Технология литья по выплавляемым моделям: 3D-принтеры в производстве процесса литья по выплавляемым моделям

Содержание

3D-принтеры в производстве процесса литья по выплавляемым моделям

Основные этапы литья по выплавляемым моделям | Главные преимущества 3D-печати в сравнении с традиционными технологиями | Примеры применения 3D-печати на производстве

Как уже было сказано во вступительной статье нашего «литейного» цикла, при оболочковом литье используются одноразовые модели и формы. Сегодня мы рассмотрим, как аддитивные технологии повышают эффективность процесса литья по выплавляемым моделям. Это один из наиболее точных литейных методов современной индустрии, позволяющий получать изделия с допусками 100-200 микрон.

Основные этапы литья по выплавляемым моделям

  1. Создается образец модели.
  2. Образец присоединяется к центральному литнику.
  3. Образец и центральный литник несколько раз опускают в огнеупорный материал, создавая форму вокруг образца.
  4. Образец удаляется из огнеупорной формы. Форма готова для заливки металлом.
  5. Металл заливается в форму.
  6. После охлаждения материал формы удаляется посредством механической обработки, химической очистки или растворения в воде.
  7. Части отрезают от центрального литника и слегка зачищают.

Создание новой продукции, и в особенности литейных деталей, – самая трудоемкая и дорогостоящая часть технологического процесса. В стандартном производстве для новой итерации изделия часто требуется и новая литейная оснастка, поскольку модернизировать существующую либо слишком затратно, либо невозможно.

Аддитивные технологии недаром называют революционными: они позволили сократить сроки изготовления изделий для опытного производства в разы и даже десятки раз. К примеру, прототип блока цилиндров автомобильного двигателя можно напечатать на 3D-принтере всего за две недели, тогда как его производство традиционными методами занимает полгода. 3D-печать не только экономит время, но и позволяет вырастить модели и формы любой сложности. У литья в этом смысле возможности ограничены.

Когда речь идет о точности детали, применение 3D-печати также не имеет себе равных. Наибольшее распространение эта технология получила в ювелирном деле, стоматологии, приборостроении – в тех отраслях, где в приоритете небольшие размеры и сложная геометрия изделия. При изготовлении таких объектов, как мелкие детали машин, ювелирные изделия, стоматологические протезы или имплантаты, востребована особо высокая точность и качество отливок.

Главные преимущества 3D-печати в сравнении с традиционными технологиями

  • Высокая производительность;
  • повышенная точность;
  • высокое качество;
  • возможность круглосуточной эксплуатации;
  • применение материалов для 3D-печати с качествами, оптимизированными для конкретных задач.

Фото 2. Восковая модель для отливки кольца (синего цвета) и готовое изделие

Построение моделей в 3D-принтере выполняется по технологии MJP (MultiJet Printing), основанной на многоструйном моделировании с помощью воска или фотополимера. Это дает возможность получать модели с высокой детализацией и превосходным качеством поверхности. 

Примеры применения 3D-печати на производстве

Фото 3. Модель и отливка компонента газотурбинных двигателей

Американская компания Turbine Technologies, Ltd. разработала модификацию двигателей внутреннего сгорания, на которые устанавливаются турбины высокого давления. Компания приобрела 3D-принтер для печати восковых моделей и получает готовую отливку в течение 3-4 дней. Восковые модели теперь изготавливаются непосредственно из 3D-моделей CAD, а литейный цех Turbine Technologies производит компоненты прототипов газотурбинных двигателей с большей точностью и меньшими расходами.

Фото 4. Золотая монета Гудвилла Цвелитини

А вот уникальный пример: к 40-летию короля южноафриканского племени зулусов Гудвилла Цвелитини была отлита монета из 18-каратного золота. Ее диаметр 100 мм, толщина 7 мм, а вес составляет чуть менее 0,5 кг. Перед производителем стояла задача напечатать монету в кратчайшие сроки, и благодаря выдающимся возможностям 3D-печати она была изготовлена всего за неделю.

Фото 5. Напечатанная на 3D-принтере мастер-модель для получения силиконовой формы

У воска для печати есть свои недостатки. Все затраты на выращивание восковой модели ложатся на конечное изделие, так как модель одноразовая и ее нельзя использовать повторно. Специалисты iQB Technologies решили немного модифицировать процесс, что позволило снизить издержки производства. На одном из российских предприятий была создана модель металлического сувенирного изделия (см. фото 5). Чтобы не платить за весь воск, который тратится на каждое изделие, модель была напечатана на 3D-принтере не из воска, а из пластика (фотополимерной смолы). Дальнейшее создание мастер-моделей выполнялось путем выплавления воска и литья по выплавляемым моделям.

Остановимся на этом примере, чтобы поэтапно рассмотреть весь технологический процесс.

После того как пластиковые модели напечатаны на 3D-принтере, они монтируются на плите.

Устанавливаются опоки.

Формы заливаются силиконом.

Силиконовая масса, как правило, сильно подвержена газации, поэтому для удаления воздушных пузырьков формы помещаются в импровизированную дегазационную камеру.

Когда полимеризация силикона завершилась, опоки снимаются. Внутри силикона «замурована» пластиковая модель.

Далее следует самый сложный этап – разделение силиконовой формы на куски и извлечение мастер-модели.

Силиконовая форма собирается обратно, и в нее заливают литейный воск.

Форму разнимают и получают мастер-модели из воска, которые крепятся к литниковому стояку (так называемая сборка моделей в елочку).

Елочка окунается в специальный раствор и обсыпается керамическим песком – тем самым вокруг модели создается огнеупорная оболочка. Затем елочка подвергается нагреву, и весь воск вытекает, остается полость, точно повторяющая форму модели. В нее заливается металл. Форма разрушается, готовые отливки отрезаются от литникового стояка и зачищаются.

Процесс закончен – мы получили готовое изделие.


А как аддитивные технологии применяются в процессе литья по выжигаемым моделям? Читайте в нашем блоге!


 

Статья опубликована 02.08.2017 , обновлена 19.04.2021

Литье по выплавляемым моделям. Технология литья по выплавляемым моделям.

Литье по выплавляемым моделям – процесс получения отливок из расплавленного металла в формах, рабочая полость которых образуется благодаря удалению (вытеканию) легкоплавкого материала модели при ее предварительном нагревании. Технологические операции процесса литья по выплавляемым моделям представлены на рисунке.

Выплавляемые модели изготавливают в пресс-формах 1 (рисунок, позиция а) из модельных составов, включающих парафин, воск, стеарин, жирные кислоты. Состав хорошо заполняет полость пресс-формы, дает четкий отпечаток. После затвердевания модельного состава пресс-форма раскрывается и модель 2 (рисунок, позиция б) выталкивается в холодную воду.

Затем модели собираются в модельные блоки 3 (рисунок, позиция в) с общей литниковой системой припаиванием, приклеиванием или механическим креплением. В один блок объединяют 2…100 моделей.

Формы изготавливают многократным погружением модельного блока 3 в специальную жидкую огнеупорную смесь 5, налитую в емкость

4 (рисунок, позиция г) с последующей обсыпкой кварцевым песком. Затем модельные блоки сушат на воздухе или в среде аммиака. Обычно наносят 3…5 слоев огнеупорного покрытия с последующей сушкой каждого слоя.

Модели из форм удаляют, погружая в горячую воду или с помощью нагретого пара. После удаления модельного состава тонкостенные литейные формы устанавливаются в опоке, засыпаются кварцевым песком, а затем прокаливают в печи в течение 6…8 часов при температуре 850…9500 C для удаления остатков модельного состава, испарения воды (рисунок, позиция д).

Технология литья по выплавляемым моделям

Заливку форм по выплавляемым моделям производят сразу же после прокалки в нагретом состоянии. Заливка может быть свободной, под действием центробежных сил, в вакууме и т.д.

После затвердевания залитого металла и охлаждения отливок форма разрушается, отливки отделяют от литников механическими методами, направляют на химическую очистку, промывают и подвергают термической обработке.

Литье по выплавляемым моделям обеспечивает получение точных и сложных отливок из различных сплавов массой 0,02…15 кг с толщиной стенки 0,5…5 мм.

Недостатком является сложность и длительность процесса производства отливок, применение специальной дорогостоящей оснастки.

Литьем по выплавляемым моделям изготавливают детали для приборостроительной, авиационной и другой отраслевой промышленности. Используют при литье жаропрочных труднообрабатываемых сплавов (лопатки турбин), коррозионно-стойких сталей, углеродистых сталей в массовом производстве (автомобильная промышленность).

Технологический процесс автоматизирован и механизирован.

Литье по выплавляемым моделям (ЛВМ) | Литейная Мануфактура

Литье по выплавляемым моделям начинается с изготовления прототипа (модели) будущей отливки из воска путем его инжектирования в пресс-форму или 3D печати из подходящего пластика (аддитивные технологии).

Модели отливок собирают в блок и наносят многослойное керамическое покрытие путем последовательного погружения в связующую суспензию и огнеупорный материал с промежуточной сушкой слоев. Когда набрано необходимое количество слоев (обычно 6-8), производится окончательная сушка и депарафинизация, под воздействием горячей воды или перегретого пара происходит расплавление воска и освобождение полости под дальнейшую заливку расплавленного металла.

Металл расплавляют в индукционных или дуговых печах, разогревая его до температуры 1600-1700°С и заливают в предварительно прокаленные при температуре 800-900°С керамические формы. Как только металл в форме затвердевает, керамические формы разрушают, отливки отделяют от литниковой системы и передают на финишные операции очистки и термообработки.

На рисунке представлены основные этапы производства отливок по выплавляемым моделям.

Литье по выплавляемым моделям является одним из наиболее точных методов получения отливок.  Данный метод позволяет выпускать отливки особо сложной геометрии, по сравнению с методом литья в землю или ХТС, при этом обеспечивая высокую точность размеров и низкую шероховатость поверхности, что позволяет отказаться от механической обработки либо значительно ее сократить.

— Детали сложной геометрии с высокими требованиями к механическим свойствам могут быть получены одной отливкой без применения операций сварки или  механической сборки из частей.

— Отливки по выплавляемым моделям имеют высокую точность: 6-8 класс точности по ГОСТ 26645-85, что сравнимо с 14-15 квалитетом при механической обработке.

— Высокая чистота поверхности отливки: в среднем  Ra 12.5, но достижимы и показатели Ra 3.2-1.6.

