қол жеткізу (CPK ≥1.0) дәйекті дәлдікті қамтамасыз ету үшін жалпы эталон.
Ішкі ақаулар үшін, Тұнбақтайтын тестілеу (NDT) маңызды, әсіресе қауіпсіздік- немесе өнімділік-маңызды бөліктер.
Сұйық ені немесе магниттік-бөлшектер сынақтары жарықтарды немесе қосындыларды ашу үшін бетінде қолданылады.
Рентгенографиялық (Рентген) немесе жер қойнауының бос орындарына арналған ультрадыбыстық сканерлеу, кеуелік, немесе қосындылар.
Өндірісті бақылауда, Қабылдау критерийлері (ASTM немесе тапсырыс берушінің стандарттары) Максималды рұқсат етілген кеуектілік немесе қосу мөлшерін жазыңыз.
Мысал ретінде, Нәтиже ішкі ақауларды растау үшін ультрадыбыстық және рентгенді пайдаланады (e.g. Шөгінділер қуыстары) анықталатын шектеулерден төмен.
Материал құрамы мен жылумен емдеу параллель тексеріледі.
Химиялық талдау (SPARK-OES немесе WDS) легирленген элементтерді тексереді, Үлгілердегі қаттылық пен созылу сынақтары механикалық қасиеттерді растайды.
Аэроғарыш бөліктері үшін, ату, бояғыш, және қатаң металлографиялық тексерулер де жиі кездеседі.
Қысқасын айтқанда, Инвестициялық құймалар QA / QC қатаң қадамдарына ұшырайды: Shell тұтастығын тексеру, Толық өлшемді тексеру (См, калиперлер), Беттік қабат өлшеуіштері, және ndt (қанатқа алу, гидростатикалық, Ультрадыбыстық, Рентген).
Бұл дәл кастингтер үшін жоғары үміттердің берілуін қамтамасыз етеді - қатаң түрде және ішкі кемшіліктері жоқ төзімділікке сәйкес келеді.
Экономикалық талдау & Шығындар жүргізушілері
Инвестициялық құю - бұл салыстырмалы түрде Еңбекті қажет ететін және уақытты қажет ететін өңдеу, ол оның құнынан көрінеді.
Негізгі шығындар элементтеріне құралдар кіреді (балауыз өледі), Шығын материалдары (балауыз, қиыршық, Стукко және байланыстырушы), энергия (күйдіру және құю), және еңбек (Қабыршақты салу / кептіру).
Кедергілер көбінесе шикізатты көрсетеді (Металл плюс қабығы) Жалпы құны бойынша ~ 60-70%, Энергия / үстеме-үстеме ~ 15-25%, және қалғаны.
Биндер және отқа төзімді шығындар:
Кремний-Сол байланыстырғыштың өзі - бұл негізгі материалдық шығын. Коллоидты кремний және жоғары тазалық циркон ұны әдеттегі құмдан немесе су әйнегіне қарағанда әлдеқайда алдын-ала бағаланады.
Құю бойынша бір блог түрлендіреді $6.8/кг кремний-циркон снарядтары үшін, Жасыл құмды қалыптарға арналған сулы әйнек қабықшалар мен ~ 1,5 доллар / кг-ға қарағанда ~ $ 2,5 / кг салыстырғанда.
Жақсы алюминий немесе мамандық дисперанс сияқты қоспалар Әрі қарай шығындар. Дегенмен, Бұл жарналар дәл және беттік сапалы кремний-Sol ұсынады.
Еңбек және уақыт:
Құрылыс және кептіру Қабық - бұл өте ауыр. Әрбір DIP / Stucco циклі 15-30 минуттық уақытқа созылуы мүмкін, сонымен қатар, кептірудің бірнеше уақыты.
Толық қабық ғимараты 4-8 пальтоға түсіп, жиі қажет Кептіру уақыты. Бір инвестициялық-кастинг көзі, әдетте, ол әдетте алады 7 күн күн балауыз үлгісінен аяқталған бөлікке дейін.
Шеллдің әр қабаты шамамен 1-2 сағаттық жұмыс қосады (Шлам жайып, Спинко шашыраңқы, және тексеру). Басқа пальто (Қалың қабықшалар немесе ыстық қорытпалар үшін) көп еңбек және ұзақ цикл дегенді білдіреді.
