1. Celková realizovateľnosť
Prototyp investičného odliatku je vysoko uskutočniteľné, keď je cieľom rýchlo overiť komplexný kovový diel, predtým, než sa pustíte do obrábania tvrdých nástrojov alebo veľkoobjemovej výroby.
Priemysel investičného liatia široko prijal hybridné stratégie, ktoré využívajú 3Vosk alebo plastické vzory vytlačené D,
najmä preto, že môžu skrátiť dodaciu dobu prvého článku, nižšie náklady na diely s malým objemom, a umožňujú väčšiu geometrickú zložitosť ako konvenčné cesty poháňané nástrojmi.
To povedal, realizovateľnosť nie je univerzálna.
Prototyp investičného liatia dáva najväčší zmysel, keď je geometria dielu, cieľový objem, a kvalifikačná záťaž odôvodňujú proces odlievania skôr ako CNC obrábanie, aditívna výroba, alebo jednoduchšia prototypová trasa.
Inými slovami, je to často skvelá odpoveď zložité kovové prototypy v tvare siete, ale nie vždy najlacnejšia alebo najrýchlejšia odpoveď pre každú časť.
Toto je odvodenie zo zverejneného času prípravy, náklady, a kompromisy v oblasti riadenia procesov uvádzané zdrojmi z odvetvia investičného odlievania.
2. Cenová realizovateľnosť
Z pohľadu nákladov, prototypové investičné odlievanie je atraktívne, pretože môže eliminovať alebo znížiť potrebu tvrdých nástrojov v počiatočnom štádiu vývoja.
Materiál priemyselnej konferencie poznamenáva, že tlačené voskové/plastové vzory môžu výrazne skrátiť dodaciu dobu prvého článku a znížiť náklady na diely s malým objemom,
a že v niektorých zlievarniach sa ročné náklady na vytlačené vzory môžu dokonca priblížiť nákladom na konvenčné tvrdé nástroje, čo znamená, že ekonomický prechod do veľkej miery závisí od objemu a stratégie vzoru.
Obraz nákladov sa stáva priaznivejším, keď je prototyp dostatočne zložitý na to, aby si obrábanie vyžadovalo veľa nastavení, alebo keď návrh obsahuje vnútorné priechody alebo konsolidované prvky, ktoré by inak potrebovali montáž.
Literatúra týkajúca sa investičného odlievania výslovne zdôrazňuje hodnotu zložitých vnútorných geometrií a zníženého následného obrábania ako hlavnú výhodu procesu.
Na druhej strane, náklady môžu rýchlo rásť, keď si projekt vyžaduje veľmi prísne tolerancie, nezvyčajne prísne požiadavky na povrchovú úpravu, rozsiahle NDT, alebo vypracovať certifikáciu.
Priemyselný konsenzus poznamenáva, že mimoriadne úzke tolerancie zvyšujú náklady na odlievanie, že leštená alebo špeciálna povrchová úprava zvyšuje náklady a mala by byť špecifikovaná len v prípade potreby, a že certifikácia a testovacie tyče tiež zvyšujú priame aj nepriame náklady.
3. Uskutočniteľnosť cyklu
Prototyp investičného liatia je obzvlášť silný v čase cyklu, keď by bola tradičná cesta nástroja pomalá.
Bez pevného náradia, návrh jadrovej formy a výrobný cyklus môžu byť eliminované, a prototypové keramické jadrá môžu byť vyrobené v relatívne krátkom čase.
Jeden uvedený príklad dosiahol konečné rozmerové a dokončovacie štandardy a bol pripravený na zaliatie 39 dní od koncepcie dizajnu; ďalšie požadované a 5-mesačný celkový cyklus od návrhu po kvalifikáciu odlievania.
Výhoda cyklu je najvýznamnejšia v počiatočnom štádiu vývoja, kde hlavným cieľom je čo najrýchlejšie dostať fyzicky reprezentatívnu časť do testu.
Priemyselné zdroje tiež uvádzajú, že krátkodobé investičné odlievanie s použitím tlačených voskových/plastových vzorov bolo široko prijaté a že tieto prístupy môžu priniesť významné skrátenie doby prípravy prvého odlievania..
Však, výhoda cyklu nie je automatická.
Tie isté zdroje zdôrazňujú, že úspešný vývoj si vyžaduje tesnú integráciu medzi jadrom, dizajn odliatku, a výrobný proces.
Keď je tá integrácia slabá, vývoj sa môže skôr spomaliť ako urýchliť.