— Возможность получать отливки практически из всех известных сплавов: как из простых углеродистых сталей так и из жаропрочных, нержавеющих, износостойких и цветных сплавов.

— Технология ЛВМ позволяет исключить либо сократить механическую обработку: средний размер припуска, при необходимости, составляет 1 мм.

Литье по выплавляемым моделям впервые было применено древними египтянами между 4000-3000 годами до н.э., но наибольшее развитие и популярность получило после Второй мировой войны в связи с развитием производства турбинных авиационных двигателей и ростом спроса на точные отливки сложной геометрии (роторы и лопатки турбинных двигателей).

Литье по выплавляемым моделям за эти годы прошло путь от использования огнеупорной глины и моделей из пчелиного воска, до огнеупорных керамических форм и восковых составов выплавляемых автоклавным методом.

Высокая стоимость пресс-форм для получения восковых моделей до недавнего времени ограничивала применение данного метода при производстве мелких серий отливок, но появление аддитивных технологий в последние годы позволило исключить пресс-формы из технологической цепочки и сделало отливки по выплавляемым моделям привлекательными по цене даже при выпуске малых серий и единичных отливок.

3. Литье по выплавляемым моделям

Литье по выплавляемым моделям, широко применяемое в машиностроении при изготовлении тонкостенных сложных по конфигурации отливок, является наиболее распространен­ным методом получения мелких художественных отливок. Этот метод имеет долгую историю. Хорошо известны примеры литья пушек, колоколов, скульптуры с применением моделей, изготовленных из воска.

Технология литья по выплавляемым моделям имеет ряд специфических особенностей:

— модель служит для получения только одной отливки, потому что вытапливается в процессе изготовления формы;

— металл заливают в тонкостенные неразъемные формы, получаемые путем нанесения огнеупорного покрытия на модель, сушки покрытия, удаления (вытапливания) модели и последующего прокаливания формы;

— формовочная смесь представляет собой суспензию, состоящую из мелкозернистого огнеупорного материала и связующего раствора;

— применение мелкозернистых пылевидных огнеупорных материалов обеспечивает очень высокое качество поверхности отливки;

— высокая точность отпечатка модели достигается путем повышения температуры заливаемого металла, что требует использования высокоогнеупорных формовочных и связующих материалов.

Шероховатость поверхности отливок зависит от их толщины и некоторых особенностей технологии.

Так, при создании восстановительной атмосферы в форме во время заливки металла высота микронеровностей на поверхности стальных отливок толщиной от 10 до 40 мм снижается с 10—160 до 5—80 мкм.

Схема изготовления по выплавляемым моделям мелких деталей в условиях крупносерийного и массового производства представлена на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Изготовление мелких отливок по выплавляемым моделям

Восковые модели изготавливают в многоместной пресс-форме на специальном пресс-автомате (рис. 3.1, а), а затем собирают припаиванием в модельный блок с общей литниковой системой (рис. 3.1, б).

На модельный блок наносят огнеупорную суспензию (рис. 3.1, в), состоящую из связующего раствора (как правило, на основе этилсиликата) и огнеупорного порошка.

Для укрепления суспензионного слоя его обсыпают кварцевым песком или крошкой другого огнеупорного материала (рис. 3.1, г), после чего просушивают. На блок наносят несколько слоев.

Модель удаляют из керамической оболочки выплавлением, раство­рением или выжиганием (рис. 3.1, д).

Оболочку прокаливают для удаления остатков модельного состава и других органических веществ (рис. 3.1, е).

Если прочность оболочки недостаточна, ее перед прокаливанием заформовывают в огнеупорный наполнитель.

После заливки и затвердевания металла блок очищают от огнеупор­ной оболочки, а отливки отделяют от литниковой системы (рис. 3.1, ж, з).

В машиностроении литье по выплавляемым моделям получило интенсивное развитие в середине XX века благодаря успехам в области химии силикатов. Восковые модели машиностроительных отливок получают в металлических, пластмассовых и гипсовых пресс-формах, изготовленных по чертежам.

Литье по выплавляемым моделям обеспечивает получение точных и сложных отливок из различных сплавов массой 0,02…15 кг с толщиной стенки 0,5…5 мм.

Недостатками являются сложность и длительность процесса производства отливок, применение специальной дорогостоящей оснастки.

Литьем по выплавляемым моделям изготавливают детали для приборостроительной, авиационной и другой отраслевой промышленности. Этот способ используют при литье жаропрочных труднообрабатываемых сплавов (лопатки турбин), коррозионно-стойких сталей, углеродистых сталей в массовом производстве (автомобильная промышленность).

Технологический процесс автоматизирован и механизирован.

На сайте «Материаловед.рф» представлено учебное видео «Литье по выплавляемым моделям».

Литье по выплавляемым моделям | ООО «УПРЗ»

Литье по выплавляемым моделям чаще всего применяется для получения тонкостенных отливок сложной конфигурации, как в машиностроении, так и в художественной промышленности. Это один из самых древних способов литья скульптур, колоколов, пушек. Характерная особенность данного вида литья – каждая модель может быть использована для получения только одной отливки, так как в процессе изготовления формы вытапливается, а сама формовочная смесь состоит не из однородного расплавленного металла, а из огнеупорного мелкозернистого, пылевидного материала в связующем растворе. Именно такой состав смеси способствует получению отливок с высоким качеством поверхности. Точность самого отпечатка модели обеспечивается с помощью увеличенной температуры металла, поэтому формовочные и связующие материалы должны обладать высокой огнеупорностью. Недостаток такого метода – сложный и длительный процесс изготовления отливок, для которого необходима специально изготовленная дорогостоящая оснастка и грамотные высококвалифицированные специалисты.

Такой вид литья используется для литья черных и цветных металлов и сплавов. Конструкция пресс-форм очень разнообразна и зависит от планируемой потенциальной производительности и оборудования, на котором оснастка будет эксплуатироваться.

В машиностроении восковые модели отливок изготавливаются в гипсовых, пластмассовых и металлических формах; сам технологический процесс, как правило, механизирован и автоматизирован.  Методом литья по выплавляемым моделям производятся детали для авиационной, приборостроительной, машиностроительной и некоторых других отраслей промышленности, где применяются технологии литья труднообрабатываемых сплавов, жаропрочных и коррозионно-стойких.

Оснастка для литья по выплавляемым моделям бывает механизированной (конструкции аналогичны пресс-формам для литья под давлением) и ручной разборки (конструктивно более разнообразны и производят отливки более сложной геометрии). Если от изделия требуется высокая степень точности, прочности и герметичности, то алюминиевые отливки такого вида литья предпочтительнее, чем отливки литья под давлением. При литье по выплавляемым моделям из черных металлов изделия получаются более точными и красивыми, чем отливки в песчаные формы. Наше предприятие может выполнить любой заказ по проектированию и изготовлению оснастки для литья по выплавляемым моделям, в тои числе с привязкой к оборудованию заказчика.

Литье по выжигаемым моделям

Владимир Банкрутенко, Николай Гагарин, Кирилл Комиссаров, Александр Поярков, Алексей Лазарев, Юрий Чигишев

Бросая в воду камешки, смотри на круги, от них расходящиеся. Иначе это занятие будет пустою забавою…
Козьма Прутков

Литье как один из способов обработки металлов известен человечеству очень давно. Когда-то в костер первобытного человека попал кусок медной руды и наблюдательный пращур обнаружил в остывших углях слиток металла — так начинался медный (бронзовый) век человечества, пришедший на смену каменному. И если в те далекие времена литье было единственно доступной технологией обработки металла, то в наши дни для получения определенных изделий литье остается единственно возможным способом изготовления, когда другие методы либо технологически невозможны, либо неоправданно дороги.

У литья есть и свои неоспоримые преимущества, и очевидные недостатки, так что при выборе этого способа изготовления приходится искать компромисс между плюсами и минусами. У литейных деталей очень высок коэффициент использования материала (КИМ), нет волокон, перерезанных в процессе механической обработки, да и самой механической обработки требуется иногда совсем немного. Но при всех этих достоинствах механические свойства литых металлов и сплавов ниже, пористость выше, возможно наличие внутренних дефектов и т.д.

Со времен первобытного человека технология литья значительно изменилась. Сегодня применяют литье металлов в земляные и песчаные формы, в металлические формы (литье в кокиль), центробежное литье, литье под давлением, литье по выжигаемым и выплавляемым моделям. Рассмотрим подробнее последний из вышеперечисленных способов формообразования.

Суть метода литья металлов и сплавов по выжигаемым/выплавляемым моделям (пока не будем делать между ними разницы) состоит в следующем. Сначала из специального материала изготавливается копия будущего изделия с необходимыми припусками на усадку и последующую механическую обработку. Для выплавляемых моделей используют парафин, стеарин, воск или их смеси, а для выжигаемых применяют материалы, сгорающие на воздухе или в кислородной среде с малым образованием дыма и сухих остатков (как говорят профессионалы — с низкой зольностью). Затем на полученную модель — неважно, выжигаемую или выплавляемую — наносят в несколько слоев (до двадцати) керамические порошки с силикатным связующим, просушивая модель после нанесения каждого слоя. В результате вокруг модели образуется прочная жаростойкая оболочка — корка, в которую затем и будет произведена заливка расплавленного металла. Но перед заливкой модель необходимо каким-то образом удалить. Если модель выплавляемая, то корку вместе с моделью помещают в ванну с горячей водой, где парафиностеариновая смесь, температура плавления которой 60-70 °С, плавится и благополучно покидает корку. С выжигаемыми моделями поступают следующим образом: форма помещается в печь и достаточно долгое время выдерживается при высокой температуре либо в воздушной среде, либо с подачей кислорода — для более полного и быстрого сгорания модели (поэтому, собственно, модель и называется выжигаемой). Для удаления продуктов горения форма продувается сжатым воздухом. Если позволяют условия, то перед заливкой форме дают остыть до температуры окружающего воздуха, а зольные остатки вымывают струей воды или выдувают. Правда, такое удаление сухих остатков не всегда возможно: при остывании до комнатной температуры на корке может появиться паутина трещин.

По выжигаемым/выплавляемым моделям отливают и высокохудожественные предметы (например, статуэтки), и изделия машиностроения (компрессорные колеса насосов и перекачивающих устройств) — в обоих случаях изготовление иными способами невозможно либо более затратно.

