Investicijskim lijevanjem (lijevanje-po izgubljenom vosku) proizvode se metalne komponente gotovo -neto-oblika složene geometrije, uskih dimenzijskih tolerancija i glatke površine. Ovaj proizvodni proces smanjuje ili eliminira potrebu za sekundarnom strojnom obradom, čineći ga isplativim-za srednje do velike-proizvodnje zamršenih strukturnih i mehaničkih dijelova.
Operativne mogućnosti i inženjerska ograničenja
• Raspon težine: 0,05 kg do 80 kg (0,11 lbs do 176 lbs) po dijelu
• Minimalna debljina stjenke: 1,5 mm (0,060 in) za proces silika sol; 3,0 mm (0,120 in) za postupak vodenog stakla
• Tolerancije linearnih dimenzija: ISO 8062-3 stupanj DCTG 4 do DCTG 6 (Silica Sol); DCTG 7 do DCTG 9 (vodeno staklo)
• Kao -hrapavost lijevane površine:
Silika Sol proces: Ra 3,2 µm – Ra 6,3 µm (125 – 250 µin)
Postupak vodenog stakla: Ra 6,3 µm – Ra 12,5 µm (250 – 500 µin)
• Godišnji proizvodni kapacitet: do 15.000 metričkih tona kombinirane proizvodnje
Vodič za odabir procesa za kupce
|
Parametar |
Silika Sol proces |
Proces vodenog stakla |
|
Odabir tipične legure |
Nehrđajući čelik, superlegure |
Ugljik i nisko{0}}legirani čelik |
|
Površinska obrada (Ra) |
3.2 – 6.3 µm |
6.3 – 12.5 µm |
|
Klasa tolerancije |
ISO 8062-3 DCTG 4–6 |
ISO 8062-3 DCTG 7–9 |
|
Početni trošak alata |
Umjereno |
Donji |
|
Ciljani jedinični trošak |
Srednje do premium aplikacije |
Troškovno-osjetljiva količina |
Proces proizvodnje
Ljevaonica upravlja dvostrukim-procesnim linijama za livenje: Silica Sol za visoko{1}}precizne dijelove otporne-na koroziju i vodeno staklo za konstrukcijske komponente od ugljičnog čelika.
Tijek procesa
• Aluminijski alat
• Injektiranje voska
• Sastavljanje stabla
• Umakanje keramičke gnojnice
• Deparafinizacija i pečenje
• Ulijevanje i hlađenje
• Shakeout & Cut-Off
• Završna inspekcija
Detaljna izvedba korak-po-korak
• Izrada alata i matrica: CNC-strojno obrađene aluminijske matrice (legura 6061/7075) proizvode se s dopuštenjima skupljanja (obično 1,5%–2,5%) uračunatim u CAD model na temelju dinamike skrućivanja legure.
• Ubrizgavanje uzorka: vosak s-kontroliranom temperaturom ubrizgava se u aluminijsku matricu pod pritiskom (2,0–4,0 MPa) kako bi se stvorila točna replika ciljane komponente.
• Sklop uzorka: Pojedinačni voštani uzorci su projektirani-i pričvršćeni na središnji voštani nosač (struktura stabla) kako bi se optimizirao protok metala i dovod tijekom skrućivanja.
• Zgrada školjke:
Silika Sol: Stablo uzorka umočeno je u koloidnu smjesu silicijevog dioksida i obloženo cirkonskim pijeskom (primarni slojevi) nakon čega slijedi mulit pijesak (rezervni slojevi). 5 do 7 slojeva nanesenih uz strogu kontrolu vlažnosti (55% ± 5% RH) između slojeva.
Vodeno staklo: Stablo se umoči u kašu veziva natrijevog silikata i zalijepi kvarcnim pijeskom, stvrdnutim u kupki amonijevog klorida ili aluminijevog sulfata (4 do 6 slojeva).
• Deparafinizacija i autoklav: sklop školjke stavlja se u parni autoklav pod visokim-tlakom (0,6–0,8 MPa, 160 stupnjeva –175 stupnjeva) kako bi se brzo otopio i evakuirao vosak bez pucanja keramičke ljuske.
• Visoko{0}}temperaturno pečenje: keramičke ljuske sinteriraju se u rotacijskoj ili šaržnoj peći na 950 stupnjeva do 1150 stupnjeva tijekom 45–90 minuta kako bi se sagorjeli zaostali ugljikovodici i postigla strukturna čvrstoća.
• Taljenje i izlijevanje: Indukcijske peći tope certificirane sirove ingote. Rastaljeni metal se uklanja -od troske, spektrografski analizira i izlijeva u prethodno zagrijane kalupe na temperaturama u rasponu od 1450 stupnjeva do 1680 stupnjeva, ovisno o leguri.
• Knockout & Cut-Off: Stvrdnute školjke razbijaju se pneumatskim čekićima ili mlazovima vode pod visokim{1}}tlakom. Dijelovi se odvajaju od cijevi pomoću abrazivnih reznih-točaka.