Сауда-саттық бар: Қосымша пальто қосу қабықтың беріктігін арттырады (аз қабықтың ақаулары) Бірақ сонымен бірге бір бөлігін жоғарылатады және өткізу уақытын ұзартады.
Масштабты экономика:
Балауызды жасаудың белгіленген құны жоғары болуы мүмкін (Көбінесе, күрделілікке қарай $ 5к-$ 50K), Бірлікке шығындар азайды.
Үлкен жүгірістер үшін (Жүздеген бөліктер), Инвестициялық құю экономикалық болуы мүмкін. Дегенмен, өте кішкентай жүгірістер үшін (<25 дана), Құрылғының құны амортизациялаудың құралы арқылы басым.
Шешім көбінесе «Желідегі пішіннің құндылығы мен айыппұлдың құнын өтеу құнын есепке ала ма??«- көптеген жоғары құндылықтарда ол жасайды.
Салыстырмалы шығындар:
Су әйнегі құюмен салыстырғанда, Материалдарда және баяу циклдарда кремний-салған шығындар едәуір көп тұрады.
Мысалы, Бір есеп силикави-Соль құюзандар аяқталғанын көрсетеді екі-үш рет Сулы әйнек құймаларының бағасы (Материалдар мен жұмыс).
Дегенмен, Толыққа төзімділік және әрлеу жинақтары қарастырылған кезде, Процесттің жалпы құны оны сыни бөліктер үшін ақтай алады.
Басқа факторлар:
Қоршаған орта мен реттеу жанама шығындарды қоса алады; Кремний СТ қауіпті еріткіштерді пайдаланбайды, Қалдықтарды өңдеуге ақы төлеу ықтималдығын азайту (Алкогольдік жүйелерден айырмашылығы).
Флип жағында, Ұзақ уақытқа созылған уақыт (және астаналық шықты) кремний құю - бұл қарастырудың жеңіл құны.
Қысқаша, Шығындар жүргізушілері Кремний-Сол құюда қымбат консервілеу және рефрактериялар және интенсивті қабықша жұмыс күші бар.
Жобаның жоспарлаушылары қабаттардың есебі болуы керек (Құны / уақыты) кірістілікке қарсы (Shell сәтсіздіктері), және материалдық шығындар қол жеткізілген дәлдіктің құнынан.
Неліктен кремний Соль?
Бағдарлама ең жоғары дәлдікті талап еткен кезде, Кремний-Соль инвестициялық құю ешқандай артықшылықтарды ұсынады:
- Нақты бетті аяқтау: Кремний қабығындағы ультра жұқа отқа төзімді, ағаш бөлшектерін мінсіз етеді.
Кастелген бөлшектер пайда болады Тегіс беттер кез-келген басқа кастинг процесінен гөрі. Типтік салдардағы қаттылық 3-6 мкм р.а., ол көбінесе ешқандай өңдеусіз жиі кездеседі.
Болғандықтан, Қосымша өңдеуді азайтуға немесе жоюға болады, Уақытты үнемдеу және таза пішінді сақтау. - Қатаң төзімділіктер: Кремний-Сырдың қалыптары өте қатты және құйып, салқындатады. Бұл мүмкіндік береді Желіге жақын Минималды өңдеуге арналған жәрдемақы.
Төзімділік мүмкіндіктері (Ct5-6) Негізінен металл үшін шектеулер бар. Тұтынушылар қысқартылған сынықтардан және болжамды сәйкес келеді. - Күрделілігі мен бөлшегі: Кремний-Соль құю жүзеге асырылуы мүмкін төтенше күрделі геометриялар. Жіңішке қабырғалар (<1 мм), Кішкентай тесіктер / ядро және өткір бұрыштарға қол жеткізуге болады.
Хаттар сияқты ерекшеліктер, логотиптер немесе нәзік салқындату фабалары балауыздағыдай соңғы металлда пайда болады.
Дизайнерлер жоба бойынша азат және басқа да кастинг әдістеріне кедергі келтіреді. - Жоғары температуралы қорытпалар: Сент-Циркон снарядтары ~ 2000 ° C-тан асады, Тіпті жоғары балқып, суперқорытпалар.