Остается один вопрос: откуда взялась выплавляемая или выжигаемая модель?! Податливость воска или парафина не очень-то упрощает процесс формирования литейной модели… Вот здесь-то и начинается самое интересное. Понятно, что моделей должно быть произведено ровно столько, сколько будет отлито изделий, и для формирования этих моделей готовят дополнительную оснастку, в которую модели и будут отлиты (мы говорим сейчас о выплавляемых моделях). Из алюминиевого сплава или из дерева изготавливается форма, причем проектируется она разборной, из сегментов — иногда это тот еще кубик Рубика, но только так можно извлечь выплавляемую модель. Процесс не быстрый, поэтому исследуются и альтернативные способы формирования выжигаемых/выплавляемых моделей.

С развитием технологий быстрого прототипирования (Rapid Prototyping, RP) возникла идея производить литьевые модели на специальных установках — трехмерных принтерах. Не углубляясь в подробности различных технологий быстрого прототипирования, отметим только, что сегодня получили развитие и успешно применяются системы изготовления образцов по математическим моделям, полученным из CAD-систем. Используются различные методы выращивания и разнообразные материалы, однако не все они пригодны для изготовления выплавляемых/выжигаемых моделей (либо нелегко плавятся, либо плохо горят — дымно и с большим зольным остатком). На одной из выставок довелось видеть 3D-принтер, который послойно выращивал образец из воскоподобного материала, но качество выращенных моделей (видимо, из-за особенностей текучести этого материала в жидком состоянии) оставляло желать лучшего, к тому же модель вырастала в окружении поддержек из специального жирного воска, которые по завершении формирования модели надлежало удалить.

Компания CSoft (www.csoft.ru) с начала 2006 года поставляет на российский рынок 3D-принтеры Contex — полноцветный DesignMate Cx и монохромный DesigneMate Mx*, сфера применения которых не ограничивается одним только изготовлением прототипов по математическим моделям CAD-систем. С использованием этого оборудования и специальных материалов возможно как изготовление выжигаемых моделей для литейного производства (Investment Casting), так и печать собственно литейных песчаных форм (!) для прямого литья цветных металлов и ферронесодержащих сплавов (технология Direct Cast). Обе технологии были опробованы на образцах, предоставленных заказчиками CSoft, о чем и хотелось бы рассказать.

Один из заказчиков, ФГУП «ОКБМ им. Африкантова» (Нижний Новгород), предложил опробовать технологию литья по выжигаемым моделям на примере реального изделия — колеса турбонасоса. Изготовление этой детали путем механической обработки даже на современных многоосевых фрезерных станках сопряжено с немалыми сложностями. Причина тут и в габаритах изделия (диаметр колеса порядка 300 мм), и в достаточно сложной форме лопаточных каналов. На предприятии успешно применяется технология литья по выплавляемым моделям, но опыт работы с выжигаемыми моделями был невелик. Нужно сказать, что приглашение к такому пилотному проекту не было спонтанным: металлурги и инженеры ОКБМ совместно со специалистами CSoft достаточно подробно исследовали процессы заполнения формы для отливки колеса с применением пакета LVMFlow, который позволяет оптимизировать конструкцию отливки и литниковой системы еще до изготовления опытных отливок и модельной оснастки, подобрать температуру заливки металла, предсказать и минимизировать литейные дефекты.

Рис. 1. Математическая модель колеса, сформированная в пакете Unigraphics NX

На рис. 1 показана исходная математическая модель изделия, сформированная в пакете Unigraphics NX и построенная с учетом технологических припусков, с рассчитанными прибылями и литниковой системой. Габариты рабочей зоны принтера (350x250x200 мм) не позволяли вырастить колесо целиком, поэтому средствами САПР изделие разрезали на части, показанные на рис. 2 разными цветами. От идеи сделать модель тонкостенной ради экономии расходных материалов решено было отказаться, так как в этом случае пришлось бы позаботиться об извлечении порошка из замкнутых полостей, да и габариты изделия диктовали достаточно высокие механические свойства модели. После выращивания и просушивания составные части склеивались специальным клеем. Еще одна особенность технологии трехмерной печати — все острые кромки лопаток скруглили еще в математической модели радиусами 0,3-0,5 мм, чтобы предохранить их от выкрашивания при последующей пропитке воском и в процессе производства корки.

Рис. 2. Выращивание модели производилось по частям, что обусловлено размерами рабочей части принтера

Несколько слов о порошке, из которого была выращена модель. Компания Contex (www.contex.ru) — точнее, ее подразделение Z-Corporation — предлагает два вида расходных материалов для производства выжигаемых моделей: zp14 и zp15e — оба на основе целлюлозы (по виду напоминающей смесь крахмала и пшеничной муки). Предпочтителен порошок zp14, дающий меньшую зольность в процессе выжигания, но его использование возможно только на монохромных принтерах Contex DesignMate Mx. Конечно, цвет выжигаемых моделей не имеет никакого значения, но в силу конструктивных особенностей принтеров применение порошка zp14 на полноцветных DesignMate Cx невозможно, а монохромные принтеры имеют заметно меньшие размеры рабочей зоны (250x250x200 мм). Порошок zp15e с соответствующим связующим преимущественно ориентирован на выпуск эластичных, резиноподобных объектов (модели обуви, резинотехнических изделий и т.п.), менее пригоден для производства выжигаемых моделей, но применим для принтеров Cx.

Процесс печати представляет собой послойное пропитывание (печать) равномерно наносимых слоев порошка специальным связующим. В нашем случае для выращивания всех составных частей модели потребовалось около 10 часов. Печать производилась в основном ночью: принтер не требует постоянного пристального внимания. После печати требуется некоторое время для сушки, затем в специальной камере удаляются излишки порошка — и модель готова к склейке.

На рис. 3 показаны две части модели (собственно колесо и литниковая система с прибылями) перед склеиванием. Здесь также можно увидеть специальное отверстие под деревянную державку, на которой модель была закреплена для формования корки.

Рис. 3. После выращивания две части модели соединяются клеевым составом

После склейки модель покинула стены компании CSoft и отправилась в ОКБМ, где продолжились работы по формированию корки и была произведена заливка материала. Для получения более качественной поверхности отливки и лучших условий удаления материала модель перед формированием корки на несколько минут погрузили в расплавленный парафин.

Формирование корки — отлаженная технологическая процедура (рис. 4). Смешанные с эмульсией специальные порошки различной зернистости наносятся на модель в несколько слоев, каждый слой просушивается.

 

Рис. 4. Окончательный вид корки перед выжиганием модели

Корка помещается в песчаную опоку (рис. 5) — своего рода температурный буфер, который позволяет сохранить тепло формы при ее продувании после выжигания модели. Далее вся конструкция на довольно длительное время (в нашем случае — на 40 часов) отправляется в печь, где происходит выгорание материала выжигаемой модели.

Рис. 5. Корка в опоке непосредственно после выжигания. Следующий этап — продувка

Завершающий этап — продувка корки сжатым воздухом — процедура весьма ответственная: оставшиеся в форме обуглившиеся остатки модели могут свести на нет все труды. Конечно, все будет проще, если условия позволяют без риска разрушения или растрескивания корки охладить форму до комнатной температуры с последующим вымыванием остатков материала. Но в данном случае охлаждение формы было совершенно неприемлемо, поэтому сразу же после продувки была произведена заливка в горячую корку.

После заливки форма остывала в течение суток, а затем корку безжалостно раскололи и на свет была извлечена отливка, в точности повторяющая очертания выжигаемой модели. Литье по выжигаемым/выплавляемым моделям иногда называют литьем с возможностью копирования отпечатков пальцев модельщика. И правда, отливка воспроизвела все мельчайшие детали — клеевые швы и даже те самые скругления кромок радиусом 0,5 мм (рис. 6-7).

Рис. 6. Отливка. Правильно рассчитанная схема размещения прибылей и литников позволила избежать дефектов литья

 

Рис. 7. Отливка

Результаты заливки подтвердили расчеты, предварительно выполненные в пакете LVMFlow: дефектов на наиболее ответственных лопаточных поверхностях не обнаружилось.

После отрезки литников и прибылей, а также предварительной механической обработки изделие приобрело вид, показанный на рис. 8.

Рис. 8. Удалены прибыли и литники. Обработаны посадочные поверхности

Несколько слов о другом проекте — изготовлении литых деталей по технологии Direct Cast прямым литьем алюминиевых сплавов в формы, подготовленные на 3D-принтере Contex DesignMate Cx. Суть технологии такова: из порошка zp501 (на вид — обычный кварцевый песок) со специальным связующим выращивается литьевая форма. Перед заливкой форма 6-8 часов просушивается при определенной температуре, после чего заполняется расплавом алюминиевого (или другого цветного, не содержащего железа) сплава.

Исходные данные содержались в математической модели изделия с прибылью и стояком, которая была предоставлена МПО им. Румянцева (рис. 9). И если в технологии выжигаемых моделей выращивается позитивный образец, то для технологии прямого литья модель изделия при помощи булевых операций была «вычтена» из прямоугольного блока будущей литьевой формы (рис. 10).

Рис. 9. Математическая модель изделия со стояком и прибылями

 

Рис. 10. Математическая модель формы, полученная «вычитанием» модели изделия из блока

По соображениям безопасности отпечатанную и просушенную форму поместили в металлическую опоку и засыпали песком (рис. 11). Металл температурой 720 °С заливался при незначительном дымлении формы (рис. 12 и 13).

Рис. 11. Для безопасности модель помещена в металлическую опоку и засыпана песком

 

Рис. 12. Произведена заливка алюминиевого сплава

 

Рис. 13. Изделие после извлечения из формы

САПР и графика 4`2007

технология, производственный процесс достоинства и недостатки

Технология литья по выплавляемой модели разработана с целью отливки целой массой крупных и мелких деталей, арматуры, режущего или хирургического инструмента, элементов электронных и оптических приборов. Метод часто применяется при изготовлении комплектующих элементов для промышленного и производственного оборудования, в художественном литье, в авиации, тяжелом машиностроении, космонавтике, нефтяной и газовой промышленности.

Достоинство литья по моделям

К положительным качествам технологического процесса относится высокая точность отлива детали до 4 класса точности с чистой поверхностью, не требующей дополнительной обработки. Важной особенностью метода также является возможность получить изделие сложной конфигурации, при обычном способе изготовления которого потребуется сборка из отдельных элементов. Изготовление отливки из твердых сплавов металла позволяет получить продукцию с шероховатостью поверхности до 6 класса от Rz=20 мкм до Ra=1,25 мкм в соответствии с требованиями ГОСТ 2789–59 .

