ข้อดีของการหล่อขี้ผึ้งหาย — การสำรวจทางเทคนิคในเชิงลึก

สารบัญ แสดง

1. การแนะนำ

การหล่อขี้ผึ้งหาย (เรียกอีกอย่างว่า การหล่อการลงทุน หรือการหล่อที่แม่นยำ) เป็นวิธีการหล่อโลหะแบบสมบูรณ์ โดยเคลือบลวดลายบูชายัญซึ่งแต่เดิมทำจากขี้ผึ้ง แล้วเคลือบด้วยชั้นทนไฟต่อเนื่องกันเพื่อสร้างเปลือก.

หลังจากเอาแว็กซ์ออกแล้ว (การทำลายล้าง) เปลือกถูกยิงและโลหะหลอมเหลวถูกเทลงในช่องที่ขี้ผึ้งทิ้งไว้. เมื่อโลหะแข็งตัวแล้ว เปลือกก็จะแตกออกเพื่อเผยให้เห็นส่วนที่เสร็จแล้ว.

แม้ว่าหลักการสำคัญจะเก่าก็ตาม, การหล่อการลงทุนสมัยใหม่ผสมผสานระบบเชลล์ขั้นสูง (ซิลิกา-โซล, เพทายล้าง), สารยึดเกาะที่ดีขึ้น, และการผลิตลวดลายดิจิทัล (การพิมพ์สามมิติ, การพ่นวัสดุ) เพื่อส่งมอบความสามารถที่ยากหรือเป็นไปไม่ได้กับกระบวนการอื่น.

2. ตัวแปรกระบวนการที่ขยายความได้เปรียบ

กระบวนการหล่อแว็กซ์ขั้นพื้นฐาน — รูปแบบ → เปลือกเซรามิกหลายชั้น → เดแว็กซ์ → ความเหนื่อยหน่าย/การเผา → เท → การเขย่า — จะเหมือนกันทั่วทั้งร้านค้า.

สิ่งที่ทำให้การหล่อการลงทุนสมัยใหม่แตกต่างและเพิ่มข้อดีคือ ตัวแปรกระบวนการ และการผสมผสานวัสดุ/เทคนิคที่คัดสรรมาเพื่อให้เข้ากับโลหะผสม, ขนาด, ความอดทนและเศรษฐศาสตร์.

ด้านล่างนี้เป็นส่วนที่เน้น, การสำรวจระดับวิศวกรรมของตัวแปรหลัก, ทำไมพวกเขาถึงมีความสำคัญ, พวกเขาเปลี่ยนความสามารถอย่างไร, และคำแนะนำเชิงปฏิบัติว่าควรใช้เมื่อใด.

ตัวแปรระบบเชลล์: ซิลิกา-โซล, แก้วน้ำ, และลูกผสม

ซิลิกา-โซล (ซิลิกาคอลลอยด์) เปลือกหอย

อะไร: สารยึดเกาะคอลลอยด์ SiO₂ ช่วยระงับปูนฉาบทนไฟ.
เหตุใดจึงขยายความได้เปรียบ: ให้ความเที่ยงตรงของพื้นผิวที่เหนือกว่า, ทนต่อแรงกระแทกจากความร้อนได้ดี, ความสามารถในการซึมผ่านสูงสำหรับการระบายอากาศ, และเข้ากันได้ดีเยี่ยมกับเทบรรยากาศสุญญากาศหรือเฉื่อยและโลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูง (นีซุปเปอร์อัลลอย, ของ).
เมื่อจะใช้: ชิ้นส่วนการบินและอวกาศที่สำคัญ, ซุปเปอร์อัลลอย, ไทเทเนียม (ด้วยการเคลือบชั้นแรกเซอร์คอน/อลูมินา), การปลูกถ่ายทางการแพทย์.
การยิงกระสุนแบบปกติ: 600–1000 ° C (ขึ้นอยู่กับส่วนผสมปูนปั้นและโลหะผสม).
การแลกเปลี่ยน: ต้นทุนวัสดุและการประมวลผลที่สูงขึ้น; ไวต่อการปนเปื้อนของไอออนิก (ความเสถียรของคอลลอยด์).