• Brušenje i pjeskarenje: Izbočine su brušene u ravnini, a dijelovi su pjeskareni sačmom od nehrđajućeg čelika ili aluminijevim oksidom do ujednačene teksture površine.
Materijali i tehničke specifikacije
Obrađujemo opsežan spektar željeznih i -željeznih metala prema standardima ASTM, AISI, DIN, EN i JIS. Validacija kemijskog sastava putem optičke emisijske spektroskopije (OES) provodi se pri svakom zagrijavanju prije izlijevanja.
Matrica specifikacije legure
|
Materijalna obitelj |
Uobičajene ocjene (ASTM / DIN) |
Ključna svojstva |
Mehanički standardni raspon |
|
Austenitni nehrđajući čelik |
CF8 (304), CF8M (316), CF3 (304L), CF3M (316L) |
Visoka otpornost na koroziju, izvrsna žilavost |
Vlačna čvrstoća: veća ili jednaka 485 MPa Ispusnost: veća ili jednaka 205 MPa Istezanje: veće ili jednako 35% |
|
Martenzitno/feritno nehrđajuće |
CA15 (410), CA40 (420), 430 |
Visoka tvrdoća, otpornost na habanje, magnetska |
Vlačna čvrstoća: 550 – 850 MPa Tvrdoća: 180 – 450 HBW |
|
Precipitation Hardening Nehrđajući |
17-4PH (CB7Cu-1), 15-5PH |
Visoka čvrstoća, dobra otpornost na koroziju nakon toplinske obrade |
Vlačna čvrstoća: 930 – 1310 MPa Izdašnost: 790 – 1170 MPa |
|
Ugljični čelik |
WCB, WCC, klasa 60-30, 1020, 1045 |
Dobra zavarljivost, strukturna čvrstoća, ekonomičan |
Vlačna čvrstoća: 415 – 655 MPa Izdašnost: 230 – 345 MPa |
|
Nisko{0}}legirani čelik |
4130, 4140, 4340, 8620 |
Izvrsna prokaljivost, visoka zamorna čvrstoća |
Vlačna čvrstoća: 650 – 1100 MPa (toplinski obrađeno) |
|
Duplex nehrđajući čelik |
2205 (UNS S31803), 2507 (UNS S32750) |
Vrhunska otpornost na udubljenje (PREN veći ili jednak 34), visoka granica razvlačenja |
Vlačna čvrstoća: veća ili jednaka 650 MPa Ispusnost: veća ili jednaka 450 MPa |
|
Legure-otporne na toplinu |
HK40, HH, Inconel 625 ekvivalent |
Visoka otpornost na pucanje puzanjem do 1050 stupnjeva |
Specifično za primjenu |
Ključne značajke proizvoda
Integracija složene unutarnje geometrije:
Eliminira više{0}}dijelne zavarene sklopove konsolidacijom složenih unutarnjih kanala, udubljenja i tankih rebara u jednu lijevanu komponentu.
Eliminacija kuta gaza:
Za razliku od lijevanja u pijesak ili tlačnog lijevanja, livenje po ulošku omogućuje kut gaza od nula{0}} stupnjeva na unutarnjim džepovima i vanjskim zidovima gdje se obično primjenjuju ograničenja povlačenja jezgre.
Skoro{0}}neto-preciznost oblika:
Smanjuje ostatke materijala do 70% u usporedbi s CNC obradom masivnog-zaliha, posebno na visoko-legiranim nehrđajućim čelicima i legurama nikla.
As-Cast natpis i mogućnost praćenja:
Brojevi dijelova, toplinski kodovi, logotipi i strelice smjera mogu se izliti izravno na površinu komponente s uzdignutim tekstom (minimalno 0,5 mm visine).
Ujednačena struktura zrna:
Kontrolirano predgrijavanje ljuske i toplinska izolacija tijekom lijevanja minimiziraju gradijente hlađenja, što dovodi do dosljednih izotropnih mehaničkih svojstava.
Tipične primjene
Lijevani dijelovi za ulaganje imaju kritične funkcionalne uloge u teškoj industriji, kontroli fluida i energetskoj opremi:
Mapiranje aplikacijskog mehanizma
|
Sektor |
Tipične komponente |
|
Rukovanje tekućinama i pumpe |
Impeleri, spiralno kućište, tijela ventila, prirubnice |
|
Proces i automatizacija |
Kućišta mjerača protoka, ručice pokretača, glave senzora |
|
Teški i poljoprivredni strojevi |
Nosači za habanje, klinovi šarki, zaporne papučice, spojnice |
|
Petrokemija i energija |
Visokotlačni ventil, mlaznice plamenika, spojevi za cijevi |
|
Komercijalni automobili |
Kućišta turbopunjača, ispušne grane, nosači |
Strojna obrada i sekundarne operacije
Dok livenje po ulošku daje čvrste skoro{0}}neto oblike, visoko-precizne površine sučelja zahtijevaju sekundarne CNC operacije.