Как осуществляется процесс

При серийном производстве мелких или крупных деталей разрабатывается эскиз и чертеж изделия, выполняется макет и пресс-форма, подбирается материал из металла, гипса, огнеупорной глины. Производственный процесс выполняется в следующей последовательности:

  1. сборка разъемной литейной формы;
  2. разогретая воскообразная масса легкоплавкого вещества (парафин, стеарин, воск) заливается в отверстие формы под давлением 2,5−3 атм;
  3. после охлаждения заготовки соединяются в блоки методом пайки с литниковой системой.

Принцип литья по выплавляемым моделям заключается в изготовлении материала на основе неразъемной формы, обеспечивающей высокую точность готового продукта. Выбранный способ литья помогает получить детали с толщиной стенок 0,5 мм из стали тугоплавкого сплава, не поддающегося механической обработке.

Готовый продукт подвергается облицовке суспензией, в состав которой входит кварц пылевой фракции и жидкое стекло или этилсиликат.

Облицовочная жидкость, для приготовления которой используется этилсиликат [Si (OC 2 H 5) 4], содержащий в составе 32 или 40% SiO 2, наносится в несколько слоев. В процессе гидролиза суспензии принимает участие этиловый спирт. Каждый последующий слой облицовки обсыпается мелким промытым песком из кварца или порошком измельченного маршалита, высушивается, после чего цикл повторяется от 5 до 11 раз. Модельный состав вытапливается паром, горячей водой или прогревом.

Формирование формы занимает от 2 часов до 2 суток, в конечном результате получается твердая оболочка толщиной до 3 мм, после чего пресс-форма переходит на участок выплавки модели из формы методом разогревания в термическом шкафу при температуре +1200 С…+1500 С или в горячей воде 900 С. После удаления наполнителя форма помещается в опоку и засыпается сухим порошком из кварца, циркона, электрокорунда или магнезита.

На следующем производственном этапе подготовленная форма переносится в термическую печь для выжига остатков легкоплавкой массы и последующей закалки при температуре ~ 9000 С в течение 4 часов. После завершения прогрева форма заполняется расплавленным металлом, оставляется до охлаждения, отливок удаляется из литниковой системы, подвергается термической обработке и финишной очистке. Хранят модели в термостате или в холодной проточной воде.

Особенностью огнеупорной суспензии является изменение физического состояния облицовочного раствора при изменении рецептуры. Если в подготовленную чистую суспензию ввести водный раствор щелочи, то запускается процесс затвердения, благодаря которому появляется возможность получения основы для изготовления разъемной керамической формы.

Плюсы отлитых деталей

Достоинством метода производства изделий по моделям является возможность использовать экономически выгодную неразрушающую технологию для изготовления номенклатуры единичной, серийной или массовой продукции с высокими требованиями по точности размеров и чистоте отделки. Выплавляемые легкоплавкие модели для деталей мелкой формы, сложной конфигурации и крупных изделий изготавливаются из органических материалов:

  1. парафина;
  2. церезина;
  3. стеарина;
  4. торфяного битума;
  5. полистирола;
  6. канифоли;
  7. буроугольного воска;
  8. полиэтилена;
  9. озокерита и пр.

При выборе модельного состава учитывается комплекс физических свойств материала. Выплавляемые модели должны соответствовать следующим требованиям:

  1. плавкостью при температуре от 600 С до 1000 С;
  2. минимальной усадкой и расширением;
  3. хорошей текучестью;
  4. механической прочностью;
  5. минимальным показателем зольности и прилипания к предметам и рукам;
  6. химической инертностью;
  7. экологической безопасностью;
  8. возможностью повторного использования;
  9. хорошей адгезией с облицовочной жидкостью;
  10. возможностью механизации и автоматизации процесса;
  11. экономным расходом металла.

Технологический процесс по выплавляемым моделям позволяет изготавливать детали из легированной и углеродистой стали, цветного сплава или чугуна. Способом литья металла в оснастку изготавливается кокиль, штамп, пресс-форма, стержневая или формовочная оснастка, детали автомобилей и стрелкового оружия. Получение отливок в разъемной керамической форме (шликере) производится в несколько этапов:

  1. заливка в опоку суспензии;
  2. отвердение формы;
  3. извлечение полученной модели из полусферы;
  4. термическое прокаливание полуформы;
  5. сборка и заливка полуформ расплавленным металлом.

Автоматизированное производство

Процесс литья по выплавляемым формам, технология которого адаптирована под автоматическую установку, одновременно позволяет изготавливать стояк и воронку для литниковой системы.

К отливкам из металла государственным стандартом предъявляются такие же требования, как и к продукции, полученной другим способом. Плавка рабочего материала осуществляется по заводской технологии.

Выбивка отливки производится после охлаждения пресс-формы на пневматической установке с поворотом опоки на 180 С для удаления сыпучего наполнителя. Отделение заготовки производится несколькими способами:

  1. вибрацией на специальной платформе;
  2. продавливанием через обрезную форму штампа;
  3. отрезкой электроинструментами;
  4. анодной и механической резкой.

Очистка заготовок от оболочки из шликера производится методом выщелачивания горячим раствором КОН. Остаточные фрагменты зачищаются инструментами со щеточной или наждачной насадкой.

Степень чистоты поверхности отливки зависит от состояния и конструкции пресс-формы, вида модельного состава, фракции кварцевого песка, способа выплавления состава и режима прокалки оболочек, химического состава отливки.

Плотность материала отливки формируется положением формы на рабочей платформе. Компенсацию усадки стали в процессе затвердения обеспечивает конструкция питающей системы. Точность исполнения металлической отливки проверяется оптическим компоратором. К недостаткам литья по модели относится сложность и длительность технологического процесса, высокая стоимость оснастки.

Что такое литье по выплавляемым моделям и как оно работает?

Литье по выплавляемым моделям (литье по выплавляемым моделям)

Такие факторы, как требования к конструкции, стоимость и возможность изготовления, определяют, какой процесс литья лучше всего подходит для производства продукта. Эта статья с описанием литья по выплавляемым моделям призвана помочь вам принять осознанное решение о литье.

Литье по выплавляемым моделям позволяет производить точные детали, сводя к минимуму отходы материала, энергию и последующую обработку.Он также может обеспечить производство очень сложных деталей. Это делает процесс литья по выплавляемым моделям весьма полезным для инженеров-конструкторов.

Цель состоит в том, чтобы понять, что подразумевается под литьем по выплавляемым моделям. Итак, каковы именно инвестиции в литье по выплавляемым моделям? Термин «облеченный» исторически имеет значение «одетый» или «окруженный». При литье по выплавляемым моделям используется оболочка из керамики, гипса или пластика, которая формируется вокруг воскового рисунка. Восковой узор плавится и удаляется в печи, а металл заливается в корпус для создания отливки.

Для чего используется литье по выплавляемым моделям? Давайте разберем процесс производства литья по выплавляемым моделям для лучшего понимания:

Процесс литья по выплавляемым моделям

A. Создание выкройки

  • Используется шаблон с теми же деталями, что и готовая деталь, за исключением того, что есть поправка на тепловое сжатие (т.е. усадку).
  • Выкройки обычно изготавливаются из воска с использованием штампа для литья под давлением металла.

B. Установка восковых моделей и создание дерева
  • После изготовления воскового шаблона его собирают с другими восковыми компонентами, чтобы сформировать систему доставки металла ворот и направляющих.
  • В зависимости от размера и конфигурации желаемого компонента отделки несколько восковых моделей могут быть обработаны с использованием одного дерева.

C. Создание оболочки пресс-формы
  • Весь восковой узор погружают в керамическую суспензию, покрывают песчаной штукатуркой и дают высохнуть.
  • Циклы мокрого окунания и последующей штукатурки повторяются до тех пор, пока не будет создана оболочка желаемой толщины. Эта толщина частично определяется размером и конфигурацией продукта.
  • После высыхания керамической оболочки она становится достаточно прочной, чтобы удерживать расплавленный металл во время литья.

D. Удаление воска
  • Вся сборка помещается в автоклав с паром, чтобы растопить большую часть воска.
  • Любой оставшийся воск, пропитанный керамической оболочкой, сжигается в печи. На этом этапе остатки воскового рисунка и литникового материала полностью удалены, и керамическая форма остается с полостью, имеющей форму желаемой литой детали.
  • Эта высокотемпературная операция также увеличивает прочность и стабильность керамического материала. Кроме того, это помогает минимизировать реакцию оболочки и металла во время заливки.

E. Плавка и литье
  • Форма предварительно нагревается до определенной температуры и заполняется расплавленным металлом, образуя металлическую отливку.
  • С помощью этого процесса можно получить практически любой сплав. В зависимости от химического состава сплава можно использовать плавление на воздухе или в вакууме. Вакуумная плавка используется в основном, когда в сплаве присутствуют реактивные элементы.

F. Заключительные операции
  • После того, как отливка достаточно остынет, оболочка кристаллизатора отделяется от отливки в процессе выбивки.
  • Вентили и направляющие вырезаются из отливки, и, при необходимости, выполняется заключительная пескоструйная обработка, шлифовка и механическая обработка для окончательной обработки отливки.
  • Неразрушающий контроль может включать флуоресцентный пенетрант, магнитопорошковый, рентгенографический или другие проверки. Окончательные проверки размеров, результаты испытаний сплавов и неразрушающий контроль проверяются перед отправкой.

Преимущества процесса литья по выплавляемым моделям

Диапазон размеров:

Хотя большинство отливок по выплавляемым моделям имеют небольшие размеры, с помощью процесса выплавляемых деталей можно получить отливки весом более 1000 фунтов.Эта возможность ограничена относительно небольшим количеством литейщиков для инвестиций и требует особого опыта в обращении. Большинство литых деталей имеют вес от унций до 20 фунтов.

Универсальные и сложные формы:

Литье по выплавляемым моделям обеспечивает постоянные повторяющиеся жесткие допуски, а также сложные проходы и контуры. Многие из этих конфигураций невозможно произвести. Например, там, где недоступны станки. Получение литых компонентов чистой или почти чистой формы может значительно снизить затраты на обработку после литья.

Литье по выплавляемым моделям — хорошая альтернатива сварке или изготовлению. Многие компоненты можно объединить в одну отливку. Чем больше их комбинируют, тем выше эффективность производства. Преобразование составных частей в единую отливку по выплавляемым моделям обычно обеспечивает большую точность размеров и меньшую сложность детали.

