Инвестиционное литье

Одним из самых разнообразных методов литья, используемых в производстве, является литье по выплавляемым моделям. Инженерам он нравится, потому что он обеспечивает превосходную точность размеров, чистую поверхность, сложную конструкцию, быстрое производство и другие преимущества.

В этой статье мы углубимся в нюансы литья по выплавляемым моделям.

Один из первых известных методов обработки металлов давлением — литье по выплавляемым моделям — лежит в основе промышленного процесса, известного как литье по выплавляемым моделям. Мы также можем использовать «литье по выплавляемым моделям» для описания современных процедур литья по выплавляемым моделям.

В различных формах литье по выплавляемым моделям использовалось на протяжении последних 5000 лет. Пчелиный воск впервые использовался для создания узоров, необходимых для процесса литья. Способность литья по выплавляемым моделям производить компоненты из различных металлов и сплавов с выдающимися эксплуатационными характеристиками с точностью, воспроизводимостью, адаптируемостью и целостностью делает его высоко ценимым.

Тонкие восковые конструкции должны выдерживать давление, используемое при создании формы. Большая часть воска, используемого при литье по выплавляемым моделям, подлежит вторичной переработке. Недавний вариант литья по выплавляемым моделям, в котором отсутствуют некоторые процессы, называется «литьем по выплавляемым моделям».

Литье по выплавляемым моделям основано на использовании огнеупорного материала для окружения рисунка и создания формы, которая затем используется для отливки расплавленного вещества. Стекло, углеродистая сталь, латунь, сплавы алюминия и нержавеющей стали входят в число материалов, которые можно отливать. Полость внутри огнеупорной формы представляет собой почти идеальную копию предполагаемой детали, хотя и несколько увеличенную. Выдающиеся характеристики поверхности, полученные при литье по выплавляемым моделям, могут снизить потребность в дальнейших машинных обработках из-за твердости огнеупорных материалов.

Двумя наиболее популярными методами литья по выплавляемым моделям являются кремнезоль и жидкое стекло. Основными различиями являются стоимость отливки и шероховатость поверхности. Керамическая форма изготовлена из кварцевого песка жидкого стекла, а процесс жидкого стекла депарафинизируется в горячей воде. Керамическая форма изготовлена из кремнезольного цирконового песка, и с использованием этого метода происходит депарафинизация пламенем. Процесс с применением золя кремнезема дороже, чем метод с жидким стеклом, но дает превосходную поверхность.

С помощью этой процедуры можно изготовить как крошечные отливки весом в несколько унций, так и массивные отливки весом в несколько сотен фунтов. Хотя изначально это дороже, чем литье в песчаные формы или литье под давлением, стоимость единицы продукции снижается с увеличением производства. Сложные формы, которые может быть сложно или невозможно создать с помощью других методов литья, можно получить с помощью литья по выплавляемым моделям. Кроме того, он может производить изделия с низкими допусками и отличными характеристиками поверхности без необходимости их окончательной обработки или механической обработки.

Инвестиционный кастинг: краткая история

Различные методы литья по выплавляемым моделям использовались древними египтянами между 4000 и 3000 годами до нашей эры. Однако возросшая потребность в компонентах для авиационных двигателей и производства планеров во время Второй мировой войны повысила их экономическую значимость и привлекательность.

Литье по выплавляемым моделям со временем эволюционировало от своей первой итерации, которая включала набивку глины в форму из пчелиного воска, до использования керамических форм и разработки специализированных печей для депарафинизации и т. д.

Исторически литье по выплавляемым моделям было возможно только в больших объемах производства из-за высоких затрат на изготовление мастер-матриц. Однако стоимость производства штампов была сведена к минимуму, а время изготовления штампов стало возможным благодаря недавней разработке 3D-печати восковых моделей.

Кастинг по выплавляемым моделям: плюсы и минусы

Плюсы литья по выплавляемым моделям

Литье по выплавляемым моделям позволяет производить монолитные детали чрезвычайно сложной конструкции и геометрии.
Короткая длина или малая глубина позволяют отливать тонкие секции толщиной всего 0,40 мм (0,015 дюйма) без проблем с холодным закрытием.
Допуски 0,075 мм (0,003 дюйма) или выше можно легко достичь с помощью литья с низким содержанием воска.
Литье по выплавляемым моделям, по сравнению с аналогичными методами производства, может дать исключительно полированную поверхность без необходимости дальнейших этапов отделки. Размер RMS Rah обычно составляет от 1,30 до 0,40 микрона.
Хотя ограничений на типы материалов, в которые можно инвестировать, практически нет, наиболее распространенным выбором являются алюминиевые сплавы, чугун и сплавы цветных металлов. Сплавы с высокой температурой плавления являются главным кандидатом для этого метода.
Ветер в лицо поможет при использовании мастер-матрицы для создания восковых моделей; тем не менее, черновики стен не требуются.
Поскольку финальных строк нет, актерский состав не получит никакой огласки. Однако на восковых образцах могут быть видны линии отделения от мастер-матрицы.
Часто допускается небольшой припуск от 0,4 до 1 мм (от 0,015 до 0,040 дюйма), а дополнительную механическую обработку можно избежать или свести к минимуму.
Чрезвычайно гладкие поверхности после литья могут быть достигнуты при высокой точности размеров. Эти преимущества проявляются наиболее ярко при работе с металлами, которые трудно поддаются механической обработке и имеют высокие температуры плавления, что исключает использование гипсовых или металлических форм в производственном процессе.
Во многих случаях воск можно сохранить для дальнейшего использования.