แก้วน้ำ (โซเดียมซิลิเกต) เปลือกหอย

อะไร: สารยึดเกาะอัลคาไลน์ซิลิเกต (ถูกกว่า, เทคโนโลยีเก่า).
เหตุใดจึงช่วยได้: ลดต้นทุนวัสดุ, แข็งแกร่งสำหรับการหล่อสแตนเลสและเหล็กกล้าคาร์บอนหลายชนิด; การจัดการพืชที่ง่ายขึ้น.
เมื่อจะใช้: ชิ้นส่วนสแตนเลสหรือเหล็กกล้าที่มีความสำคัญน้อยกว่า, การหล่อขนาดใหญ่โดยที่ต้นทุนเป็นตัวขับเคลื่อนและไม่จำเป็นต้องมีพื้นผิวที่ละเอียดเป็นพิเศษ.
ข้อจำกัด: ความเข้ากันได้ของสุญญากาศต่ำกว่าและความทนทานต่ำสำหรับโลหะผสมที่เกิดปฏิกิริยา/อุณหภูมิสูง; พื้นผิวที่หยาบยิ่งขึ้น.

เปลือกลูกผสม (ชั้นในเคลือบซิลิกาโซล + ชั้นนอกเคลือบแก้วน้ำ)

อะไร: ผสมผสานการล้างซิลิกาโซลชั้นดีสำหรับการตกแต่งพื้นผิวด้วยการเคลือบชั้นนอกแบบแก้วน้ำราคาถูกเพื่อความแข็งแรงโดยรวม.
เหตุใดจึงขยายความได้เปรียบ: บรรลุความสมดุลด้านต้นทุน/ประสิทธิภาพ — ความเที่ยงตรงของพื้นผิวที่ละเอียดในจุดที่สำคัญ, ลดต้นทุนกระสุนและปรับปรุงการจัดการ.
เมื่อจะใช้: ชิ้นส่วนมูลค่าปานกลางที่ต้องการการตกแต่งที่ดีแต่มีความอ่อนไหวต่อต้นทุน.

ตัวแปรการผลิตรูปแบบ: ขี้ผึ้ง, พิมพ์ขี้ผึ้ง, และเรซินแบบหล่อได้

รูปแบบขี้ผึ้งธรรมดา (ขี้ผึ้งฉีดขึ้นรูป)

ทำไม: ต้นทุนต่อหน่วยต่ำในปริมาณและพื้นผิวที่ดีเยี่ยม.
ดีที่สุดเมื่อ: ปริมาตรแสดงให้เห็นถึงการใช้เครื่องมือสำหรับแม่พิมพ์ขี้ผึ้งและชิ้นส่วนสามารถทำซ้ำได้.

3ขี้ผึ้งหล่อแบบพิมพ์ D / รูปแบบของโฟโตโพลีเมอร์ (SLA / DLP / การพ่นวัสดุ)

เหตุใดจึงขยายความได้เปรียบ: ช่วยลดการใช้เครื่องมือหนักสำหรับต้นแบบและการวิ่งระยะสั้น, เปิดใช้งานรูปทรงเรขาคณิตภายในที่ซับซ้อนเป็นพิเศษ, ทำซ้ำอย่างรวดเร็ว, และชิ้นส่วนทางการแพทย์เฉพาะคนไข้.
ใช้ได้จริง: เรซินสมัยใหม่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมให้ทำการ dewax ได้หมดจดและให้พื้นผิวที่มีความเที่ยงตรงเทียบเท่ากับขี้ผึ้งฉีด; ต้นทุนรูปแบบต่อชิ้นสูงกว่า แต่ระยะเวลารอคอยเครื่องมือใกล้ศูนย์.
เมื่อจะใช้: ต้นแบบ, การผลิตปริมาณต่ำ, ข้อความภายในที่สอดคล้อง, ส่วนประกอบที่ปรับให้เหมาะสมโทโพโลยี.

การผสมรูปแบบ / ลวดลายหลายวัสดุ

อะไร: ขี้ผึ้งผสมที่ออกแบบทางวิศวกรรมหรือรูปแบบที่มีองค์ประกอบหลายองค์ประกอบ (รองรับแกนที่ละลายน้ำได้) เพื่อปรับปรุงความเสถียรของมิติหรือลดความซับซ้อนในการถอดแกนออก.
กรณีการใช้งาน: ผนังบางที่แม่นยำ, ส่วนหรือรูปแบบที่บางและยาวซึ่งต้องมีการบิดเบือนความร้อนต่ำระหว่างการจัดเก็บ/การจัดการ.

