1. Общая осуществимость
Литье прототипа по выплавляемым моделям весьма осуществимо, когда целью является быстрая проверка сложной металлической детали., прежде чем переходить к жесткой оснастке или крупносерийному производству.
Индустрия литья по выплавляемым моделям широко приняла гибридные стратегии, в которых используются 3D-печатные восковые или пластиковые модели,
особенно потому, что они могут сократить время выполнения первой статьи, более низкая стоимость для деталей небольшого объема, и обеспечивают большую геометрическую сложность, чем традиционные маршруты, управляемые инструментами..
Тем не менее, осуществимость не универсальна.
Литье прототипов по выплавляемым моделям имеет наибольший смысл, когда геометрия детали, целевой объем, и квалификационная нагрузка оправдывает процесс литья, а не обработку на станке с ЧПУ., аддитивное производство, или более простой маршрут прототипа.
Другими словами, часто это отличный ответ на сложные металлические прототипы почти чистой формы, но не всегда самый дешевый или быстрый ответ по каждой части.
Это вывод из опубликованных данных о времени выполнения заказа., расходы, и компромиссы в управлении процессом, о которых сообщили источники в литейной промышленности..
2. Стоимость Осуществимость
С точки зрения стоимости, литье прототипов по выплавляемым моделям привлекательно, поскольку оно может устранить или уменьшить потребность в жесткой оснастке на ранних стадиях разработки..
В материалах отраслевой конференции отмечается, что напечатанные восковые/пластиковые модели могут значительно сократить время изготовления первой детали и снизить стоимость деталей небольшого объема.,
и что для некоторых литейных предприятий годовая стоимость печатных моделей может даже приближаться к стоимости обычного твердого инструмента., это означает, что экономический переход во многом зависит от стратегии объема и модели..
Картина затрат становится более благоприятной, когда прототип настолько сложен, что обработка потребует множества настроек., или когда конструкция включает внутренние проходы или объединенные элементы, которые в противном случае потребовали бы сборки..
В литературе по литью по выплавляемым моделям явно подчеркивается ценность сложной внутренней геометрии и сокращения последующей механической обработки как главного преимущества этого процесса..
С другой стороны, стоимость может быстро возрасти, если проект требует очень жестких допусков, необычайно строгие требования к качеству поверхности, обширный неразрушающий контроль, или разработать сертификацию.
Промышленный консенсус отмечает, что исключительно жесткие допуски увеличивают стоимость отливки., что полированная или специальная обработка поверхности увеличивает стоимость и должна указываться только при необходимости, и что сертификация и тестовые образцы также увеличивают как прямые, так и косвенные расходы..
3. Осуществимость цикла
Литье прототипов по выплавляемым моделям особенно эффективно с точки зрения времени цикла, когда традиционный путь обработки инструментов был бы медленным..
Без фиксированного инструмента, можно исключить проектирование сердечника и производственный цикл, и прототипы керамических сердечников могут быть изготовлены в относительно короткие сроки..
Один из приведенных примеров достиг окончательных стандартов размеров и отделки и был готов к отливке. 39 дней от концепции дизайна; другой потребовал 5-месяц общий цикл от дизайна до литья.
Преимущество цикла наиболее значимо на ранних стадиях разработки., где основная цель состоит в том, чтобы как можно быстрее подвергнуть испытаниям физически репрезентативную деталь..
Источники в отрасли также сообщают, что мелкосерийное литье по выплавляемым моделям с использованием печатных восковых/пластиковых моделей получило широкое распространение и что эти подходы могут обеспечить значительное сокращение времени отливки первого изделия..
Однако, циклическая выгода не является автоматической.
В тех же источниках подчеркивается, что успешное развитие требует тесной интеграции между основными, дизайн литья, и производственный процесс.
Когда эта интеграция слаба, развитие может замедлиться, а не ускориться.
4. Технические ограничения и практические ограничения
Самые большие ограничения — геометрические., связанный с качеством, и спецификации.
Литье по выплавляемым моделям с печатным рисунком придает поверхности некоторую шероховатость и ступенчатость., и корректировка размеров часто необходима при переходе от печатных восков к твердым инструментам..
Это не фатальные недостатки, но это реальные инженерные ограничения, влияющие на готовность прототипа.
Качество поверхности является еще одним важным ограничением.. Литье по выплавляемым моделям позволяет получить хорошие поверхности., но точные требования к отделке должны соблюдаться тщательно,
потому что специальные операции по отделке увеличивают затраты и потому что требования к качеству поверхности могут стать ограничительными, особенно когда задействованы внутренние функции.
В отраслевом консенсусе также отмечается, что стандарты качества поверхности и критерии визуальной приемки могут быть особенно строгими., и что требования к качеству поверхности могут препятствовать использованию подходов, основанных на аддитивном производстве, для некоторых внутренних элементов..
Допуск по размерам возможен, но это не безгранично.
Руководство литейного производства гласит, что очень жесткие допуски могут быть достигнуты только тогда, когда это действительно необходимо., и что они увеличивают стоимость.
На уровне дизайна, Руководство по литью по выплавляемым моделям также подчеркивает необходимость контроля толщины стенок., избежание проблемных подрезов и свесов, и соблюдение ограничений процесса заполнения и удаления оболочки..
Инспекция и квалификация также могут стать узким местом.
Консенсус отрасли подчеркивает, что тестовые полоски стоят дорого, что планы сертификации должны быть согласованы заранее, и что отслеживаемость и детализация сертификатов могут существенно повлиять как на стоимость, так и на время выполнения заказа..
В программах-прототипах, это значит, что "прототип" может задержаться не за счет кастинга самого себя, но квалификационным пакетом вокруг него.
5. Зависимость конструкции и объема
Отливка прототипа по выплавляемым моделям наиболее осуществима, когда деталь имеет достаточную геометрическую сложность, чтобы литье создавало реальную ценность..
Это включает в себя подрезы, глухие дыры, угловые проходы, и тонкие или консолидированные формы, которые сложно или дорого обрабатывать традиционным способом..
В руководстве по литью по выплавляемым моделям прямо отмечается, что этот процесс позволяет обрабатывать многие формы, которые невозможно обработать на станке или которые недостаточно точны при литье в песчаные формы..
Менее привлекательно, когда прототип представляет собой простую призматическую деталь., когда допуски очень жесткие по всем элементам, или когда деталь можно изготовить быстрее и дешевле с помощью обработки на станке с ЧПУ..
Литература по печатным пластиковым моделям также показывает, что в некоторых случаях геометрические ограничения могут снизить практическую выгоду от выполнения заказа., и что обработка на станках с ЧПУ традиционных моделей и стержневых ящиков может оставаться конкурентоспособной по стоимости..
6. Итоговая осуществимость
Отливка прототипа по выплавляемым моделям вполне осуществима. инструмент разработки, особенно для сложных металлических деталей, требующих быстрого изготовления первой детали, реалистичное поведение материала, и геометрия, близкая к чистой форме.
Это наиболее убедительно, когда помогает объединить несколько этапов обработки и сборки в одну отлитую деталь и когда ценность прототипа заключается в проверке функциональности., соответствовать, поток, или структурное поведение, а не идеальная косметическая отделка.
Практическое правило простое: чем сложнее геометрия и тем выше ценность ранней проверки, тем сильнее аргументы в пользу литья прототипов по выплавляемым моделям.
Чем больше в проекте преобладают экстремальные требования к отделке, очень жесткие допуски, или тяжелое бремя сертификации, тем больше сокращаются преимущества в стоимости и графике.
Это центральный разрыв в осуществимости..