Жоғары температуралы қабілеті жоғары жылу құйылған кезде қабықтың қабығын немесе деформацияны болдырмайды.
Бұл кремнийді SOL-ді NI-NI-ге негізделген қорытпалар үшін қажет етеді, Экстремалды ортада қолданылатын жоғары хром болаттары және басқа қорытпалар. - Қауіпсіздік және қоршаған орта: Су негізіндегі және жанбайтын болу, Кремний СОЛДЕРЛЕРІ VOC немесе жарылыс қаупі жоқ. Қабық жинау немесе лезде кету кезінде улы түтіндер жоқ.
Бұл жұмысшылар үшін қауіпсіз емес, сонымен қатар қоршаған ортаның сақталуын жетілдіреді.
Этил силикатымен салыстырғанда (жанғыш алкоголь) немесе натрий силикаты (Жоғары сілтілі), Коллоидты кремний - бұл жақсы. Сумен байланыстырғыштар сонымен қатар салыстырмалы түрде оңай өңделеді (Су және кремний шламы). - Доидтік және сенімділік: Коллоидты кремний формулалары дұрыс сақталған жағдайда, тұрақты және тұрақты болып табылады.
Қабыршақтың қасиеттері (күш, Уақытты орнатыңыз, өткізгіштігі) өндіруші мықтап бақылауға болады.
Бұл болжамдау құюда алғашқы уақыттық өнімді жақсартады, бұл дәлдік қосымшаларда аздап жоғары материалдық шығындарды одан асады.
Негізінде, Кремний Сырдың құюы таңдалды «Премиум» сапасы қажет болған кезде: Өте тегіс беттер, Ине-өткір мүмкіндіктер, және іс жүзінде ешқандай жер қойнауы жоқ.
Бұл аэроғарыштағы маңызды бөліктер үшін дефолт, Электр қуатын өндіру және медициналық алқаптар.
Аздап жоғары шығындар көбінесе төмен ағынды тегістеуді болдырмау және қалыптан тыс бөлшектерден жасалған бөлшектермен жабылады.
Қолданбалар & Кейс-стади
Кремний-Соль инвестициялық құю өнімдерін табады Өнімділік және дәлдік өте маңызды:
- Аэроғарыш: Бронық, Турбина пышақтары, Ванес және құрылымдық жақшалар - бұл әдетте кремний Сольмен бірге инвестициялар.
Бұл бөліктер көбінесе салқындатудың күрделі өтуі және қатаң теңдестіру талаптары жиі кездеседі.
Мысалы, Турбиналық турбиналық ауа-райы және ішкі кинофильмдерді салқындату арналары бар турбиналық вагондар кремний қалыптарын қолдана отырып, күнделікті суперальдойларда құйылады.
Жіңішке қабырғалы шығару мүмкіндігі, Аэрофойлар туралы егжей-тегжейлі жоғары температуралы құрамдас бөліктер - бұл негізгі артықшылық.
Розетка немесе қозғалтқыштың құрамдас бөліктері сияқты ұшу-сыни бөліктер, сонымен қатар инвестициялық кастингтің консистенциясы. - Медициналық Құрылғылар: Хирургиялық импланттар (жамбас сабақтары, тізе буындары) және аспаптар кремний Соль процесі, өйткені биокомппелябаған қорытпалар (316Өшпін, У, -Ден) қолдануға болады, ал бөліктері жақсы аяқтауды қажет етеді.
Медициналық импланттарда нақты өлшемдер және өте тегіс беттер болуы керек; кремниймен салынған инвестициялық құю бұл.
Монолитті хирургиялық аспаптар және сүйек бұрандалары немесе қысқыштар осы әдіспен жасалады. Оның қайталануы импланттарға қажетті қатаң төзімділікті қамтамасыз етеді. - Өнеркәсіптік сорғылар, Клапандар & Турбокомпрессорлар: Сынивтік ағын компоненттері (қоздары, корпустар, Сорғы фонусы, Клапанның денелері) Силика-Соль құюдың пайдасы.