4. Technické obmedzenia a praktické limity
Najväčšie obmedzenia sú geometrické, súvisiace s kvalitou, a súvisiace so špecifikáciou.
Investičné liatie s tlačeným vzorom prináša určitú drsnosť povrchu a stupňovitosť, a pri prechode od tlačených voskov k tvrdým nástrojom sú často potrebné úpravy rozmerov.
Nie sú to fatálne chyby, ale sú to skutočné technické obmedzenia, ktoré ovplyvňujú pripravenosť prototypu.
Povrchová úprava je ďalším dôležitým obmedzením. Investičné liatie môže vytvoriť dobré povrchy, ale presné požiadavky na konečnú úpravu sa musia riadiť opatrne,
pretože špeciálne dokončovacie operácie zvyšujú náklady a pretože očakávania povrchovej úpravy môžu byť obmedzujúce, najmä ak ide o vnútorné prvky.
Priemyselný konsenzus tiež poznamenáva, že normy povrchovej úpravy a vizuálne akceptačné kritériá môžu byť obzvlášť náročné, a že požiadavky na povrchovú úpravu môžu pre niektoré vnútorné prvky vylučovať prístupy založené na aditívnej výrobe.
Rozmerová tolerancia je možná, ale nie je neobmedzená.
Smernica pre zlieváreň uvádza, že veľmi tesné tolerancie možno dosiahnuť len vtedy, keď je to skutočne nevyhnutné, a že zvyšujú náklady.
Na úrovni dizajnu, Vedenie odlievania na investovanie tiež kladie dôraz na kontrolu hrúbky steny, vyhýbanie sa problematickým podrezaniam a previsom, a rešpektovanie obmedzení procesu naplnenia a odstránenia škrupiny.
Prekážkou sa môže stať aj inšpekcia a kvalifikácia.
Priemyselný konsenzus zdôrazňuje, že testovacie tyčinky sú drahé, že plány certifikátov by sa mali dohodnúť vopred, a že sledovateľnosť a podrobnosti certifikátu môžu podstatne ovplyvniť náklady aj dodaciu lehotu.
V prototypových programoch, to znamená, že „prototyp“ môže byť oneskorený nie samotným odlievaním, ale kvalifikačným balíčkom okolo toho.
5. Závislosť dizajnu a objemu
Prototypové odlievanie je najvhodnejšie, ak má diel dostatočnú geometrickú zložitosť, aby odlievanie vytváralo skutočnú hodnotu.
To zahŕňa podrezanie, slepé diery, uhlové priechody, a tenké alebo spevnené tvary, ktoré je ťažké alebo nákladné obrábať konvenčným spôsobom.
Pokyny pre investičné odlievanie výslovne poznamenávajú, že tento proces dokáže spracovať mnoho tvarov, ktoré sa nedajú opracovať alebo nie sú dostatočne presné pri odlievaní do piesku..
Je menej atraktívne, keď je prototyp jednoduchou hranolovou časťou, keď sú tolerancie ultra-tesné vo všetkých funkciách, alebo keď môže byť diel vyrobený rýchlejšie a lacnejšie CNC obrábaním.
Literatúra o tlačených plastových vzoroch tiež ukazuje, že geometrické obmedzenia môžu v niektorých prípadoch znížiť praktický zisk, a že CNC obrábanie konvenčných vzorov a jadrových skriniek môže zostať cenovo vysoko konkurencieschopné.
6. Spodná línia uskutočniteľnosti
Prototyp investičného liatia je vysoko realizovateľný ako a vývojový nástroj, najmä pre zložité kovové diely, ktoré potrebujú rýchly prvý článok, realistické správanie materiálu, a geometria v tvare takmer siete.
Je to najpôsobivejšie, keď pomáha zhrnúť viacero krokov obrábania a montáže do jedného odliateho komponentu a keď hodnota prototypu spočíva v overovaní funkcie, vhodný, pretekať, alebo štrukturálne správanie skôr než dokonalý kozmetický povrch.
Praktické pravidlo je jednoduché: čím zložitejšia je geometria a tým vyššia je hodnota skorej validácie, tým silnejší je prípad prototypového investičného liatia.
O to viac v projekte dominujú extrémne požiadavky na konečnú úpravu, veľmi tesné tolerancie, alebo veľké certifikačné zaťaženie, tým viac sa zmenšujú náklady a výhody harmonogramu.
To je hlavná priepasť uskutočniteľnosti.