Минусы литья по выплавляемым моделям

Литье по выплавляемым моделям обходится дороже, чем другие методы литья металлов, такие как литье под давлением и литье в песчаные формы, поскольку оно требует множества сложных процедур. Некоторые процессы можно автоматизировать, и хотя первоначальные инвестиции могут быть выше, чем при литье в песчаные формы или кокиль, цена за единицу продукции снижается с ростом производства. Крупномасштабное производство литья по выплавляемым моделям постоянно ограничивается высокой стоимостью штампов, необходимых для создания моделей.
Высокая стоимость обусловлена также необходимостью специального оборудования, высокой стоимостью рабочей силы и расходом огнеупорного материала.
Если для детали требуются стержни или имеются отверстия глубиной более 1,5 диаметра или менее 1,6 мм, отливка детали становится сложной задачей.

Литье по выплавляемым моделям в сравнении с другими производственными процессами

При выборе производственного процесса для ваших компонентов важно учитывать несколько критериев, включая сложность конструкции, точность, полировку поверхности, адаптируемость материала, экономическую эффективность, объем производства, сложность инструмента, диапазон веса и сложность деталей. Преимущества литья по выплавляемым моделям проиллюстрированы в этой таблице путем сравнения его с другими широко используемыми производственными процессами, включая ковку, литье в песчаные формы, литье под давлением, обработку с ЧПУ и обработку с ЧПУ.

Важность литья по выплавляемым моделям в современных отраслях

Способность производить высококачественные, сложные и точные компоненты делает литье решающим фактором в современных отраслях. Ниже приведены некоторые основные аргументы в пользу инвестиционного литья:

Гибкость в размерах и весе: литье по выплавляемым моделям обеспечивает значительную гибкость в размерах и весе компонентов, которые можно изготовить, причем вес деталей варьируется от нескольких граммов до нескольких сотен килограммов.

Высокая точность и аккуратность: литье по выплавляемым моделям позволяет создавать компоненты с чрезвычайно жесткими допусками, высокой стабильностью размеров и точностью. Это экономит время и ресурсы, устраняя или уменьшая необходимость дополнительной механической обработки или чистовой обработки.

Превосходное качество поверхности. Качество поверхности компонентов, изготовленных методом литья по выплавляемым моделям, зачастую превосходного качества. Это уменьшает необходимость в дополнительной обработке поверхности или отделочных процедурах, одновременно повышая визуальную привлекательность компонента.

Экономическая эффективность для мелкосерийного производства. Первоначально литье по выплавляемым моделям может иметь высокие затраты на установку, но оно становится более доступным для малых и средних объемов производства, особенно при изготовлении сложных компонентов.

Сложные конструкции и сложная геометрия: с помощью литья по выплавляемым моделям можно производить изделия со сложной детализацией и замысловатыми формами, которые было бы сложно или невозможно создать с использованием традиционных методов литья. Это особенно полезно для таких отраслей, как аэрокосмическая и медицина, где для компонентов часто требуется сложная геометрия.

Универсальность материалов: при литье по выплавляемым моделям можно использовать многие металлы и сплавы, такие как сталь, нержавеющая сталь, латунь, алюминий, бронза и другие суперсплавы. Поскольку в каждой отрасли существуют разные требования к материалам, они подходят для разных отраслей.

Почему литье по выплавляемым моделям в Китае?

Литье по выплавляемым моделям стало более распространенным в Китае как высокоточная и эффективная технология производства. Благодаря широкому спектру возможностей и компетенции Китай стал одним из ведущих мировых производителей литья по выплавляемым моделям. Вот некоторые существенные преимущества в Китае при сравнении услуг по инвестиционному литью во многих областях:

Снижение производственных расходов: Китай может производить отливки по выплавляемым моделям более доступным образом, чем США, поскольку затраты на рабочую силу там зачастую дешевле. Это может быть особенно полезно для проектов, которые

Талантливая рабочая сила: Китай может похвастаться значительной рабочей силой, владеющей методами литья по выплавляемым моделям. Многие китайские литейные заводы работают уже много лет и обладают ноу-хау для создания отливок высочайшего качества.

Огромные производственные мощности. В Китае имеется несколько литейных заводов по выплавляемым моделям и значительные производственные мощности. Это означает, что выбор подходящего производителя для удовлетворения конкретных производственных требований имеет больше возможностей и гибкости.

Варианты материалов: Китай предоставляет множество металлов и сплавов, подходящих для литья по выплавляемым моделям. Благодаря их адаптируемости можно выбирать материалы, которые удовлетворяют конкретным потребностям, например, прочность, устойчивость к коррозии и термостойкость.

Современные технологии и оборудование. Китайские фабрики по литью по выплавляемым моделям часто используют современные технологии и оборудование, такие как возможности компьютерного проектирования и производства (CAD/CAM), системы контроля качества и современное оборудование для формования. Это обеспечивает высокую точность и эффективность производственных процессов.

Интеграция цепочки поставок: Китай создал высокоинтегрированную экосистему цепочки поставок для облегчения поиска инвестиций. Они состоят из легкодоступного сырья, оборудования и навыков обработки, и все это может помочь создать более эффективные производственные процедуры и сократить сроки выполнения заказов.

Хотя литье по выплавляемым моделям в Китае имеет эти преимущества, важно помнить, что разные производители могут предлагать разные уровни качества. Выбор надежного производителя литья по выплавляемым моделям имеет решающее значение перед размещением заказа.

Investment Casting Process

For thousands of years, investment casting has been a successful method for producing near-net shape goods in various forms.

Investment Casting Process

For thousands of years, investment casting has been a successful method for producing near-net shape goods in various forms.

Investment Casting Process

For thousands of years, investment casting has been a successful method for producing near-net shape goods in various forms.

Инвестиционное литье