Олар көбінесе коррозияға төзімді немесе жоғары легірленген болаттарды қажет етеді, және күрделі ішкі геометриялар бар.
Мысалы, Жоғары қысымды сорғы импеллері Тот баспайтын немесе дуплексті болаттан жасалған, бұл процестерде пышақ жиектері болуы мүмкін <<1 мм қалың және тегіс гидравликалық беттер.
Мамандандырылған турбомакия құрамы (Саңылаулар бойынша нұсқаулық сияқты турбиналар) ұқсас өндірілген. - Автомобиль & Энергия: Көптеген автомобиль бөлшектері өледі, ал құм-құйма, Жоғары сапалы немесе аз көлемді қосымшалар (e.g. Racing Car Turboowers, Редукторлар, Камшектер) Инвестициялық құюды қолданыңыз.
Турбожарьгерлергерлерге арналған турбиналық және компрессорлық доңғалақтар (көбінесе Ni немесе Ti қорытпаларынан жасалған) кремний қалыптарында құйылады.
Кремний-Соль құю сонымен қатар клапандар мен фитингтер үшін қолданылады&Металлдың тұтастығы және әрлеуі бар газ және электр стансаларын жабдықтары. - Көркем және сәулет: Көбінесе еленбейді, Тамаша мүсіндік және сәулет элементтері кремний-Соль инвестициялық құюды қолдана алады.
Ультра ұсақ бөлшектері бар қола немесе болат мүсіндер Кремний Сольдикадағы буландыру шеберлерімен шығарылады.
Сәулеттік жабдық (Сәндік рельстер, Жеке арматура, Өнер қондырғылары) процеспен жасауға болады, Құйма жеткізу, сондықтан аздап аяқталатын жұмыстар қажет.
(Мұндай өтініштер бетті дәл бетінен және кремний қабықтарын егжей-тегжейлі сақтауды қолданады.) - Зерттеу / жағдайда мысал: Бір жағдайды зерттеу - Rolls-Royce, Қорғасын уақытын түбегейлі кесіп тастау үшін турбиналық пышақтарға арналған 3D-принтерлік Sol өзектері жұмыс істеді.
Тағы бір мысал - бұл шағын алюминий ортопедиялық құрылғыларда жақсы өлшемді бақылау үшін өлім-кастрюльге арналған кремний-Соль инвестициялық құюға арналған медициналық имплант компаниясы..
Әр жағдайда, Шешім Кремний-Сольде кешенді өндіруге мүмкіндік берді, Қайта жұмыссыз бөлшектер.
Бұл мысалдар мұны қай жерде болса? Күрделі пішін, тығыз толеранттылық, және материалдық сапа тұншығу, Кремний-Соль құю - таңдаудың шешімі.
Салыстырмалы талдау
- Silica Sol vs. Фосфат инвестициясы: Фосфатпен байланысқан инвестициялар негізінен түсті қорытпалар үшін стоматологиялық құюда қолданылады, ауыр инженерлік құюзаларда емес.
(Олар фосфаттардың химиялық реакциясы арқылы орнатылды, үлкен болат бөліктеріне қолданылмайды.) Өнеркәсіптік дәлдік үшін, Сумен байланыстырғыштар.
Солай, Silica Sol-ны фосфатпен тікелей тең емес, көптеген құю контекстерінде. - Silica Sol vs. Су әйнегі (Натрий силикаты): Атап өткендей, Сулы құю (Сілтілік сұйық шыны ілгіш) Коарсер беттерін шығарады және судың ағызуын қажет етеді.
Кремний Сыр Кастинг, керісінше, Пешке түседі («От») және әлдеқайда тегіс қабат береді.
Сулы әйнек қабығы арзан және тезірек, Сондықтан олар үлкенірек, Аз сыни бөліктер.
Бас бармақ: Кремний Солшты керемет және өте толеранттылық үшін қолданыңыз; Құны өте маңызды болған кезде су әйнегін пайдаланыңыз және геометрия қарапайым.
(Мысалы, Су әйнегі үлкен дәлдік қажет болатын үлкен сорғы органдары үшін жеткілікті болуы мүмкін, ал жұқа қабырғадағы формадағы дәл сол бөлігі Силица Сольді талап етуі мүмкін.) - Silica Sol vs. 3D-басылған инвестициялық қалыптар: Соңғы жетістіктер рұқсат береді 3D Басып шығару балауыз немесе тіпті керамикалық қалыптар.
