1. Загальна здійсненність
Прототип лиття по моделлю дуже здійсненний, коли метою є швидка перевірка складної металевої деталі, перед тим, як приступити до використання жорстких інструментів або виробництва великих обсягів.
У промисловості лиття за моделлю виплавлених моделей широко застосовуються гібридні стратегії, які використовують 3D-друковані воскові або пластикові візерунки,
особливо тому, що вони можуть скоротити час підготовки першої статті, нижча вартість малосерійних деталей, і забезпечують більшу геометричну складність, ніж звичайні маршрути, керовані інструментами.
Це сказано, здійсненність не є універсальною.
Лиття прототипу за виплавленими моделями має найбільший сенс, коли деталь має геометрію, цільовий обсяг, і кваліфікаційний тягар виправдовують процес лиття, а не обробку з ЧПУ, Виробництво добавок, або простіший прототип маршруту.
Іншими словами, часто це чудова відповідь на складні металеві прототипи майже чистої форми, але не завжди найдешевша або найшвидша відповідь для кожної частини.
Це висновок з опублікованого часу виконання, вартість, і компроміси в управлінні процесом, про які повідомляють джерела промисловості лиття по моделлю.
2. Доцільність витрат
З точки зору вартості, Лиття прототипу за виплавленими моделями є привабливим, оскільки воно може усунути або зменшити потребу у твердому інструменті на ранніх стадіях розробки.
У матеріалах галузевої конференції зазначається, що друковані воскові/пластикові візерунки можуть значно скоротити час виготовлення першої продукції та знизити вартість деталей невеликого обсягу,
і що для деяких ливарних заводів річна вартість друкованих шаблонів може навіть наближатися до вартості звичайного жорсткого інструменту, це означає, що економічний кросовер значною мірою залежить від обсягу та шаблонної стратегії.
Картина витрат стає більш сприятливою, коли прототип є достатньо складним, щоб обробка вимагала багатьох налаштувань, або коли конструкція включає внутрішні проходи або консолідовані елементи, які в іншому випадку потребували б складання.
Література про лиття за виплавленими моделями чітко підкреслює цінність складної внутрішньої геометрії та скорочення подальшої механічної обробки як головну перевагу процесу.
З іншого боку, вартість може швидко зрости, якщо проект вимагає дуже жорстких допусків, надзвичайно жорсткі вимоги до обробки поверхні, обширний НК, або розробити сертифікацію.
Індустріальний консенсус зазначає, що виключно малі допуски збільшують вартість лиття, що полірована або спеціальна обробка поверхні збільшує вартість і має вказуватися лише за необхідності, і що сертифікація та тестові планки також додають як прямі, так і непрямі витрати.
3. Здійсненність циклу
Прототип лиття по виплавлюваних моделях особливо сильний під час циклу, коли традиційний шлях інструменту буде повільним.
Без фіксованого інструменту, конструкцію серцевини та цикл виробництва можна усунути, а прототип керамічних сердечників можна виготовити за відносно короткий графік.
Один із наведених зразків досяг остаточних стандартів розмірів і обробки і був готовий до вливання 39 днів від концепції дизайну; інше вимагає a 5-місяць загальний цикл від дизайну до кваліфікації лиття.
Перевага циклу найбільш значуща на ранніх стадіях розвитку, де головна мета полягає в тому, щоб якнайшвидше запустити фізично репрезентативну частину для тестування.
Галузеві джерела також повідомляють, що короткотиражне лиття за виплавленими моделями з використанням друкованих воскових/пластмасових моделей було широко поширене і що ці підходи можуть значно скоротити час лиття першого виробу..
Однак, перевага циклу не є автоматичною.
Ті ж джерела підкреслюють, що для успішного розвитку потрібна тісна інтеграція між ядром, дизайн лиття, і виробничий процес.
Коли ця інтеграція слабка, розвиток може сповільнюватися, а не прискорюватися.
4. Технічні та практичні обмеження
Найбільші обмеження — геометричні, пов'язані з якістю, і пов'язані зі специфікацією.
Лиття по виплавленим моделям з друкованим малюнком створює деяку шорсткість поверхні та сходинки, і коригування розмірів часто необхідні при переході від друкованих восків до твердих інструментів.
Це не фатальні недоліки, але це реальні інженерні обмеження, які впливають на готовність прототипу.
Оздоблення поверхні є ще одним важливим обмеженням. Лиття по виплавлюваним моделям може отримувати хороші поверхні, але точні вимоги до фінішної обробки повинні виконуватися ретельно,
тому що спеціальні операції фінішної обробки збільшують вартість і оскільки очікування щодо обробки поверхні можуть стати обмежувальними, особливо коли задіяні внутрішні особливості.
Індустріальний консенсус також зазначає, що стандарти обробки поверхні та візуальні критерії прийнятності можуть бути особливо вимогливими, і що вимоги до обробки поверхні можуть перешкоджати використанню підходів на основі адитивного виробництва для деяких внутрішніх функцій.
Допуск на розміри можливий, але це не безмежно.
Керівництво ливарного виробництва стверджує, що дуже близькі допуски можуть бути досягнуті лише тоді, коли це дійсно необхідно, і що вони збільшують вартість.
На рівні дизайну, Керівництво по виплавляним моделям також наголошує на контролі товщини стінки, уникнення проблемних підрізів і нависів, і дотримання обмежень процесу заповнення та видалення оболонки.
Перевірка та кваліфікація також можуть стати вузьким місцем.
У промисловості консенсус підкреслює, що тестові батончики дорогі, що сертифікаційні плани повинні бути узгоджені заздалегідь, і що відстежуваність і деталі сертифіката можуть суттєво вплинути як на вартість, так і на час виконання.
У прототипах програм, це означає, що «прототип» може бути відкладений не через сам кастинг, але через кваліфікаційний пакет навколо нього.
5. Конструкція та залежність від обсягу
Прототип лиття за виплавленими моделями найбільш доцільний, якщо деталь має достатню геометричну складність, щоб лиття створювало справжню цінність.
Це включає підрізи, глухі отвори, кутові проходи, і тонкі або консолідовані форми, які важко або дорого обробляти звичайним способом.
Керівництво з лиття за виплавленими моделями чітко зазначає, що процес може обробляти багато форм, які неможливо обробити або недостатньо точно під час лиття в пісок.
Менш привабливо, коли прототипом є проста призматична деталь, коли допуски надто жорсткі для всіх функцій, або коли деталь можна виготовити швидше та дешевше за допомогою обробки з ЧПУ.
Література про друковані пластикові шаблони також показує, що геометричні обмеження можуть зменшити практичний виграш у часі в деяких випадках, і що обробка з ЧПУ звичайних шаблонів і стрижневих коробок може залишатися висококонкурентоспроможною.
6. Техніко-економічне обгрунтування
Лиття прототипу по моделлю виплавлених моделей дуже можливо як a засіб розробки, особливо для складних металевих деталей, які потребують швидкої першої статті, реалістична матеріальна поведінка, і геометрія майже чистої форми.
Він є найбільш переконливим, коли він допомагає згортати кілька етапів обробки та складання в один литий компонент і коли цінність прототипу полягає у функції перевірки, підходити, протікати, або структурної поведінки, а не ідеального косметичного покриття.
Практичне правило просте: чим складніша геометрія і тим вище значення ранньої перевірки, тим сильніше обґрунтування для прототипу лиття по моделлю.
Тим більше в проекті домінують екстремальні вимоги до обробки, дуже жорсткі допуски, або важкий тягар сертифікації, тим більше зменшуються переваги вартості та графіка.
Це головний розрив здійсненності.