ตัวแปรเทคโนโลยีหลัก: แกนที่ละลายน้ำได้, แกนเซรามิก, แกนพิมพ์

แกนโพลีเมอร์ที่ละลายน้ำได้ (แกนที่ละลายน้ำได้หรือแวกซ์)

ข้อได้เปรียบ: สร้างทางเดินภายในที่ซับซ้อนซึ่งจะถูกละลายในภายหลัง เหมาะสำหรับช่องระบายความร้อนหรือระบบไฮดรอลิกภายในโดยไม่ต้องประกอบ.
ข้อจำกัด: เพิ่มขั้นตอนกระบวนการและการจัดการความซับซ้อน.

แกนเซรามิก (เข้มงวด, เครื่องผูกยิง)

ข้อได้เปรียบ: ความเสถียรของมิติที่เหนือกว่าที่อุณหภูมิเทสูง; ใช้สำหรับทางเดินกังหันซุปเปอร์อัลลอยด์และส่วนประกอบที่ใช้งานหนัก.
จุดสำคัญ: วัสดุแกนกลางและเปลือกจะต้องเข้ากันได้ทางความร้อนเคมีเพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดปฏิกิริยา.

3แกนพิมพ์ D (Binder-Jet หรือแกน SLA)

เหตุใดจึงขยายความได้เปรียบ: สร้างรูปทรงภายในที่เป็นไปไม่ได้หรือไม่ประหยัดด้วยแกนทั่วไป; ลดระยะเวลาในการออกแบบที่ซับซ้อน.

Dewax/ความเหนื่อยหน่าย และตัวแปรบรรยากาศ

ไอน้ำ dewax + ควบคุมความเหนื่อยหน่าย (การออกซิไดซ์)

ทั่วไป: มาตรฐานเหล็กและโลหะผสมหลายชนิด; คุ้มค่า.
เสี่ยง: ออกซิเดชันและปิ๊กอัพคาร์บอนสำหรับโลหะที่เกิดปฏิกิริยา.

ความเหนื่อยหน่ายของบรรยากาศสุญญากาศ/เฉื่อย & การหลอม/เทสูญญากาศ

เหตุใดจึงขยายความได้เปรียบ: จำเป็นสำหรับโลหะผสมที่เกิดปฏิกิริยา (ไทเทเนียม) และเพื่อลดการเกิดออกซิเดชัน/การรวมตัวในซูเปอร์อัลลอย; ลดปฏิกิริยาเคมีเปลือกโลหะและปรับปรุงความสะอาด.
เมื่อควรระบุ: ไทเทเนียม, ชิ้นส่วนนิกเกิลอัลลอยด์สูง, และส่วนประกอบที่สุญญากาศ.

การล้างแว็กซ์โดยใช้แรงดัน / นึ่งฆ่าเชื้อ

ผลประโยชน์: การกำจัดแว็กซ์ที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้นสำหรับแกนที่ซับซ้อนและคุณสมบัติที่บางกว่า; ลดการวิวัฒนาการของขี้ผึ้งและก๊าซที่ติดอยู่ระหว่างความเหนื่อยหน่าย.

การยิงกระสุน & ตัวแปรโปรไฟล์ความร้อน

การเผาที่อุณหภูมิต่ำกับการเผาผนึกที่อุณหภูมิสูง

ทำไมมันถึงสำคัญ: การเผาด้วยอุณหภูมิสูงจะทำให้เปลือกหนาแน่นขึ้น, เพิ่มอุณหภูมิอ่อนตัวและปรับปรุงความต้านทานการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิสำหรับการเทที่อุณหภูมิสูง, แต่เพิ่มพลังงานและเวลา.
ทางเลือกทั่วไป: 600–1,000 °C สำหรับเปลือกซิลิกาโซล; ช่างตัดเสื้อขึ้นอยู่กับอุณหภูมิการเทโลหะผสมและความสามารถในการซึมผ่านที่ต้องการ.

ทางลาดที่มีการควบคุม / กลยุทธ์ที่อยู่อาศัย

ผลประโยชน์: ลดการแตกร้าวของเปลือก, กำจัดสารอินทรีย์ได้อย่างสมบูรณ์, และจัดการการซึมผ่านของเปลือก. สำคัญมากสำหรับเปลือกบางและชิ้นส่วนที่ซับซ้อนขนาดใหญ่.

3. เรขาคณิต & ข้อดีของการออกแบบของการหล่อแบบ Lost-Wax

จุดสำคัญ: การหล่อการลงทุนช่วยให้มีรูปร่างและคุณสมบัติที่ยากหรือเป็นไปไม่ได้ด้วยการปลอม, เครื่องจักรกล, หล่อตายหรือหล่อทราย.

