Investeringsgjutningsprocess

Gjutgods kan göras av en original vaxmodell (den direkta metoden) eller från vaxkopior av ett originalmönster som inte behöver göras av vax (den indirekta metoden). Följande steg beskriver den indirekta processen, som kan ta två till sju dagar att slutföra.

1. Skapa ett mastermönster: En konstnär eller formtillverkare skapar ett originalmönster avvax,lera,trä,plast, eller annat material.^[5]Under de senaste åren produktion av mönster med hjälp av3d-utskrivningav modeller tillverkade avdatorstödd designprogramvara har blivit populärt med främsthartsbaseradStereolitografi(SLA) eller DLP 3D-skrivare för högupplösta mönster eller standard PLA filament när höga nivåer av noggrannhet inte krävs. Om du använder ett 3D-utskrivet mönster fortsätt direkt till steg 5.
2. Skapa en form: Aforma, känd sommästare dö, är gjord för att passa huvudmönstret. Om mastermönstret var tillverkat av stål kan masterformen gjutas direkt från mönstret med metall med lägre smältpunkt.Suddformar kan också gjutas direkt från mastermönstret. Alternativt kan en masterdie bearbetas oberoende – utan att skapa ett mastermönster.^[5]
3. Producera vaxmönster: Fast kalladvaxmönster, kan mönstermaterial även innefatta plast och frystakvicksilver.^[5]Vaxmönster kan framställas på ett av två sätt. I en process hälls vaxet i formen och svepas runt tills en jämn beläggning, vanligtvis cirka 3 mm (0,12 in) tjock, täcker formens inre yta. Detta upprepas tills önskad mönstertjocklek uppnås. En annan metod går ut på att fylla hela formen med smält vax och låta den svalna som ett fast föremål.^{[citat behövs]}
   Om en kärna krävs finns det två alternativ: lösligt vax eller keramik. Lösliga vaxkärnor är utformade för att smälta ut ur investeringsbeläggningen med resten av vaxmönstret; keramiska kärnor tas bort efter att produkten har härdat.^[5]
4. Montera vaxmönster: Flera vaxmönster kan skapas och sättas ihop till ett stort mönster för att gjutas i en sats. I denna situation fästs mönster på ett vaxsprueför att skapa ett mönsterkluster, ellerträd.För att fästa mönster används ett värmeverktyg för att lätt smälta angivna vaxytor, som sedan pressas mot varandra och får svalna och härda. Så många som flera hundra mönster kan sättas ihop till ett träd.^[5][6]Vaxmönster kan också varajagade, som betyderskiljelinjerellerblinkningargnidas ut med det uppvärmda metallverktyget. Slutligen är mönsterklädd(genom att ta bort brister) för att se ut som färdiga delar.^[7]
5. Använd investeringsmaterial: Den keramiska formen, känd sominvestering, produceras genom att upprepa en serie steg – beläggning, stuckatur och härdning – tills önskad tjocklek uppnås.
   1. Beläggninginnebär att doppa ett mönsterkluster i en slurry av fint eldfast material och sedan dränera för att skapa en enhetlig ytbeläggning. Fina material används i detta första steg, även kallat aprime päls, för att bevara fina detaljer från formen.
   2. Stuckaturapplicerar grova keramiska partiklar genom att doppa mönster i enfluidiserad bädd, placera den i en regnslipmaskin eller genom att applicera material för hand.
   3. Härdningtillåter beläggningar att härda. Dessa steg upprepas tills investeringen når sin önskade tjocklek – vanligtvis 5 till 15 mm (0,2 till 0,6 tum). Investeringsformarna får torka helt, vilket kan ta 16 till 48 timmar. Torkning kan påskyndas genom att applicera ett vakuum eller minimera luftfuktigheten. Investeringsformar kan också skapas genom att placera mönsterklustren i enflaskaoch sedan hälla flytande investeringsmaterial uppifrån. Kolven vibreras sedan för att tillåta instängd luft att komma ut och hjälpa investeringsmaterialet att fylla alla små tomrum.^[5][8]
   4. Material: allmänningeldfastmaterial som används för att skapa investeringarna är: kiseldioxid, zirkon, olikaaluminiumsilikater, ochaluminiumoxid. Kiseldioxid används vanligtvis ismält kiseldioxidform, men iblandkvartsanvänds eftersom det är billigare.Aluminiumsilikaterär en blandning av aluminiumoxid och kiseldioxid, där vanliga blandningar har en aluminiumoxidhalt från 42 till 72 %; vid 72 % aluminiumoxid är föreningen känd sommullit. Under den primära pälsen,zirkon-baserade eldfasta material används ofta, eftersomzirkoniumär mindre benägna att reagera med den smälta metallen.^[8]Före kiseldioxid, en blandning av gips och malda gamla formar (chamotte) var använd.^[9]De bindemedel som används för att hålla det eldfasta materialet på plats inkluderar:etylsilikat(alkoholbaserat och kemiskt härdat),kolloidal kiseldioxid(vattenbaserad, även känd som silica sol, härdad genom torkning),natriumsilikat, och en hybrid av dessa kontrolleras förpHochviskositet.
6. Avvax: När keramiska formar har härdat helt, vänds de upp och ner och placeras i enugnellerautoklavatt smälta ut och/eller förånga vaxet. De flesta skalfel uppstår vid denna tidpunkt eftersom de vaxer som används har entermisk expansionskoefficientdet är mycket större än investeringsmaterialet som omger det – när vaxet värms upp expanderar det och skapar stress. För att minimera dessa påfrestningar värms vaxet upp så snabbt som möjligt så att de yttre vaxytorna kan smälta och rinna av snabbt, vilket ger plats för resten av vaxet att expandera. I vissa situationer kan hål borras i formen före uppvärmning för att minska dessa påfrestningar. Eventuellt vax som rinner ut ur formen återvinns vanligtvis och återanvänds.^[10]
7. Utbrändhet förvärmning: Formen utsätts sedan för enutbrändhet, som värmer formen till mellan 870 °C och 1095 °C för att ta bort eventuell fukt och kvarvarande vax, och för attsintraformen. Ibland används denna uppvärmning även för att förvärma formen innan den hälls, men andra gånger får formen svalna så att den kan testas. Förvärmning gör att metallen håller sig flytande längre så att den bättre kan fylla alla formdetaljer och öka dimensionsnoggrannheten. Om formen lämnas att svalna kan eventuella sprickor som upptäcks repareras med keramisk slurry eller specialcement.^[10][11]
8. Hälla: Investeringsformen placeras sedan med öppen sida upp i en balja fylld med sand. Metallen kan gjutas av gravitation eller tvingas genom att applicera positivt lufttryck eller andra krafter.Vakuumgjutning,tiltgjutning, tryckassisterad hällning ochcentrifugalgjutningär metoder som använder ytterligare krafter och är särskilt användbara när formar innehåller tunna sektioner som annars skulle vara svåra att fylla.^[11]
9. Avyttring: Skalet är hamrat,media sprängs,vibrerade,vattenstråle, eller kemiskt lösta (ibland medflytande kväve) för att frigöra gjutningen. Inloppet skärs av och återvinns. Gjutningen kan sedan rengöras för att ta bort tecken på gjutningsprocessen, vanligtvis genomslipning.^[11]
10. Efterbehandling: Efter slipningen är den färdiga gjutningen föremål för efterbehandling. Detta går vanligtvis längre än slipning, med föroreningar och negativ som avlägsnas via handverktyg och svetsning. Om delen behöver ytterligare riktning utförs denna process vanligtvis av hydrauliska riktningspressar, som bringar produkten i linje med dess toleranser.^[12]