1. Ogólna wykonalność
Odlew inwestycyjny prototypu jest wysoce wykonalne, gdy celem jest szybkie sprawdzenie złożonej części metalowej, przed przystąpieniem do obróbki twardych narzędzi lub produkcji na dużą skalę.
Branża odlewnictwa inwestycyjnego szeroko przyjęła strategie hybrydowe, które wykorzystują 3Wzory woskowe lub plastikowe z nadrukiem typu D,
szczególnie dlatego, że mogą skrócić czas realizacji pierwszego artykułu, niższy koszt części o małej objętości, i umożliwiają większą złożoność geometryczną niż konwencjonalne trasy oparte na narzędziach.
To powiedziało, wykonalność nie jest uniwersalna.
Odlewanie metodą traconego prototypu ma największy sens w przypadku geometrii części, objętość docelowa, i obciążenie kwalifikacyjne uzasadniają proces odlewania, a nie obróbkę CNC, Produkcja addytywna, lub prostsza trasa prototypowa.
Innymi słowy, często jest to doskonała odpowiedź na złożone prototypy metalowe o kształcie zbliżonym do netto, ale nie zawsze jest to najtańsza lub najszybsza odpowiedź dla każdej części.
Jest to wniosek z opublikowanego czasu realizacji, koszt, oraz kompromisy w zakresie kontroli procesu zgłaszane przez źródła z branży odlewnictwa inwestycyjnego.
2. Wykonalność kosztowa
Z punktu widzenia kosztów, Odlewanie metodą traconego prototypu jest atrakcyjne, ponieważ może wyeliminować lub zmniejszyć potrzebę stosowania twardych narzędzi na wczesnym etapie rozwoju.
W materiałach konferencji branżowych zauważono, że drukowane wzory z wosku/plastiku mogą znacznie skrócić czas realizacji pierwszego artykułu i obniżyć koszty części o małej objętości,
oraz że w przypadku niektórych odlewni roczny koszt drukowanych wzorów może nawet zbliżyć się do kosztu konwencjonalnej twardej obróbki, co oznacza, że przejście gospodarcze zależy w dużym stopniu od strategii wolumenu i wzorca.
Obraz kosztów staje się korzystniejszy, gdy prototyp jest na tyle złożony, że obróbka wymagałaby wielu ustawień, lub gdy projekt obejmuje przejścia wewnętrzne lub skonsolidowane elementy, które w innym przypadku wymagałyby montażu.
Literatura dotycząca odlewów precyzyjnych wyraźnie podkreśla wartość złożonych geometrii wewnętrznych i ograniczonej obróbki końcowej jako główną zaletę procesu.
Z drugiej strony, koszt może szybko wzrosnąć, gdy projekt wymaga bardzo wąskich tolerancji, niezwykle rygorystyczne wymagania dotyczące wykończenia powierzchni, obszerne badania NDT, lub skomplikowany certyfikat.
Konsensus branżowy stwierdza, że wyjątkowo wąskie tolerancje zwiększają koszty odlewu, że polerowanie lub specjalne wykończenie powierzchni zwiększa koszty i powinno być określane tylko wtedy, gdy jest to konieczne, oraz że paski certyfikacji i testów również zwiększają koszty bezpośrednie i pośrednie.
3. Wykonalność cyklu
Odlewanie prototypów jest szczególnie istotne w przypadku czasu cyklu, gdy tradycyjna ścieżka oprzyrządowania byłaby powolna.
Bez stałego oprzyrządowania, można wyeliminować projekt matrycy rdzenia i cykl produkcyjny, a prototypowe rdzenie ceramiczne można wyprodukować w stosunkowo krótkim czasie.
Jeden z cytowanych przykładów osiągnął ostateczne standardy wymiarowe i wykończeniowe i był gotowy do odlania 39 dni od koncepcji projektu; inny wymagany a 5-miesięczny cykl całkowity od projektu po kwalifikację odlewniczą.
Przewaga cyklu jest najbardziej znacząca na wczesnym etapie rozwoju, gdzie głównym celem jest jak najszybsze poddanie testowi fizycznie reprezentatywnej części.
Źródła branżowe podają również, że powszechnie przyjęto krótkoterminowe odlewanie metodą traconego wosku z wykorzystaniem drukowanych wzorów z wosku/plastiku i że podejście to może zapewnić znaczne skrócenie czasu realizacji odlewu pierwszego artykułu.
Jednakże, korzyść z cyklu nie jest automatyczna.
Te same źródła podkreślają, że pomyślny rozwój wymaga ścisłej integracji rdzenia, projekt odlewu, i proces produkcyjny.
Kiedy ta integracja jest słaba, rozwój może raczej spowolnić niż przyspieszyć.