เรขาคณิตภายนอกที่ซับซ้อน: บั่นทอนลึก, ครีบบาง, โพรงภายใน, และบอส/ซี่โครงในตัวสามารถหล่อเป็นชิ้นเดียวได้.
ข้อความภายใน & คุณสมบัติภายในที่สอดคล้อง: ด้วยแกนที่ละลายน้ำได้, เทคโนโลยีเชลล์คอร์หรือแกนหลบหนีที่พิมพ์ออกมา, ช่องภายในที่ซับซ้อน (การทำให้เย็นลง, การหล่อลื่น, การลดน้ำหนัก) เป็นไปได้.
อิสรภาพจากเส้นแบ่งและข้อจำกัดร่าง: ในขณะที่มุมร่างยังคงช่วยลบรูปแบบ, คุณสมบัติที่ดีสามารถสร้างได้โดยใช้ร่างน้อยที่สุดเมื่อเทียบกับวิธีการอื่นๆ มากมาย.
บางส่วน: ขึ้นอยู่กับโลหะผสมและระบบเปลือก, ความหนาของผนังลดลงเหลือ ~0.5–1.0 มม. สามารถทำได้สำหรับชิ้นส่วนขนาดเล็กที่มีความแม่นยำ; การปฏิบัติงานด้านวิศวกรรมทั่วไปใช้ 1–3 มม. เพื่อประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้.

ความหมายของการออกแบบ: ชิ้นส่วนที่จำเป็นต้องประกอบชิ้นส่วนหลายชิ้นมักจะถูกรวมเข้าด้วยกันในการหล่อการลงทุนเพียงครั้งเดียว, ลดต้นทุนการประกอบและเส้นทางการรั่วไหลที่อาจเกิดขึ้น.

4. ความแม่นยำของมิติ & ข้อดีของการตกแต่งพื้นผิว

การหล่อแบบ Lost-wax นั้นถูกเลือกให้มากสำหรับ สิ่งที่มอบให้โดยไม่ต้องทำงานรอง สำหรับโลหะผสมที่มันช่วยได้.

ข้อดีสองประการที่สามารถวัดผลได้ชัดเจนที่สุดคือ การควบคุมมิติที่แน่น และ พื้นผิวหล่อได้ดีเยี่ยม.

ตัวเลขประสิทธิภาพโดยทั่วไป

สิ่งเหล่านี้ใช้ได้จริง, ช่วงระดับร้านค้า. ความสามารถที่แน่นอนขึ้นอยู่กับขนาดของชิ้นส่วน, โลหะผสม, ระบบเชลล์ (ซิลิกาโซลกับแก้วน้ำ), คุณภาพรูปแบบและการปฏิบัติงานโรงหล่อ.

ความอดทนมิติ (ทั่วไป, เหมือนหล่อ):

±0.1–0.3% ของมิติ ขนาดเกลียว เพื่อการหล่อการลงทุนที่แม่นยำ (เป้าหมายทางวิศวกรรมทั่วไป).
ตัวอย่าง: สำหรับ 100 คุณสมบัติระบุมม, คาดหวัง ± 0.1–0.3 มม. เหมือนหล่อ.
คุณสมบัติที่เล็กกว่า / เครื่องประดับ/ชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำ: ความอดทนลงไป ±0.02–0.05 มม สามารถทำได้ด้วยลวดลายที่ละเอียดและเปลือกซิลิกาโซล.
คุณสมบัติขนาดใหญ่ (>300 มม): ความคลาดเคลื่อนสัมบูรณ์จะผ่อนคลายลงเนื่องจากมวลความร้อน—คาดว่าค่าบนสุดของ % ช่วงหรือเบี้ยเลี้ยงที่มากขึ้น.

การทำซ้ำ / รูปแบบวิ่งต่อวิ่ง:

โรงหล่อที่มีการควบคุมอย่างดีสามารถถือครองได้ ±0.05–0.15% ความสามารถในการทำซ้ำของกระบวนการบนจุดวิกฤตข้ามล็อตเมื่อมีรูปแบบ, การควบคุมเปลือกและเตามีความเข้มงวด.

การหดตัวเชิงเส้น (ค่าเผื่อทั่วไป):

ประมาณ. 1.2–1.8% การหดตัวเชิงเส้นมักใช้สำหรับเหล็กและโลหะผสม Ni-base; ค่าต่างๆ ขึ้นอยู่กับโลหะผสมและวัสดุลวดลาย — โรงหล่อจะระบุการหดตัวที่แน่นอนสำหรับเครื่องมือ.