Точные и гладкие поверхности:

Используемая керамическая оболочка состоит из гладких узоров, полученных путем впрыскивания воска в полированную алюминиевую матрицу.Микрофиниш 125 является стандартной, и даже более тонкая отделка не редкость.

Отливки по выплавляемым моделям не содержат линии разъема, потому что используется только одна форма, а не две полуформы (например, в случае литья в песчаные формы). Стандарты поверхностных дефектов и косметики обсуждаются и согласовываются с заказчиком в зависимости от функции.

Ниже приводится сравнение относительной чистоты поверхности, которую можно ожидать от различных процессов литья:

— Стандартный инструмент 300 — 5 5
Процесс литья Диапазон RMS
Матрица 20-120
Паковочная масса 60-200
Форма Shell 400 — 500
Центробежный — Постоянная форма 20 — 300
Статическая — Постоянная форма 200-420
Нормальный цветной песок
Нормальный железо-зеленый песок 560 — 900

Точность размеров:

Обычно «стандартные» инвестиционные допуски составляют +/- 0.010 дюймов для первого дюйма и +/- 0,004 дюйма для каждого последующего дюйма.

Этап проектирования может привести к созданию чертежа, который уменьшает или даже устраняет предыдущие требования к обработке для производства той же детали.

Стоимость любой детали увеличивается пропорционально точности ее габаритных требований. Будь то отливки, механически обработанные детали или готовые изделия. Тщательный анализ конструкции позволит изменить допуски, поднутрения, глухие отверстия и т. Д., Чтобы обеспечить более высокий выход продукции и снизить стоимость штучных изделий.Если требуются допуски, меньшие, чем допуски для литья, механическая обработка, необходимая для литья по выплавляемым моделям, будет меньше, чем для обычных отливок или готовых компонентов.

Качество и целостность:

Целостность отливки — важная особенность процесса. Литье по выплавляемым моделям имеет долгую историю обслуживания таких требовательных секторов, как газотурбинные двигатели, нефть, химическая промышленность, оборона и медицина.

Рекомендации при использовании литья по выплавляемым моделям

Стоимость инструмента:

Если требуется небольшое количество, это может быть дороже, чем другие методы, если требуется постоянная оснастка.Для таких приложений соглашение об уровне обслуживания или распечатанные шаблоны могут быть рентабельной альтернативой (даже в количестве одного экземпляра).

Первоначальные затраты — еще один ключевой фактор при определении того, приносит ли литье по выплавляемым моделям наибольшую ценность. Инструмент для литья по выплавляемым моделям обычно состоит из нескольких частей, соединенных вместе для производства сложных компонентов. Эта «предварительная» стоимость не является незначительной, но может быть легко компенсирована отсутствием последующей механической обработки и / или изготовления.

Ограничения по размеру:

Возможно изготовление отливок по выплавляемым моделям различных размеров.У этого диапазона есть верхний предел, который меньше, чем у других формовых технологий, таких как литье в песчаные формы.

Очень маленькие постройки:

Литье по выплавляемым моделям — отличный выбор для тонкостенных приложений, но очень маленькие внутренние формы, в которых используются сердечники, могут создавать проблемы. Отверстия обычно не могут быть меньше 1/16 дюйма (1,6 мм) или глубже 1,5 раза в диаметре.

Время:

Многоступенчатый процесс литья по выплавляемым моделям занимает больше времени, чем другие процессы.Время обработки может быть короче, чем у других альтернатив.

Заключение

Как и в случае с большинством материалов и дизайнерских решений, обсуждение с экспертом по металлам может помочь принять лучшее решение. Чтобы узнать больше об этом процессе или определить, подходит ли он для вашего приложения, свяжитесь с нами.

Что такое литье по выплавляемым моделям? | Литейное производство по выплавляемым моделям

Это литейный цех по выплавляемым моделям, где раскаленный расплавленный металл разливают в формы и превращают в высокопрочные алюминиевые и стальные отливки.Итак, , что такое литье по выплавляемым моделям? Также известно как точное литье или литье по выплавляемым моделям. Этот процесс насчитывает более 5000 лет и веками использовался для изготовления произведений искусства и ювелирных изделий. Сегодня этот тип литья рассматривается как будущее многих отраслей, которым требуются легкие и сложные компоненты.

В литейном цехе по выплавляемым моделям все начинается с изготовления восковой модели или шаблона, который создается в форме желаемой детали. Однако, когда времени мало, шаблоны также могут быть изготовлены с использованием технологий 3D-печати, что позволяет быстро выполнять отливки прототипов намного быстрее.Восковые выкройки обычно изготавливаются путем впрыскивания воска в металлический инструмент или краситель. Эти узоры прикреплены к восковому дереву, также называемому литником, которое используется в процессе изготовления форм.

Затем восковые модели погружаются или погружаются в жидкую керамическую суспензию, после чего на влажную поверхность наносится мелкий песок или штукатурка. Форме дают высохнуть, и процесс повторяется несколько раз, в результате чего получается многослойная керамическая форма.

Перед заливкой металла в форму. Воск удаляется с помощью печи с мгновенным нагревом, в которой воск плавится и сжигается.Затем форму предварительно нагревают до определенной температуры, чтобы предотвратить затвердевание жидкого металла перед заполнением всей формы.

Сплав

плавится в керамическом тигле с использованием процесса, известного как индукционная плавка и плавление с электрическим сопротивлением. Когда сплав достигает заданной температуры, его выливают в форму и дают ей остыть. После охлаждения материалов оболочки, снятых с металла, это обычно делается с помощью молотка или струи воды под высоким давлением. Детали вынимаются из литника, а заслонки снимаются с детали.Затем поверхность можно обработать ленточной шлифовкой или полировкой.

Этот процесс позволяет производить сложные высокоточные детали с отличной обработкой поверхности после литья, что часто снижает или даже исключает необходимость в механической обработке. Часто это единственный способ экономичного производства детали.

Что такое литье по выплавляемым моделям? — Процесс литья по выплавляемым моделям

Что такое инвестиционное литье?

Литье по выплавляемым моделям относится к керамике, сформированной вокруг восковых моделей для создания оболочки для разливаемого расплавленного металла.После создания восковых моделей их расплавляют на систему затворов, погружают в суспензию и песок, чтобы сформировать многослойный кожух, а затем заменяют расплавленными металлами, такими как нержавеющая сталь, алюминий и многое другое. Ниже приведены несколько коротких видеороликов с некоторыми этапами процесса литья по выплавляемым моделям.

Как изготавливаются отливки по выплавляемым моделям?

Разработка отливок по выплавляемым моделям включает создание оригинального воскового рисунка, покрытие изображения гипсом и создание последовательных слоев до тех пор, пока модель не окутается прочной оболочкой.После плавления воска в форму будет вылита расплавленная сталь, нержавеющая сталь или бронза, создавая идеальную копию оригинального воскового узора. По сравнению с механической обработкой, литье по выплавляемым моделям экономично обеспечивает поднутрения, высокое разрешение, сложные детали и гладкую поверхность.

Чаще всего литье по выплавляемым моделям — единственный способ экономичного производства детали.

Часто задаваемые вопросы

Отливки по выплавляемым моделям используются в различных отраслях промышленности, включая огнестрельное оружие, общественное питание, газовую и нефтяную промышленность, а также в энергетической промышленности.Хотя это некоторые из отраслей, обслуживаемых методом литья по выплавляемым моделям, Milwaukee Precision Casting обслуживает не только их. Отливки по выплавляемым моделям можно использовать практически для всего, где требуется сталь, алюминий, латунь и многие другие материалы.

Milwaukee Precision Casting может предложить широкий спектр отделочных работ, включая: механическую обработку, термообработку, неразрушающий контроль, полировку, пассивацию / электрополировку, удаление заусенцев / полировку шариков, лазерное травление, нанесение покрытия, упаковку и многое другое в зависимости от потребностей любой детали. .Компания Milwaukee Precision Casting поддерживает тесные отношения со многими местными поставщиками, чтобы предлагать самые лучшие детали по самой низкой цене.

Разница в прочности между отливками и другими методами обработки металла, пока есть, незначительна. Отливки по выплавляемым моделям уже много лет используются в военной, аэрокосмической и медицинской сферах и до сих пор используются в этих отраслях. Благодаря испытаниям и тщательной проверке мы можем гарантировать, что ни одна деталь, выпускаемая Milwaukee Precision Casting, не будет соответствовать самым строгим требованиям.

ПОДРОБНЕЕ ЧАВО

Что такое отливки по выплавляемым моделям из воска?

Благодаря впрыскиванию воска в штамп для постоянного формования для формирования восковых моделей, литье по выплавляемым моделям является решением для многих сложных деталей, требующихся в больших количествах. Мы производим отливки по выплавляемым моделям по выплавляемым моделям от нескольких граммов до 40 фунтов и можем экономично производить небольшие партии с помощью ручного инструмента или большие объемы с использованием многогнездных автоматических форм.

Происхождение литья по выплавляемым моделям, также известного как процесс литья по выплавляемым моделям, восходит к 1100/1700 годам до нашей эры. Работы были созданы из восковых моделей ручной лепки с тонкими деталями. В послевоенный период этот процесс развился и распространился практически на все отрасли и рынки, как это наблюдается сегодня.

Почему Milwaukee Precision Casting, Inc.?


Свяжитесь с нами

Свойства материала для литья под давлением

Найдите свойства, настроив фильтры ниже.