4. Ograniczenia techniczne i ograniczenia praktyczne
Największe ograniczenia mają charakter geometryczny, związane z jakością, i związane ze specyfikacją.
Odlewanie metodą traconego wzoru z nadrukiem wprowadza pewną chropowatość powierzchni i schody, a korekty wymiarowe są często potrzebne przy przejściu z drukowanych wosków na twarde narzędzia.
Nie są to wady fatalne, są to jednak rzeczywiste ograniczenia inżynieryjne, które wpływają na gotowość prototypu.
Wykończenie powierzchni jest kolejnym ważnym ograniczeniem. Odlewanie metodą traconą może dać dobre powierzchnie, ale dokładne wymagania dotyczące wykończenia muszą być starannie zarządzane,
ponieważ specjalne operacje wykończeniowe zwiększają koszty, a oczekiwania dotyczące wykończenia powierzchni mogą stać się restrykcyjne, zwłaszcza gdy w grę wchodzą cechy wewnętrzne.
Konsensus branżowy wskazuje również, że standardy wykończenia powierzchni i kryteria akceptacji wizualnej mogą być szczególnie wymagające, oraz że wymagania dotyczące wykończenia powierzchni mogą wykluczać podejście oparte na wytwarzaniu przyrostowym w przypadku niektórych elementów wewnętrznych.
Tolerancja wymiarowa jest możliwa, ale nie jest to nieograniczone.
Wytyczne odlewnicze stwierdzają, że bardzo wąskie tolerancje można osiągnąć tylko wtedy, gdy jest to naprawdę konieczne, i że zwiększają koszty.
Na poziomie projektu, wytyczne dotyczące odlewania metodą traconą kładą również nacisk na kontrolowanie grubości ścianki, unikanie problematycznych podcięć i nawisów, oraz przestrzeganie ograniczeń procesu dotyczących napełniania i usuwania skorupy.
Inspekcje i kwalifikacje również mogą stać się wąskim gardłem.
Konsensus branżowy podkreśla, że paski testowe są drogie, że plany certyfikacji powinny być uzgadniane z wyprzedzeniem, oraz że identyfikowalność i szczegóły certyfikatu mogą znacząco wpłynąć zarówno na koszt, jak i czas realizacji.
W programach prototypowych, oznacza to, że „prototyp” może zostać opóźniony nie przez samo rzucanie, ale przez otaczający go pakiet kwalifikacyjny.
5. Projekt i zależność od objętości
Odlewanie metodą traconego prototypu jest najbardziej wykonalne, gdy część ma na tyle złożoność geometryczną, że odlewanie tworzy rzeczywistą wartość.
Obejmuje to podcięcia, ślepe otwory, przejścia kątowe, oraz cienkie lub skonsolidowane kształty, które są trudne lub kosztowne w konwencjonalnej obróbce.
Wytyczne dotyczące odlewania metodą inwestycyjną wyraźnie wskazują, że w procesie można zastosować wiele kształtów, których nie da się obrobić lub które nie są wystarczająco dokładne w przypadku odlewania w formach piaskowych.
Jest mniej atrakcyjny, gdy prototyp jest prostą częścią pryzmatyczną, gdy tolerancje są bardzo wąskie we wszystkich elementach, lub gdy część można wykonać szybciej i taniej za pomocą obróbki CNC.
Literatura na temat drukowanych wzorów z tworzyw sztucznych pokazuje również, że ograniczenia geometryczne mogą w niektórych przypadkach zmniejszyć praktyczny wzrost czasu realizacji, oraz że obróbka CNC konwencjonalnych modeli i rdzennic może pozostać wysoce konkurencyjna kosztowo.
6. Podstawowa wykonalność
Odlewanie prototypów metodą traconą jest wysoce wykonalne jako: narzędzie rozwojowe, szczególnie w przypadku skomplikowanych części metalowych, które wymagają szybkiego pierwszego artykułu, realistyczne zachowanie materiału, i geometrię zbliżoną do kształtu netto.
Jest to najbardziej przekonujące, gdy pomaga połączyć wiele etapów obróbki i montażu w jeden odlany element i gdy wartość prototypu polega na walidacji funkcji, pasować, przepływ, lub zachowanie strukturalne, a nie doskonałe wykończenie kosmetyczne.
Praktyczna zasada jest prosta: im bardziej złożona geometria i tym wyższa wartość wczesnej walidacji, tym mocniejszy jest argument za odlewaniem metodą traconego prototypu.
Im bardziej w projekcie dominują ekstremalne wymagania wykończeniowe, bardzo wąskie tolerancje, lub duże obciążenie certyfikacyjne, tym bardziej zmniejszają się korzyści związane z kosztami i harmonogramem.
To jest główny podział wykonalności.