ความขรุขระ (ในฐานะนักแสดง Ra):

เปลือกซิลิกาโซล (ล้างละเอียด):data 0.6–1.6 µm Ra (เสร็จสิ้นการหล่อที่ใช้งานได้จริงที่สุด).
วิศวกรรมทั่วไปของซิลิกาโซล:หยาบคาย 1.6–3.2 µm Ra สำหรับเปลือกวิศวกรรมทั่วไป.
เปลือกแก้วน้ำ / ปูนปั้นหยาบ:µ2.5–8 µm Ra.
ขี้ผึ้งขัดเงาจะตาย + ปูนปั้นดี + การยิงอย่างระมัดระวัง: ผิวสำเร็จระดับไมครอนสามารถหาได้จากเครื่องประดับ/ชิ้นส่วนออปติคัล.

รูปร่าง & ความคลาดเคลื่อนของตำแหน่ง (เหมือนหล่อ):

ความคลาดเคลื่อนของตำแหน่งโดยทั่วไปสำหรับคุณลักษณะที่สำคัญ (หลุม, ผู้บังคับบัญชา) เป็น ± 0.2–0.5 มม. เว้นแต่จะระบุไว้สำหรับการตัดเฉือน.

เหตุใดการหล่อแบบขี้ผึ้งจึงได้ตัวเลขเหล่านี้

ความเที่ยงตรงของรูปแบบที่แม่นยำ: ขี้ผึ้งฉีดขึ้นรูปหรือเรซินที่หล่อได้สมัยใหม่จะสร้างรายละเอียดของเครื่องมือโดยมีความผิดปกติของพื้นผิวต่ำมาก.
เคลือบซักอย่างดี: วัสดุทนไฟเคลือบชั้นแรก (อนุภาคที่ละเอียดมาก, มักจะเป็นซิลิกาผสมเซอร์คอนหรือต่ำกว่า 10 µm ในซิลิกาโซล) บันทึกพื้นผิวและเติมคุณสมบัติย่อย.
บาง, หน้าสัมผัสเปลือกสม่ำเสมอ: การสัมผัสกันอย่างใกล้ชิดระหว่างเปลือกและลวดลาย (และควบคุมความแข็งของเปลือก) ลดการบิดเบี้ยวระหว่างการเทแว็กซ์/ความเหนื่อยหน่ายและการเท.
ควบคุมมวลความร้อน: เปลือกหอยมีความบางเมื่อเทียบกับแม่พิมพ์ทราย ดังนั้นการไล่ระดับความร้อนที่พื้นผิวจึงมีขนาดเล็กลง, สร้างชั้น "เย็น" ที่ดีและลดการบิดเบือนคุณสมบัติเล็กๆ น้อยๆ.
การบิดเบือนการจัดการรูปแบบต่ำ: สูตรแว็กซ์สมัยใหม่และเรซิน AM ลดการเคลื่อนตัวและการหดตัวของรูปแบบก่อนกะเทาะ.

5. วัสดุ & ข้อดีทางโลหะวิทยาของการหล่อขี้ผึ้งหาย

การหล่อแบบขี้ผึ้งรองรับโลหะผสมได้หลากหลายโดยมีผลทางโลหะวิทยาที่ได้รับการควบคุม:

ความเข้ากันได้ของโลหะผสม: สแตนเลส, เหล็กกล้าเครื่องมือ, ซุปเปอร์อัลลอย (อินโคเนล, เรน), โลหะผสมโคบอลต์, ไทเทเนียม (ด้วยการเคลือบที่เหมาะสมและการหลอมแบบสุญญากาศ/เฉื่อย), ทองแดง โลหะผสม, และสเตนเลส/ดูเพล็กซ์อัลลอยด์ชนิดพิเศษ.
การแข็งตัวที่ควบคุมได้ & โครงสร้างจุลภาคที่กลั่นกรอง: ผนังเปลือกบางและการสัมผัสใกล้ชิดกับวัสดุทนไฟช่วยลดการไล่ระดับความร้อนที่พื้นผิวและช่วยสร้างโครงสร้างเดนไดรต์ที่ละเอียดที่พื้นผิว (ผิวที่ละเอียดยิ่งขึ้น) และโครงสร้างจุลภาคภายในที่คาดการณ์ได้.
โลหะวิทยาที่สะอาดขึ้น: การหล่อการลงทุนด้วยกระบวนการเชลล์และการหลอมที่ทันสมัยช่วยลดการเกาะติดเทียบกับ. การหล่อทราย; โดยเฉพาะอย่างยิ่งเปลือกซิลิกาโซลช่วยลดการรวมตัวของเซรามิก.
ความเข้ากันได้ของการเทแบบสุญญากาศ/เฉื่อย: จำเป็นสำหรับอัลลอยด์ที่เกิดปฏิกิริยา เช่น ไทเทเนียมและซูเปอร์อัลลอยบางชนิด, ลดการเกิดออกซิเดชันและการรวมตัว.
ความเข้ากันได้ของการรักษาความร้อนเฉพาะที่: ชิ้นส่วนที่มีรูปร่างใกล้เคียงตาข่ายสามารถผ่านกรรมวิธีทางความร้อนหรือ HIPed เพื่อปิดรูพรุนที่ตกค้างและทำให้โครงสร้างเป็นเนื้อเดียวกันเมื่อจำเป็น.