Твердость

Алюминий-бронза C95400 литье RB85 Алюминий-бронза

Инконель 600 литой RB90 Инконель

Алюминий бронза C95400 закаленная и отпущенная RB91-RB96 Алюминий-бронза

Алюминиевая бронза C95500 закаленная и отпущенная RB91-RB96 Алюминий-бронза

Алюминиевая бронза C95500 в литом виде RB98 Алюминий-бронза

Инконель 625 отожженный RC20 Инконель

Кобальт 6 литой RC45 Углеродистый никель

8630 Закаленная сталь RC25-RC50

4340 Закаленная сталь RC20-RC55

4140 Закаленная сталь RC29-RC57

8640 Закаленный никель-хром-молибден RC30-RC60

6150 Закаленный RC30-RC60 Углерод-хром

Прочность на разрыв

Инконель 600 литой 75000 Инконель

Алюминиевая бронза C95400 в литом виде 85,000 Алюминиевая бронза

Инконель 625 отожженный 100000 Инконель

Алюминиевая бронза C95500 закаленная и отпущенная 100,000 Алюминиевая бронза

Кобальт 36 в литом состоянии 105000 Кобальт

Алюминиевая бронза C95400 закаленная и отпущенная 105,000 Алюминиевая бронза

Алюминиевая бронза C95500 в литом виде 120,000 Алюминиевая бронза

8620 Закаленный 130000 углерод-никель-хром-молибден

8630 Закаленная 170,000 Сталь

8640 Закаленный 200000 Никель-хром-молибден

4140 Закаленная 200000 Сталь

4340 Закаленная 200000 Сталь

6150 Закаленная 200000 Углерод-хром

Castablility

Алюминий бронза C95400 литой алюминий-бронза

Алюминиевая бронза C95400 Закаленная и отпущенная алюминиевая бронза

Алюминиевая бронза C95500 Закаленная и отпущенная Алюминий-бронза

Алюминий бронза C95500 литой алюминий-бронза

Инконель 600 литой Инконель

8620 Углеродно-никелевый закаленный

8630 Закаленная сталь

8640 Никель-хром-молибден закаленный

Инконель 625 отожженный Инконель

4140 Закаленная сталь

4340 Закаленная сталь

6150 Углерод-хром закаленный

.2% Предел текучести

Инконель 600 литой 35-40 000 Инконель

Алюминий-бронза C95400 в литом виде 30-40,000 Алюминий-бронза

Алюминиевая бронза C95500 закаленная и отпущенная 40-50,000 Алюминий-бронза

Алюминиевая бронза C95400 закаленная и отпущенная 45-55,000 Алюминий-бронза

Инконель 625 отожженный 40-55000 Инконель

Алюминиевая бронза C95500 в литом виде 60-70,000 Алюминий-бронза

Кобальт 36 в литом виде 60-70,000 Кобальт

8620 Закаленный 80-110 000 Углерод-Никель Хром Молибден

8630 Закаленная сталь 100-130 000

4140 Закаленная 100-155000 Сталь

6150 Закаленная 120-180 000 Углерод-Хром

4340 Закаленная сталь 100-180 000

8640 Закаленный 100-180 000 Никель-Хром Молибден

% удлинение

Наименее пластичный Самый пластичный

Алюминий бронза C95500 литой 5-8% Алюминий-бронза

Алюминиевая бронза C95500 закаленная и отпущенная 6-10% Алюминий-бронза

Алюминиевая бронза C95400 закаленная и отпущенная 6-10% Алюминий-бронза

6150 Закаленная 5-10% углерод-хром

Инконель 600 литой 10-20% Инконель

Алюминий-бронза C95400 литье 10-20% Алюминий-бронза

Кобальт 36 в литом виде 15-20% кобальта

8620 Закаленный 10-20% углерод-никель, хром, молибден

8630 Закаленная сталь 7-20%

4140 Закаленная сталь 5-20%

4340 Закаленная сталь 5-20%

8640 Закаленный 5-20% никель-хром-молибден

Инконель 625 отожженный 15-30% Инконель

Процесс литья по выплавляемым моделям | Производитель литья под давлением

Поделиться Страница +

Ускорение точного литья

По своей сути процесс литья по выплавляемым моделям прост: создать модель, сформировать форму, отлить металл.В большинстве традиционных прецизионных литейных заводов вы ждете от 6 до 8 недель или больше, чтобы получить свою деталь. То, как мы смотрим на это, просто недостаточно. Вот почему мы позаботились о том, чтобы наши объекты были самыми современными в мире.

Используя передовые технологии, мы автоматизируем почти каждый этап процесса литья по выплавляемым моделям, радикально ускоряя его по сравнению с возможностями любого другого производителя.

Мы называем это непрерывным потоком, и благодаря нашим инновационным процессам и продвинутой автоматизации он может помочь вам от проектирования до поставки за 10 этапов, часто даже менее чем за 10 дней.

ШАГ ПРОЦЕСС ОПРЕДЕЛЕНИЕ
1 Компьютерный анализ затвердевания Заранее моделирует процесс литья, исключая многократные испытания и достигая высокого качества «с первого раза»
2 Разработка / сборка инструмента Автоматизирован для эффективного создания шаблонов и получения шаблонов с одинаковыми размерами
3 Инъекция и сборка лекал Впрыскивает полутвердый воск с помощью автоматизированного процесса, разработанного для повышения стабильности размеров
4 Сборка ракушки Использование робототехники помогает нам сэкономить более пяти дней на одном только процессе сборки корпуса по сравнению с традиционными литейными цехами
5 Духовой шкаф предварительного нагрева Высокая температура, которую мы используем для плавления воска, улучшает подачу жидкого металла и улучшает детализацию отливки.
6 Заливка Разливка с помощью робототехники позволяет нам достигать сверхвысоких температур со спектрографическим анализом в соответствии со спецификациями
7 Удаление корпуса и деталей Запатентованный процесс удаляет отливки, в то время как снятие корпуса осуществляется с помощью струй воды под высоким давлением и горячей химической ванны
8 Точн. Удара Наша струйная очистка, «выполненная абразивным песком или стальной дробью», измельчает и доводит деталь до гладкой поверхности
9 Покрытие, покраска, сборка и механическая обработка с добавленной стоимостью Процедуры и услуги, которые работают рука об руку с нашими модулями, чтобы подготовить вашу деталь к сборке
10 Доставка Своевременное, чтобы вам не приходилось держать лишние запасы

Это означает, что вы получаете все преимущества одного из самых гибких и воспроизводимых прецизионных процессов обработки металла в истории, а также доставку ваших компонентов быстрее, чем у любого другого литейщика для инвестиций, и все это при более низких общих затратах.

Любая деталь, любой объем, любой уровень сложности — ускоренный

Что такое литье по выплавляемым моделям | Преимущества и недостатки

Что такое литье по выплавляемым моделям?

При литье по выплавляемым моделям воск или подходящий полимерный узор наносят путем погружения в суспензию огнеупорного материала. После затвердевания покрытия из огнеупорного материала этот процесс погружения повторяют несколько раз для увеличения толщины покрытия и его прочности.После затвердевания окончательного покрытия воск плавится, и расплавленный металл заливается в полость, образованную восковым узором. Как только металл затвердевает внутри формы, металлическую отливку удаляют путем разрушения огнеупорной формы.

Рисунок 1. Схематическое изображение литья по выплавляемым моделям

Как показано на рисунке 1, процесс литья по выплавляемым моделям можно резюмировать в следующих этапах — изготовление эталонного шаблона, изготовление эталонного штампа, изготовление шаблона, сборка шаблона, изготовление огнеупорной формы, депарафинизация, литье и удаление деталей. .(Прочтите 8 шагов по литью по выплавляемым моделям)

Литье по выплавляемым моделям, известное как литье по выплавляемым моделям, представляет собой прецизионный процесс литья, поскольку он позволяет изготавливать отливки с высокой точностью и сложной детализацией по сравнению с аналогичными производственными процессами, такими как литье в песчаные формы.

Типичные детали включают роторы турбин, шестерни, корпуса электроники, клапаны, ювелирные изделия и стоматологические приспособления. В прошлом с помощью этого процесса успешно отливались детали диаметром до 1,5 м и весом до 1140 кг, хотя типичная деталь в среднем будет иметь размер менее 100 мм и вес менее 500 г.

Рис. 2 Отливка ротора газовой турбины по выплавляемым моделям (Источник: Howmet Corporation)

На рис. 2 показана отливка ротора газовой турбины на разных стадиях. (Восковая модель, керамическое покрытие вокруг восковой модели, стадия заполнения расплавленным металлом и окончательное литье по выплавляемым моделям)

История литья по выплавляемым моделям

Хотя литье по выплавляемым моделям использовалось в различных формах с тех пор, как оно было впервые использовано древними египтянами между 4000 и 3000 до н.э., только после Второй мировой войны его промышленное значение и популярность выросли из-за растущего спроса на детали для авиационных двигателей и планера. сектор.

Литье по выплавляемым моделям изменилось со времен, когда глину обматывали вокруг воскового рисунка пчелы, к использованию керамической раковины и появлению специальных печей для депарафинизации и т. Д.

Высокая стоимость изготовления матриц традиционно ограничивала литье по выплавляемым моделям крупными партиями, но внедрение аддитивного производства или 3D-печати восковых моделей в последние годы устранило стоимость изготовления матриц и позволило использовать их для более коротких тиражей.


Преимущества и недостатки литья по выплавляемым моделям

Преимущества литья по выплавляемым моделям

  • Детали чрезвычайно сложной формы и замысловатых характеристик можно отливать как единое целое с помощью литья по выплавляемым моделям.
  • С функцией короткой длины или малой глубины, тонкие срезы до 0.40 мм (0,015 дюйма) можно отливать без дефектов холодного закрытия
  • Литье по выплавляемым моделям имеет превосходную точность размеров, а более жесткие допуски 0,075 мм (0,003 дюйма) легко достижимы.
  • По сравнению с аналогичными производственными процессами, литье по выплавляемым моделям позволяет достичь превосходного качества поверхности без какой-либо последующей обработки. Обычно около 1,3 — 0,4 мкм RMS Ra
  • Он предлагает практически неограниченную свободу в отношении материалов для литья по выплавляемым моделям, но наиболее часто используемые материалы включают алюминиевый сплав, чугун и цветные сплавы.Этот процесс особенно привлекателен для жаропрочных сплавов.
  • Вытяжки на стенах не требуются, но если для изготовления восковых моделей используется мастер-штамп, то наброски на лицевой стороне могут облегчить процесс создания узоров.
  • Поскольку разделительных линий нет, на слепке не должно быть никаких вспышек. Но восковые модели могут иметь разделительные линии от штампа мастера.
  • Дополнительная обработка может быть исключена или уменьшена с припуском всего от 0,4 до 1 мм (от 0,015 до 0.040 дюймов) обычно достаточно.
  • Превосходная точность размеров достигается в сочетании с очень гладкими литыми поверхностями. Эти возможности особенно привлекательны при изготовлении изделий из металлов с высокой температурой плавления, труднообрабатываемых металлов, которые нельзя отливать с помощью гипсовых или металлических форм.
  • Используемый воск обычно можно восстановить для повторного использования.

