Casting per gli investimenti (casting di cera perduto)

Casting per gli investimenti (casting di cera perduto)

Quando si tratta di una coda di investimento di fattori di produzione di parti metalliche come i requisiti di progettazione, i costi e la fattibilità per la produzione di dettare quale processo di fusione è più adatto per produrre un prodotto. Questo articolo che descrive il casting degli investimenti ha lo scopo di aiutarti a prendere una decisione di casting informata.

La fusione di investimenti produce componenti precisi minimizzando i rifiuti di materiale, l'energia e le successive lavorazioni. Può anche garantire la produzione di parti molto intricate. Ciò rende il processo di fusione degli investimenti abbastanza utile per gli ingegneri di progettazione. 

L'obiettivo è capire cosa si intende per casting di investimento. Quindi, qual è esattamente l'investimento nel casting "investimento"? Il termine "investito" ha storicamente il significato di "vestito" o "circondato".  La fusione degli investimenti impiega un guscio in ceramica, intonaco o plastica che si forma attorno a uno schema di cera. Il motivo della cera viene fuso e rimosso in una fornace e il metallo viene versato nel guscio per creare la fusione. 

A cosa serve il casting di investimento? Abbattiamo il processo di produzione di cast di investimenti per una maggiore comprensione:

Il processo di casting degli investimenti

UN. Creare il modello

• Utilizza uno schema con gli stessi dettagli della parte finita, tranne per il fatto che esiste un'indennità per la contrazione termica (cioè la riduzione).

• I motivi sono in genere realizzati in cera usando una matrice di iniezione di metallo.

B. Montare i modelli di cera e creare l'albero

• Una volta prodotto un motivo a cera, viene assemblato con altri componenti di cera per formare il sistema di consegna del cancello e del metallo.

• A seconda delle dimensioni e della configurazione del componente di finitura desiderato, possono essere elaborati più motivi di cera usando un singolo albero.

C. Creazione del guscio dello stampo

• L'intero gruppo di motivi di cera è immerso in una sospensione in ceramica, coperto di stucco di sabbia e lasciato asciugare.

• I cicli di immersione a umido e successivo stucco vengono ripetuti fino a quando non viene creato un guscio dello spessore desiderato. Tale spessore è parzialmente dettato dalla dimensione e dalla configurazione del prodotto.

• Una volta che il guscio ceramico si è asciugato, diventa sufficientemente forte trattenere il metallo fuso durante la fusione.

D. Rimozione della cera

• L'intero assemblaggio viene posizionato in un'autoclave a vapore per sciogliere la maggior parte della cera.

• Qualsiasi cera rimanente immersa nel guscio di ceramica viene bruciata in una fornace. A questo punto, il motivo della cera residua e il materiale di gate sono stati completamente rimossi e lo stampo in ceramica rimane con una cavità a forma della parte fusa desiderata.

• Questa operazione ad alta temperatura aumenta anche la resistenza e la stabilità del materiale ceramico. Inoltre, aiuta a ridurre al minimo la reazione del guscio e del metallo durante il versamento.

E. Sciogliere e lanciare

• Lo stampo è preriscaldato a una temperatura specifica e riempito con metallo fuso, creando la fusione del metallo.

• Quasi ogni lega può essere prodotta usando questo processo. La fusione dell'aria o lo scioglimento del vuoto possono essere impiegati come dettato dalla chimica della lega. La fusione del vuoto viene utilizzata principalmente quando sono presenti elementi reattivi in ​​lega.

F. Operazioni finali

• Una volta che la fusione si è raffreddata sufficientemente, il guscio dello stampo viene rotto dalla fusione in un'operazione a eliminazione diretta.

• Le porte e i corridori vengono tagliati dal casting e, se necessario, vengono eseguiti sabbiette, macinazione e lavorazione post-elaborazione finale per completare la fusione.

• I test non distruttivi possono includere penetranti fluorescenti, particelle magnetiche, radiografiche o altre ispezioni. Le ispezioni dimensionali finali, i risultati dei test in lega e NDT vengono verificati prima della spedizione.