ผลลัพธ์: ชิ้นส่วนที่มีสมรรถนะทางกลสูง, ชีวิตที่เหนื่อยล้าที่คาดการณ์ได้ (เมื่อควบคุมความพรุนได้), และทนต่อการกัดกร่อนได้ดี.

6. รูปทรงใกล้เคียงสุทธิและการประหยัดการตัดเฉือน/การประมวลผล (ความได้เปรียบทางเศรษฐกิจ)

เนื่องจากการหล่อแบบแวกซ์แว็กซ์จะสร้างรูปทรงขั้นสุดท้ายขึ้นมาใหม่อย่างใกล้ชิด, มันมักจะลดการประมวลผลรอง:

รูปร่างใกล้เน็ต: มีสต็อกน้อยที่สุดสำหรับการตัดเฉือน ซึ่งมักจะลดเวลาการตัดเฉือนลง, การสึกหรอของเครื่องมือและเศษวัสดุ.
การลดการตัดเฉือน: ขึ้นอยู่กับความซับซ้อน, การดำเนินการตัดเฉือนสามารถลดลงได้มาก; การหล่อการลงทุนสำหรับส่วนประกอบหลายๆ ชิ้นสามารถลดชั่วโมงการตัดเฉือนลงได้ 50% หรือมากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับชิ้นส่วนที่กลึงเต็มที่ (ขึ้นอยู่กับกรณีและปัญหา).
ประหยัดวัสดุ: วัสดุเหล็กแท่งน้อยจะถูกตัดเฉือนออกไป, ลดต้นทุนวัสดุและของเสีย (สำคัญอย่างยิ่งสำหรับโลหะผสมราคาแพง เช่น อินโคเนลหรือไทเทเนียม).
ค่าใช้จ่ายทั้งหมดของการเป็นเจ้าของ: สำหรับรูปทรงที่ซับซ้อนในปริมาณปานกลางถึงต่ำ, การหล่อการลงทุนมักจะมีต้นทุนรวมต่ำที่สุด (เครื่องมือ + ต่อส่วน + หลังการประมวลผล).

หมายเหตุทางเศรษฐกิจ: จุดคุ้มทุนเทียบกับ. การหล่อหรือการตีขึ้นรูปขึ้นอยู่กับปริมาณ, โลหะผสม, ความซับซ้อนและความอดทน.

การหล่อการลงทุนมักจะน่าดึงดูดที่สุดสำหรับ: เรขาคณิตที่ซับซ้อน, ปริมาณการผลิตปานกลางถึงต่ำ, โลหะผสมที่มีมูลค่าสูง, หรือเมื่อรูปร่างใกล้สุทธิช่วยประหยัดการตัดเฉือนที่มีราคาแพง.

7. ชุดเล็ก, ทำซ้ำอย่างรวดเร็ว & ความยืดหยุ่นของเครื่องมือ (ข้อได้เปรียบด้านเวลานำ)

ข้อได้เปรียบที่มีปริมาณน้อย: เครื่องมือ (ขี้ผึ้งตาย, 3รูปแบบการพิมพ์ D) ราคาถูกกว่าและเร็วกว่าเครื่องมือหนักสำหรับการหล่อแบบตายตัว — เหมาะสำหรับงานต้นแบบและการกลึงขนาดเล็ก.
การรวมรูปแบบ AM: 3รูปแบบขี้ผึ้ง/เรซินที่พิมพ์ด้วย D-printed ได้ช่วยขจัดความจำเป็นในการใช้เครื่องมือหนักที่มีราคาแพงโดยสิ้นเชิง, ช่วยให้สามารถทำซ้ำได้อย่างรวดเร็วและผลิตเพียงครั้งเดียว.
การผลิตที่ปรับขนาดได้: ขั้นตอนการทำงานเดียวกันรองรับต้นแบบเดี่ยวผ่านชิ้นส่วนหลายพันชิ้น, เพียงแค่เปลี่ยนปริมาณการผลิตรูปแบบ.
ลดเวลา NPI: นักออกแบบสามารถวนซ้ำรูปทรงเรขาคณิตได้อย่างรวดเร็วและทดสอบต้นแบบการหล่อที่เป็นตัวแทนในเชิงโลหะวิทยาของชิ้นส่วนการผลิต (แตกต่างจากพลาสติกที่สร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วหลายชนิด).