Недостатки литья по выплавляемым моделям

  • По сравнению с другими методами литья металла, литье по выплавляемым моделям включает в себя множество сложных этапов, что делает процесс относительно дорогостоящим.Но некоторые шаги можно автоматизировать для определенных продуктов. Это может быть дороже, чем литье под давлением или литье в песчаные формы, но удельные затраты снижаются при больших объемах.
  • Высокая стоимость штампов для изготовления моделей традиционно ограничивала литье по выплавляемым моделям большими партиями.
  • Высокая стоимость обусловлена ​​также необходимостью специализированного оборудования, дорогостоящим огнеупорным материалом и высокой стоимостью рабочей силы.
  • Детали трудно отлить, если для них требуются стержни с отверстиями меньше 1.6 мм или глубже, чем в 1,5 раза больше диаметра

Список литературы и рекомендуемая литература

  • Калпакджян С., & Шмид С. Р. (2009). Технологии производства и технологии (Шестое изд.). Лондон: Пирсон.
  • Блэк, Дж. Т. и Козер, С. Рональд. (2012). Материалы и обработка в производстве (Одиннадцатое изд.). Лондон: Джон Вили.
  • Били, Питер, (2009). Литейная технология (второе изд.). Оксфорд: Баттерворт-Хайнеманн.
  • Groover, P.Микелл, (2010). Основы современного производства (Четвертое изд.). Оксфорд: Джон Уайли.
  • Литье по выплавляемым моделям. (нет данных). Библиотека производства. Январь 2018 г., с http://thelibraryofmanufacturing.com/investment_casting.html
  • Литье по выплавляемым моделям. (нет данных). Википедия. Получено в январе 2018 г. с https://en.wikipedia.org/wiki/Investment_casting
  • .
  • График процесса литья по выплавляемым моделям. (нет данных). PPCP inc. Получено в январе 2018 г. с веб-сайта http://ppcpinc.com/wp-content/uploads/2014/06/ppcp_process-graphic.jpg

Этапы процесса литья по выплавляемым моделям и блок-схема

В American Casting Company мы имеем многолетний опыт работы в индустрии литья по выплавляемым моделям. Мы производим отливки по выплавляемым моделям как из черных, так и из цветных металлов в соответствии с необходимыми спецификациями для медицинских, аэрокосмических и других ответственных промышленных применений на нашем литейном заводе.

Этапы процесса литья под давлением в American Casting Company

Следующие шаги — это то, что мы выполняем для производства деталей со сложной геометрией и замысловатыми деталями.

  1. Создать восковую модель : Шаблон, который воспроизводит геометрию готовой детали, создается одним из двух основных методов:
    1. Изготовление штампа для впрыска воска
    2. 3D-шаблон для печати
      1. Если будет использоваться штамп для впрыска парафина, первым шагом будет разработка и изготовление металлического штампа из алюминия. Этот штамп создает восковую копию желаемой детали путем впрыскивания расплавленного воска под высоким давлением в полость. Матрица может быть изготовлена ​​как простой ручной инструмент с одной полостью или как сложный автоматический инструмент с несколькими полостями, в зависимости от требований к объему.
      2. Если будет использоваться 3D-печатный образец, CAD-модель, которая содержит геометрию детали, отправляется на принтер, и деталь печатается.
  2. Восковая сборка : Затем восковые модели собираются на направляющие и превращаются в готовое дерево, которое готово к окунанию.
  3. Покрытие из суспензии : Затем узел погружают в высококачественную керамическую суспензию для создания керамической оболочки вокруг воскового дерева.
  4. Штукатурка : После нанесения жидкого раствора частицы песка падают на поверхность мокрой сборки дерева.Это способствует утолщению и укреплению слоя покрытия на восковой монтажной поверхности.
  5. Повторите шаги 5 и 6 : Повторяйте шаги 5 и 6, пока сборка не достигнет желаемой толщины оболочки. Затем сборке дают застыть и высохнуть.
  6. Депарафинизация : воск внутри только что построенной оболочки теперь удален. Депарафинизация выполняется в автоклаве для депарафинизации паром или в печи с мгновенным сжиганием.
  7. Отливка: Теперь желаемый расплавленный металл заливается в предварительно нагретую полость кристаллизатора.
  8. Охлаждение : Затем форма устанавливается, чтобы позволить расплавленному металлу остыть и затвердеть, что затем становится окончательной отливкой.
  9. Удаление кожуха : Материал кожуха затем удаляется путем выбивания молотком, вибрации и дробеструйной обработки стали.
  10. Cut Off : Готовые детали затем отделяются от литниковой и направляющей системы.
  11. Чистовая обработка : Затем используются различные методы отделки, включая шлифовку, пескоструйную очистку и нанесение покрытия для получения необходимой окончательной поверхности.
  12. Тестирование : После завершения чистовых операций детали проверяются на предмет поверхностных и подповерхностных дефектов. Визуальный и флуоресцентный проникающий контроль проводится для поверхностей, а рентгеновские лучи используются для выявления подповерхностных дефектов.

Приложения

Мы гордимся тем, что производим сложные литые по выплавляемым моделям детали с превосходной обработкой поверхности в самых быстрых отраслях промышленности для следующих рынков:

  • Аэрокосмическая промышленность
  • Оборона
  • Медицинский
  • Электроника
  • Автомобильная промышленность
  • Нефть и газ
  • Сельское хозяйство
  • Коммерческий

Сертификаты и соответствие

Как организация, имеющая сертификаты ISO 9001 и AS9100, мы серьезно относимся к качеству.Детали производятся в соответствии со следующими сертификатами:

  • Соответствие
  • NADCAP для специальных процессов
  • ITAR (Международные правила торговли оружием)
  • EAR (Правила экспортного контроля)

Хотите узнать больше о процессе литья по выплавляемым моделям в American Casting Company? Свяжитесь с нами или отправьте запрос предложений с конкретными требованиями к вашей детали.

Сравнительная таблица процессов литья

.
Процесс Инвестиции
(потерянный воск)
Зеленый песок Сухой песок
(химическое или пароотверждение)
Постоянная форма
(литье под давлением)
Литье под давлением
Металлы Литые Почти все черные и цветные сплавы Широкий ассортимент черных и цветных сплавов Широкий ассортимент черных и цветных сплавов Сплавы цветных металлов (Al, Zn, Mg, некоторые Cu), немного Fe Только цветные сплавы (Al, Zn, Cu, Mg, Sn, Pb)
Сложность формы 4 (Наивысший) 3 3 2 1 (минимум)
Масса отливки унций до 250 фунтов. Унция в Тонн Унция в Тонн унций до 250 фунтов. унций до 40 фунтов.
Мин. Толщина профиля 0,020 ″ -0,080 ″ 0,125 ″ -0,250 ″ 0,060 ″ -0,250 ″ 0,060 ″ -0,250 ″ 0,025 ″ -0,080 ″
Допуски линейных размеров Менее 1 ″: +/- 0,005 ″. Более 1 дюйма добавить +/- 0,003 дюйма на дюйм +/- 0,015-0,250 в прибавлении +/- 0.015 ″ -0,250 ″ в плоскости разъема +/- 0,020-0,060 дюйма. Добавьте +/- 0,020 ″ -0,060 ″ через плоскость разделения Менее 1 ″: +/- 0,010. Более 1 ″ добавить +/- 0,002 дюйма / дюйм. Добавьте +/- 0,015-0,060 ″ поперек плоскости разъема +/- 0,0015-0,005 дюйма Добавить +/- 0,001 ″ -0,005 ″ по плоскости разъема
Чистота поверхности (микродюймы) 63-125 150-500 150–250 150-350 32-63
Затраты на оснастку от низкого до среднего Низкий Низкий Умеренная Высокая
Оптимальный размер партии От малых до средних в зависимости от степени механизации процесса От мелких до крупных в зависимости от степени механизации процесса От мелких до средних в зависимости от степени механизации процесса Средний Большой
Требуется тяга Нет 1-5 градусов 1-3 градуса 2-5 градусов от 1/2 до 2 градусов
Преимущества Плоскость разделения отсутствует.Вмещает почти все металлы. Отливки почти чистой формы требуют минимальной обработки. Высокая производительность благодаря механизации Плесень без влаги Срок службы формы 15 000 циклов и более в зависимости от температуры разливки металла и характеристик отливки. Используются как металлические, так и песчаные стержни. Срок службы формы от 15 000 циклов в зависимости от температуры разливки металла и характеристик отливки. Отливки почти чистой формы требуют минимальной обработки.
Недостатки Форма не подлежит повторному использованию.Материалы пресс-формы не подлежат повторному использованию. Процесс трудоемкий и энергоемкий Форма не подлежит повторному использованию. Форма не подлежит повторному использованию. Некоторые формы нельзя отливать. Уплотнение может потребоваться для получения герметичных отливок или отливок. Только металлические стержни. Сердцевины из песка использовать нельзя.

инвестиционных литейных компаний | Услуги по литью по выплавляемым моделям

Список компаний по литью по выплавляемым моделям

Приложения

Литье по выплавляемым моделям используется для создания сложных и детализированных промышленных деталей и форм.Клиенты предпочитают запрашивать детали, отлитые по выплавляемым моделям, потому что при литье по выплавляемым моделям получаются изделия с гладкой поверхностью. Кроме того, это позволяет им работать практически с любым металлом.

С помощью литья по выплавляемым моделям производители создают практически любые изделия из металла, которые захотят. Общие примеры включают: дверные ручки, медицинский инструмент, автозапчасти, детали самолетов, кухонные принадлежности, коробки передач, головки цилиндров, коробки цилиндров, трубы, компоненты для обработки и многое другое.


Литье по выплавляемым моделям — Ferraloy Inc.

Отливки по выплавляемым моделям используются для производства в таких основных отраслях, как автомобилестроение, авиакосмическая промышленность, сельское хозяйство, химическая, оборонная, электротехническая, железнодорожная, морская, механическая, электронная, текстильная и др.

Произведенная продукция

Используя литье по выплавляемым моделям, производители могут создавать самые разные изделия. Примеры включают в себя: автозапчасти, детали турбин авиационных двигателей авиакосмического класса, детали сельскохозяйственной техники и хирургические инструменты.

История

Первое упоминание о промышленном литье было зарегистрировано около 1100 года нашей эры монахом Феофилом Пресвитером.Однако мы совершенно уверены, что литье по выплавляемым моделям началось задолго до этого, более 5000 лет назад. Самые ранние из имеющихся у нас примеров литых деталей относятся к древним цивилизациям, таким как Хараппа, ацтеки, Мексика майя, бенинская цивилизация в Африке, Месопотамия и древний Египет. Фактически, в гробницах Тутанхамона были найдены слепки по выплавляемым моделям.