3D-басылған үлгілер (шайыр немесе балауыз тәрізді полимерлер) Балауыз өлгендердің қажеттілігін жою, Қорқынышты кесу уақыты мен прототиптеудің құны.
Мысалы, Турбиналық пышақтың үлгісін басып шығару орнына бір күн кетуі мүмкін 8 апталарды өңдеу.
Тікелей басылған керамикалық қалыптар немесе өзектер өте жақсы ерекшеліктерге мүмкіндік береді (0.2 мм қабырғалар, Ішкі арналар) және CT4 төзімділігі.
Дегенмен, 3D басып шығару жабдықтары мен материалдар қымбат, Осылайша, жаппай өндіріс үшін дәстүрлі балауыз + қабықша процесі көбінесе бірліктің құны бойынша жеңеді.
Гибридті стратегиялар пайда болды: 3D-препараттарды немесе үлгілерді кремний-Sol Shell көмегімен қолданыңыз. - Шешім критерийлері:Кремнийді қашан таңдау керек: оны жобалау күрделілігі кезінде қолданыңыз, Беттің сапасы немесе материалдық сипат.
Silica Sol шағын және орта бөлшектерге өте ыңғайлы (0,01-100 кг дей) күрделі мәліметтермен (Жіңішке бөлімдер, Терең қуыстар) және мұнда төзімділік CT5-CT6 немесе одан да жақсы.
Баламаларды қашан таңдау керек: Егер тек орташа дәлдік қажет болса, су әйнегі немесе басқа әдістер арзан болуы мүмкін.
Өте үлкен, Қарапайым құймалар, Құм немесе қабық тәрізді (Феноликалық пісірме) неғұрлым үнемді болуы мүмкін.
Жылдам прототиптеу немесе ультра-кешенді өзектер үшін, 3D Басып шығару кремний-сол қабықтарды толықтыра алады.
Сайып келгенде, Таңдау қалдықтары дәл вс. Құны / Қордың уақыты: Силика-Соль Кастинг спектрдің жоғары дәлдігіне отырады.
Қорытынды
Кремний-Соль жоғалған балауыз құю Стратегиялық жұмыс Заманауи өндірісте бір бөлігінде сапаны бұзуға болмайды.
Мыңжылдық негіздерін кескіш материалдармен біріктіру арқылы (Nanoparticle Silica Solss, 3D балауызды басып шығару, т.б.), ол шынымен жоғары адвидтің құйылған компоненттерін береді.
Кремний-Соль снарядтар кез-келген металл құю процесінде беттік қабат пен геометрияны бақылауды ұсынады, Тот баспайтын болаттан жасалған қорытпаларды таза өндіруді қосу.
Күтіп тұру, Процесс тіпті ақылды бола бастайды. Компьютерлік модельдеу (Қалыпты толтыру және қатайтуға арналған модельдер) қақпаның дизайны мен қабығының қалыңдығын оңтайландыру үшін әдеттегі қолданылады.
Робототехника және автоматтандырылған снаряд-құрылыс машиналары жабынды циклдарын тездетеді. Жетілдірілген NDT (3D CT сканерлеу, Автоматтандырылған оптикалық метрология) Бұдан әрі кепілдеме тұтастығын қамтамасыз ету.
Экологиялық жетілдірулер (Биндерді қалпына келтіру, дымқыл скрабтау) интеграцияланған.
Сома, Кремний-Соль инвестициялық құю цифрлық дизайн және инновациялар өндірісінің негізгі артықшылығын сақтау кезінде орналастырылған: теңдесі жоқ дәлдік.
Инженерлер мен өндірушілер үшін, Кремний-Соль құю - бұл металл компоненттері өндірісінде мүмкіндігін анықтауды жалғастыратын жетілген, бірақ эволюциялық технология.
Осы Егер сізге сапалы қажеттілік қажет болса, сіздің өндіріс қажеттіліктеріңіз үшін тамаша таңдау Силика Сольл Инвестициялық құю қызметтер.