Vantaggi del processo di fusione degli investimenti

Gamma di dimensioni:

Sebbene la maggior parte dei getti di investimento siano piccoli, il processo di investimento può produrre getti che pesano più di 1.000 sterline. Questa capacità è limitata a un numero relativamente piccolo di ruote di investimento e richiede competenze speciali nella gestione. La maggior parte delle parti gettate rientrano nelle once fino a una gamma di 20 libbre.

Forme versatili e intricate:

Il casting per gli investimenti offre tolleranze strette coerenti e ripetitive insieme a passaggi e contorni intricati. Molte di queste configurazioni sono impossibili da produrre. Ad esempio, dove le macchine utensili non possono raggiungere. Il raggiungimento di componenti di fusione a forma di rete o a forma di rete si può ridurre drasticamente i costi di elaborazione post-cast.

La fusione degli investimenti è una buona alternativa alle saldature o alla fabbricazione. Molti componenti possono essere combinati in un singolo casting. Più sono combinati, migliore è l'efficienza di produzione. La conversione dei componenti multi-pezzi in un singolo casting di investimento offre in genere una precisione dimensionale e una complessità di parti ridotta.

Superfici accurate e lisce:

Il guscio di ceramica utilizzato è costruito attorno a motivi lisce prodotti iniettando la cera in una matrice in alluminio lucido. Una finitura da 125 micro è standard e anche finiture più fini non sono rare. 

Le getti di investimento non contengono una linea di separazione perché viene utilizzata solo uno stampo anziché due stampi (come nel caso di Casting di sabbia). Gli standard per imperfezioni di superficie e cosmetici vengono discussi e concordati con il cliente in base alla funzione.

Di seguito è riportato un confronto tra le finiture della superficie relativa che ci si può aspettare da vari processi di fusione:

Accuratezza dimensionale:

In genere, le tolleranze di investimento "standard" sono +/- 0,010 "per il primo pollice e +/- 0,004" per ciascun pollice successivo.

La fase di progettazione può comportare un disegno che riduce o addirittura elimina i precedenti requisiti di lavorazione per produrre la stessa parte.

Il costo di qualsiasi parte aumenta in proporzione alla precisione dei suoi requisiti dimensionali. Se si tratta di parti o fabbricazioni lavorate in getti. Una revisione del design ravvicinata consentirà una modifica a tolleranze, sottosquadri, fori ciechi, ecc. Per consentire rese di produzione più elevate e costi di pezzi più bassi. Se sono più vicine delle tolleranze del cast, la lavorazione richiesta per la fusione degli investimenti sarà inferiore ai getti convenzionali o ai componenti fabbricati.

Qualità e integrità:

L'integrità del casting è una caratteristica importante del processo. Il casting di investimento ha una lunga storia di settori esigenti come motore a turbina a gas, petrolio, chimico, difesae medico.

Considerazioni quando si utilizzano il casting degli investimenti

Costo degli utensili:

Per requisiti di bassa quantità, può essere più costoso di altri metodi se viene perseguito gli strumenti permanenti. Per quelle applicazioni, SLA o i motivi stampati possono essere un'alternativa economica (anche per una quantità di uno). 

I costi iniziali sono un altro fattore chiave quando si determinano se il casting di investimenti offre il massimo valore. Lo strumento di cast di investimento di solito è costituito da più parti montate insieme per produrre i componenti complessi. Questo costo di "front -end" non è insignificante ma può essere facilmente compensato dalla mancanza di successive lavorazione e/o fabbricazione.

Limitazioni delle dimensioni:

È possibile creare casting di investimento in una vasta gamma di dimensioni. C'è un limite superiore su quella gamma, che è inferiore a altre tecnologie a forma di casting di sabbia.

Strutture molto piccole:

Il casting per gli investimenti è una scelta eccellente per applicazioni a parete sottile, ma forme interne molto piccole che usano i nuclei possono presentare sfide. I fori in genere non possono essere più piccoli di 1/16 ”(1,6 mm) o più profondi di 1,5 volte di diametro. 

Tempismo:

Il processo di fusione degli investimenti in più fasi richiede più tempo rispetto ad altri processi. Il tempo di elaborazione può essere più breve di altre alternative.