Первые отливки по выплавляемым моделям были изготовлены с использованием глиняных форм и натуральных сот или пчелиного воска для восковой модели. Для их изготовления люди вручную использовали сильфоны как топочные печи.В 1800-х годах стоматологи начали использовать литье по выплавляемым моделям для создания пломб и коронок. Во время Второй мировой войны производители начали отливать детали из металлических сплавов по выплавляемым моделям с прецизионной и почти чистой формой.

Сегодня производители изготавливают формы из самых разных сплавов и огнеупорных материалов и используют восковые модели, сформированные из смеси чистого и синтетического восков. Вместо ручных сильфонов они проводят литье в литейных цехах.

Материалы Процесс

Хотя в литье по выплавляемым моделям можно использовать множество различных черных и цветных металлов, алюминий и алюминиевые сплавы являются наиболее распространенными.Также популярны легированные стали, такие как нержавеющая сталь и углеродистая сталь, и металлы, такие как медь и титан.

Алюминий
Алюминий — металлический элемент в большом количестве, обнаруженный в земной коре. Он легкий, проводящий, прочный, отражающий и поддающийся механической обработке. Литье алюминия по выплавляемым моделям чаще всего применяется в упаковке, транспортировке и строительстве.

Нержавеющая сталь
Нержавеющая сталь — это стальной сплав, состоящий в основном из железа и хрома.Нержавеющая сталь прочная, долговечная и (в зависимости от ее точного состава) устойчива к нагреву, коррозии, окислению и определенным условиям окружающей среды. Отливка из нержавеющей стали используется в основном для применений, где отливка будет подвергаться воздействию агрессивных материалов или элементов из-за ее антикоррозионных свойств.

Медь
Медь — один из первых металлов, когда-либо использовавшихся человеком. Он чрезвычайно пластичен и исключительно хорошо проводит тепло и электричество. Он также используется для изготовления многих цветных сплавов, таких как латунь.Поскольку медные отливки легкие и прочные, их часто используют для изготовления трубопроводной арматуры, ювелирных изделий, смесительного оборудования и многого другого.

Сталь
Сталь — это сплав железа. Предлагаемая более чем 3500 различных марок, таких как углеродистая и мягкая сталь, сталь прочнее и долговечнее, чем одно только железо. По этой причине стальные отливки по выплавляемым моделям обычно используются для создания деталей, которые должны выдерживать большие нагрузки или удары.

Титан
Титановые отливки очень легкие, но при этом очень прочные, поэтому их часто применяют для использования в таких вещах, как турбокомпрессоры, промышленные инструменты и целый ряд компонентов для аэрокосмической и оборонной промышленности.

Подробности процесса

1. Разработайте восковой узор

Прежде чем делать что-либо еще, инженеры создают основной узор, с помощью которого можно сделать продукт. Этот этап может занять от нескольких часов до нескольких дней, в зависимости от сложности производимого продукта. Основной шаблон можно набросать на бумаге, но инженеры также обычно используют программное обеспечение САПР и / или технологию быстрого прототипирования, чтобы помочь им.

2. Создайте восковую модель и прикрепите ее к литнику

Процесс литья по выплавляемым моделям начинается с создания восковой модели, которая затем прикрепляется к литнику.

3. Сделайте дерево

Сотни форм для восковых моделей можно одновременно прикрепить к одному литнику; это называется деревом.

4. Готовность вложения

Паковочная масса представляет собой керамическую суспензию. Во время перемешивания паковочной массы загрязняющие вещества, такие как частицы пыли, удаляются вентиляторами и воздуходувками для поддержания чистоты.

5. Create Shell

Дерево несколько раз окунают в паковочную массу, прежде чем посыпать абразивным материалом, напоминающим песок.Производители повторяют этот шаг до тех пор, пока паковочная масса вокруг воска или оболочки не станет достаточно толстой, обычно около 0,375 дюйма (9,525 мм).

6. Поместите вложение в печь

Когда оболочка станет достаточно толстой, ее депарафинируют. Производители делают это, помещая его в промышленную печь, где температура превышает 1000, или подвергая его автоклавированию (под давлением и паром). Воск может расплавиться и капать за это время, но керамическая оболочка сохраняет свою форму. Примечание: воск можно слить и переработать.

7. Заливка металла в форму

Когда форма готова, производители предварительно нагревают ее от 800 ℉ до 2000 и заливают в нее расплавленный металл.

8. Удалите литые металлические детали

Как только металл остынет до такой степени, что он больше не раскалится докрасна, оболочка вокруг него вибрирует и взрывается. Затем от дерева отрезают литые металлические детали.

9. Выполнение процессов чистовой обработки

После снятия с дерева литые металлические детали очищаются и обрабатываются по мере необходимости.Общие процессы чистовой обработки включают в себя: механическую обработку, струйную очистку, шлифование, правку и термообработку.

Примечание. Попутно могут быть добавлены химические составы, улучшающие качество материала отливки и повышающие ее долговечность.

Используемое оборудование

Производители используют различные типы оборудования для изготовления форм для восковых моделей и отливок по выплавляемым моделям. Оборудование включает: алюминиевые матрицы, литниковую систему, промышленные печи, вентиляторы и нагнетатели, а иногда и вакуум.

Алюминиевый штамп
Алюминиевый штамп с разделенными полостями довольно часто используется для изготовления правильных восковых форм. Для создания сложных, нестандартных восковых моделей производители могут создавать специальные штампы с комбинациями алюминиевых, керамических или растворимых сердечников.

литниковая система
литниковая система используется производителями конструкций для переноса расплавленного металла в форму. Они проектируют литниковые системы для равномерного и равномерного перемещения металла.

Промышленная печь
Промышленные печи, которые используются для литья по выплавляемым моделям, имеют очень точный контроль температуры для обеспечения правильного выгорания.Производители могут настроить эти элементы управления для индивидуального выгорания и плавления металлического сплава, который они используют для литья, при нужной температуре.

Вентиляторы и нагнетатели
Вентиляторы и нагнетатели удаляют загрязнения, такие как частицы пыли, из паковочной массы во время ее перемешивания.

Вакуум
В систему можно встроить разрежение, чтобы предотвратить образование пузырьков воздуха.

Варианты и аналогичные процессы

Литье в песчаные формы
Литье в песчаные формы — это метод литья, при котором восковая форма заменяется песчаной формой.Обычно форма состоит из двух половин, которые при соединении отражают точный негатив формы, которую нужно отлить. Чтобы сделать пресс-форму, производители начинают с размещения штампа между рамками пресс-формы, называемыми колбами (верхняя часть называется ригелем, а нижняя — перетяжкой). Оказавшись на месте, они присыпают его порошком, затем зарывают в смесь глины и тонко просеянной глины. Эта смесь помогает сохранить гладкую размерную точность изделия. После этого производители погружают и ловушку, и тормоз под оставшуюся песчано-глиняную смесь.Затем они плотно уплотняют песок, за исключением, по крайней мере, одного отверстия в выемке, поддерживаемой трубой. Когда они будут готовы, производители получают доступ к форме, удаляя колпачок и остальную часть матрицы. Вместе с формой они проходят оставшуюся часть процесса литья.

Центробежное литье
Центробежное литье — это процесс литья по выплавляемым моделям, используемый специально для создания деталей цилиндрической формы, таких как трубопроводы. Во время этого процесса литья производители обычно полагаются на горизонтальные центробежные литейные машины.Они помещают готовую форму внутрь машины, которая вращает ее с высокой скоростью. Во время вращения производители заливают расплавленный металл. Во время вращения сила увеличивается в 80–120 раз по сравнению с силой ускорения силы тяжести. Это приводит к тому, что металл затвердевает снаружи вовнутрь, создавая ровное и сбалансированное покрытие вокруг формы.

Преимущества

Литье по выплавляемым моделям позволяет современным производителям создавать отливки с одинаковыми результатами каждый раз. Вдобавок ко всему это позволяет гибкость дизайна.Производители могут использовать тщательно разработанные материалы с различными характеристиками (долговечность, предел прочности, магнетизм и т. Д.) Для создания продуктов практически с любыми свойствами. Аналогичным образом, при использовании литья по выплавляемым моделям производители могут создавать детали различной толщины и веса (от менее 15 фунтов до 1000 фунтов). Хотя детали могут быть сложными, производителям не нужно использовать множество различных инструментов для их изготовления. Таким образом, затраты на инструмент невысоки, особенно по сравнению с аналогичными процессами обработки.Кроме того, отливки по выплавляемым моделям имеют исключительно гладкую поверхность. Еще одним преимуществом литья по выплавляемым моделям является то, что оно устойчиво; для его работы требуется мало энергии, и вы можете повторно использовать производственные материалы. Чтобы узнать, подходит ли вам этот недорогой и надежный процесс, обратитесь в компанию по инвестиционному литью.

Как найти подходящего производителя

Теперь, когда вы узнали все о литье по выплавляемым моделям, готовы ли вы найти производителя? Если да, то вы попали в нужное место.Чтобы помочь вам на вашем пути, мы проделали часть работы за вас и нашли несколько опытных и надежных компаний по инвестиционному литью. Прежде чем прокрутить вверх, чтобы посмотреть на них, убедитесь, что вы знаете все свои характеристики. К ним относятся: тип детали, которую вы хотите, объем вашего запроса, требуемые свойства продукта (долговечность, коррозионная стойкость и т. Д.), Ваш график, ваш бюджет, ваши стандарты / отраслевые требования и ваши предпочтения по доставке. Проконсультируйтесь со своими коллегами, чтобы убедиться, что у вас есть все необходимое.
Когда у вас будет готов список технических характеристик, проверьте перечисленных выше производителей. При просмотре помните о своих спецификациях. Кроме того, ищите производителя, который выполняет неразрушающий контроль (NDT) и собственные инструменты. Неразрушающий контроль позволяет им проверить деталь на наличие дефектов изнутри, не повредив ее. Инструменты собственного производства экономят время и деньги. Выберите три или четыре компании, с которыми вы хотите поговорить, а затем попросите расценки. Что касается общения с каждым из них, убедитесь, что они не только могут выполнять работу, но и добросовестно.Хорошее обслуживание клиентов чрезвычайно важно. Как только вы решите, что нашли тот, который вам нужен, снова обратитесь к нему и начните. Удачи!

Информационное видео по литью по выплавляемым моделям

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.