Инвестиционное литье: объяснение векового производственного процесса

Процесс инвестиционного литья

Инвестиционное литье — распространенный промышленный процесс, используемый тысячелетиями. Корни в Древнем Египте и Китае. В древности использовали пчелиный воск, теперь — более продвинутые восковые материалы и сплавы. Хотя инвестиционное литье дает всего одну деталь на форму, оно высокоточно, универсально и повторяемо. Здесь подробно разберем, что такое инвестиционное литье.

Способно создавать сложные формы и детали, процесс включает создание восковой модели, которую окунают в керамическую суспензию. Процесс назван так из-за этого шага: модель «инвестируется» в суспензию, которая затем образует закаленную форму. После закалки керамики форму переворачивают и нагревают; воск вытекает, создавая оболочку, в которую льют расплавленный металл. Когда металл остывает, керамическую форму разбивают.

Так как восковая модель расплавляется (теряется) в процессе, технику часто называют «литьем по вы 잃енной модели» (lost-wax casting).

Этапы инвестиционного литья

Используется для изготовления ювелирных изделий, лопастей турбин и промышленных деталей: шестеренок, кривых, ноков. Основные шаги:

1. Литье восковой модели: Воск формируется в форму детали. Часто материал выбора, так как воск легко плавится и многоразов. Мастер-форма или матрица создается для производства восковых моделей и может иметь стержни для внутренних признаков. Для производства множественных деталей одновременно восковой стержень (или ранер) может соединять формы и позволять расплавленному материалу достигать многих деталей одновременно. Каналы и формы создают древовидную центральную восковую заливочную систему.
2. Создание формы: Восковая модель, ранеры и впускные каналы (где позже льется расплав) окунают в керамическую рефрактерную суспензию, обычно из тонких кремнеземных частиц, воды и связующих. Слой суспензии, покрывающий деталь, становится формой. Окунают несколько раз, сборку покрывают слоем материала до 10 мм толщиной и сушат. Деталь переворачивают вверх дном и нагревают для плавления воска, который вытекает, образуя полую оболочку.
3. Литье: Форму предварительно нагревают до очень высокой температуры (до 2000°F / ~1100°C) для улучшения текучести и предотвращения повреждения формы. Расплавленный металл льется в заливочную систему для заполнения полости формы. Гравитации обычно достаточно, но вакуум или давление могут применяться в зависимости от применения. По мере остывания керамика и металл усаживаются, повышая точность. Время остывания зависит от материала и толщины.
4. Разрушение формы: Форму нужно разбить осторожно, чтобы не повредить отливку. Можно вручную инструментами или водяными струями. Индивидуальные отливки отделяют от заливочной системы резанием, пилением, ударными инструментами. Иногда удаляют сжиганием или жидким азотом (холодное разрушение) перед очисткой и финишем.
5. Финиш: Пескоструйка, шлифовка, сварка или другая термическая обработка для удаления примесей, выпрямления детали или сглаживания поверхностей. Гидропрессы могут использоваться для выпрямления. Вторичная механическая обработка добавляет время и может не подходить для больших серий. В целом, от создания восковой модели до завершения литья уходит около семи дней, большая часть — формирование/сушка керамической оболочки.

Технологии 3D-печати

Смолообразные модели теперь можно делать 3D-печатью. Стереолитография (SLA) и цифровая обработка света (DLP) обычно используются. Эти технологии упрощают инвестиционное литье, заменяя традиционные этапы создания формы и производства восковой модели.

Свяжитесь с Laszeray Technology

Чтобы узнать больше о наших производственных возможностях, сроках исполнения и том, что такое инвестиционное литье и как оно работает, звоните 440-582-8430 сегодня.