ความหมาย: ระยะเวลาในการนำออกสู่ตลาดสั้นลงสำหรับชิ้นส่วนที่ซับซ้อนและการผลิตในปริมาณน้อยที่เป็นไปได้โดยไม่ต้องใช้แม่พิมพ์ราคาแพง.

8. ข้อดีของการใช้งาน — ในกรณีที่แวกซ์หายจะส่องประกาย

ข้อดีของการหล่อขี้ผึ้งหายนั้นมีประโยชน์เป็นพิเศษในด้านเหล่านี้:

ชิ้นส่วนหล่อขี้ผึ้งหายโลหะผสมเหล็กแบบกำหนดเอง

การบินและอวกาศ & กังหันก๊าซ: ใบมีด, ใบพัด, ตัวเรือนที่ซับซ้อน — ซึ่งต้องใช้ซูเปอร์อัลลอยด์และการตกแต่งพื้นผิวที่แม่นยำ.
การปลูกถ่ายทางการแพทย์ & เครื่องมือ: ชิ้นส่วนไทเทเนียมและสเตนเลสที่ใช้ในการผ่าตัดที่มีผิวสำเร็จที่ดีเยี่ยมและเข้ากันได้ทางชีวภาพ.
น้ำมัน & แก๊ส / ปิโตรเคมี: ทนต่อการกัดกร่อน วาล์ว ร่างกาย, ใบพัด, อุปกรณ์ที่ซับซ้อน.
ปั๊มที่แม่นยำ, เครื่องจักรเทอร์โบ & ไฮดรอลิก: พิกัดความเผื่อที่แคบและเส้นทางการไหลที่ซับซ้อน.
เครื่องประดับ & ฮาร์ดแวร์ตกแต่ง: พื้นผิวที่ดีที่สุดและความเที่ยงตรงของรายละเอียด.
ศิลปะ & ประติมากรรม: กำหนดเองแบบครั้งเดียวพร้อมความเที่ยงตรงของพื้นผิวสูง.

9. ด้านสิ่งแวดล้อม & ข้อดีด้านความยั่งยืน

การหล่อการลงทุนอาจเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมเมื่อเทียบกับทางเลือกอื่น:

ประสิทธิภาพของวัสดุ: รูปร่างที่ใกล้เคียงสุทธิช่วยลดเศษซากและของเสียจากการตัดเฉือน ซึ่งมีความสำคัญกับโลหะที่มีมูลค่าสูง.
ความสามารถในการรีไซเคิล: ขยะจากขี้ผึ้งและวัสดุทนไฟสามารถจัดการ/รีไซเคิลได้; สไปร์และไรเซอร์โลหะสามารถรีไซเคิลได้.
การปล่อยพลังงานสำหรับการวิ่งขนาดเล็ก/กลาง: หลีกเลี่ยงการตีขึ้นรูปหรือการผลิตแม่พิมพ์ที่ใช้พลังงานมากในปริมาณน้อย.
ศักยภาพในการลดการประกอบ & ผลกระทบต่อวงจรชีวิตที่เกี่ยวข้อง: การหล่อแบบชิ้นเดียวแทนที่ชุดประกอบหลายส่วน, ลดรัด, ซีลและการบำรุงรักษาที่เกี่ยวข้อง.

10. ข้อจำกัด & เมื่อการหล่อการลงทุนอาจไม่ดีที่สุด

เพื่อให้มีความสมดุล: การหล่อการลงทุนไม่ใช่ยาครอบจักรวาล.

ชิ้นส่วนธรรมดาที่มีปริมาณมาก: การหล่อแบบหรือการปั๊มขึ้นรูปอาจมีราคาถูกกว่าต่อชิ้นส่วนในปริมาณมาก.
ชิ้นส่วนที่ใหญ่มาก: การหล่อทรายหรือการปั้นเปลือกหอยอาจจะประหยัดกว่า.
ชิ้นส่วนคล้ายแผ่นบางมาก: การปั๊มหรือการขึ้นรูปแผ่นจะดีกว่า.
เมื่อต้นทุนต่อหน่วยขั้นต่ำที่แน่นอนคือไดรเวอร์ และไม่จำเป็นต้องมีพิกัดความเผื่อ/การตกแต่งพื้นผิวที่แน่นหนา, กระบวนการที่ง่ายกว่าอาจชนะได้.

11. บทสรุป

แว็กซ์ที่หายไป (การลงทุน) การหล่อมอบการผสมผสานที่เป็นเอกลักษณ์ของ ออกแบบเสรีภาพ, ความแม่นยำ, ความคล่องตัวของวัสดุและความประหยัดที่เกือบจะเป็นรูปสุทธิ.

เป็นวิธีทางเลือกเมื่อเรขาคณิตซับซ้อน, โลหะผสมที่มีมูลค่าสูง, การตกแต่งพื้นผิวที่ละเอียดและค่าพิกัดความเผื่อที่แคบเป็นสิ่งสำคัญ.

การปรับปรุงสมัยใหม่—เปลือกซิลิกาคอลลอยด์, เทสูญญากาศ, การเพิ่มลวดลาย—ได้ขยายขอบเขตของกระบวนการไปสู่การใช้งานที่มีความต้องการมากขึ้น.

เมื่อนำมาประยุกต์กับการควบคุมกระบวนการและการออกแบบการหล่ออย่างเหมาะสม, การหล่อการลงทุนให้ความน่าเชื่อถือ, ชิ้นส่วนที่มีความสมบูรณ์สูงซึ่งมักจะมีประสิทธิภาพเหนือกว่าทางเลือกอื่นในด้านต้นทุนและประสิทธิภาพรวมของระบบ.

คำถามที่พบบ่อย

คุณสมบัติจะดีแค่ไหนกับการหล่อการลงทุน?

สามารถแสดงคุณสมบัติอย่างละเอียดได้จนถึงรายละเอียดย่อยระดับมิลลิเมตร; ค่าต่ำสุดในทางปฏิบัติขึ้นอยู่กับโลหะผสม, ระบบเปลือกและวัสดุลวดลาย.

สำหรับคุณสมบัติของเครื่องประดับขนาดเล็ก/ชิ้นส่วนที่ งานละเอียด <0.5 มม. ถูกนำมาใช้; สำหรับชิ้นส่วนทางวิศวกรรม, นักออกแบบมักจะกำหนดเป้าหมาย ≥1 มม. เพื่อให้มั่นใจถึงความทนทาน.

ฉันสามารถคาดหวังการตกแต่งพื้นผิวแบบใด?

Ra แบบนักแสดงทั่วไปคือ ~0.6–3.2 ไมโครเมตร ขึ้นอยู่กับการล้างและการเคลือบเปลือก; ซิลิกาโซลช่วยให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด. การขัดหรือการตัดเฉือนขั้นสุดท้ายสามารถปรับปรุงสิ่งนี้เพิ่มเติมได้.

การหล่อแบบลงทุนเหมาะสำหรับไทเทเนียมและซูเปอร์อัลลอยนิกเกิล?

ใช่. ใช้ซิลิกาโซลและน้ำยาล้างสิ่งกีดขวางที่เหมาะสม (เพทาย) และสุญญากาศ/เฉื่อยละลายสำหรับไทเทเนียมและซูเปอร์อัลลอยเพื่อหลีกเลี่ยงปฏิกิริยาเปลือกโลหะและออกซิเดชัน.

เมื่อใดที่ฉันควรพิจารณา HIP?

สำหรับการใช้งานที่มีความสำคัญต่อความเหนื่อยล้าหรือเมื่อต้องขจัดความพรุน, สะโพก (การกดแบบมีความร้อนคงที่) หลังจากการหล่อเป็นวิธีมาตรฐานในการปิดโพรงภายในและปรับปรุงคุณสมบัติทางกล.

การลงทุนหล่อมีราคาแพง?

ต้นทุนเปลือกและค่าแรงต่อชิ้นส่วนอาจสูงกว่าการหล่อทราย, แต่ ต้นทุนทั้งหมด (รวมถึงการตัดเฉือน, การประกอบและเศษเหล็ก) มักจะต่ำกว่าสำหรับความซับซ้อน, ชิ้นส่วนที่มีปริมาณปานกลางหรือมีมูลค่าสูง.