Redoslijed operacija
Sirovo lijevanje → Kućna CNC obrada → Toplinska obrada → Završna obrada
-Mogućnosti strojne obrade u kući
• CNC tokarenje: Promjeri do 500 mm; položajna točnost unutar ±0,005 mm.
• Centri za glodanje s 4-osi i 5-osi: Kompleksno profiliranje površine, poravnanje provrta uz usku toleranciju (H7 fit) i precizna ravnost površine (<0.01 mm).
• Rezanje navoja: Rezanje metričkih, NPT, BSPP i UNC unutarnjih/vanjski navoja.
Obrada toplinskom obradom
• Otopinsko žarenje: 1040 stupnjeva –1120 stupnjeva nakon čega slijedi brzo kaljenje u vodi za austenitne nehrđajuće čelike (vraća otpornost na koroziju i homogenizira strukturu).
• Normaliziranje i smanjenje naprezanja: hlađenje zrakom od 850 stupnjeva do 900 stupnjeva za homogenizaciju strukture zrna u ugljičnim i legiranim čelicima prije strojne obrade.
• Kaljenje i kaljenje (Q&T): Kaljenje u ulju/vodi nakon čega slijedi kaljenje kako bi se postigle ciljane HRC vrijednosti (npr. 28–34 HRC ili 45–52 HRC).
• Otvrdnjavanje starenjem: H900, H1150 uvjeti za nehrđajući čelik 17-4PH za povećanje vlačne čvrstoće.
Mogućnosti površinske obrade
• Elektropoliranje (Ra < 0,4 µm za sanitarne primjene)
• Pasivacija (sukladnost s ASTM A967)
• Pocinčavanje / Fosfatni premaz / E-Premaz
• Crni oksidni premaz
• Bojanje u prahu i tekuće bojanje
Kontrola i inspekcija kvalitete
Osiguranje kvalitete počinje provjerom sirovina i nastavlja se kroz -dimenzionalne revizije strojne obrade. Svaku pošiljku prati EN 10204 3.1 potvrda o inspekciji.
Matrica provjere osiguranja kvalitete
|
Kategorija inspekcije |
Metoda ispitivanja/oprema |
Prema Standardu |
|
Kemijski sastav |
Optički emisijski spektrometar s izravnim-očitavanjem (OES) |
ASTM E415 / ASTM E1086 |
|
Mehanička ispitivanja |
Univerzalni ispitivač vlačne čvrstoće, Charpy udar, tvrdoća (HB/HRC) |
ASTM A370 / ISO 6892-1 |
|
Ne{0}}ispitivanje bez razaranja (NDT) |
Radiografsko testiranje (rendgensko snimanje) Ispitivanje tekućim penetrantima (PT) Ispitivanje magnetskim česticama (MT) |
ASTM E192 / ASTM E446 ASTM E1417 / ISO 3452-1 ASTM E1444 |
|
Kontrola dimenzija |
Koordinatni mjerni stroj (CMM), optički profilometar |
ISO 10360 |
|
Mikrostruktura |
Metalografski mikroskop |
ASTM E45 / ISO 4967 |
OEM i proizvodnja po narudžbi
Proizvodimo prilagođene komponente isključivo prema-tehničkim crtežima i specifikacijama koje dostavlja kupac.
Vremenski okvir izvršenja projekta
|
Pozornica |
Vremenska crta |
Ključni rezultati |
|
1. faza |
1.–2. tjedan |
DFM pregled i dizajn kalupa, simulacija skrućivanja |
|
Faza 2 |
3.–4. tjedan |
CNC obrada alata i probno ubrizgavanje voska |
|
Faza 3 |
5.–6. tjedan |
T1 Proizvodnja uzorka odljevaka i izvješće o inspekciji prvog artikla (FAIR) |
|
Faza 4 |
Tjedan 7+ |
Odobrenje masovne proizvodnje i otprema serije |
Pojedinosti o tijeku inženjeringa
• Pregled dizajna za proizvodnost (DFM): Inženjerstvo ocjenjuje prijelaze debljine stijenke, koncentraciju toplinske mase, lokacije linija razdvajanja i zahtjeve za nacrt prije rezanja alata.
• Simulacija skrućivanja: softver za simulaciju Anycasting / MAGMASOFT modelira brzinu rastaljenog metala, krivulje hlađenja i tendenciju skupljanja za postavljanje uspona i vrata, eliminirajući unutarnju poroznost prije rezanja čelika.
• Mogućnosti izrade prototipova:
Quick-Turn SLA/3D ispisani voštani uzorci: 7–10 dana za fizičke funkcionalne prototipove bez teškog alata.
Alati od tvrdog aluminija: 21–28 dana za uzorke-razreda proizvodnje T1.
• Prvo izvješće o inspekcijskom pregledu proizvoda (FAIR): Dostavljeno s punim dimenzionalnim izgledom (CMM podaci), analizom kemijskog sastava, podacima o mehaničkim ispitivanjima i certifikatima materijala.
Što bi kupci trebali pružiti za RFQ
Kako biste dobili točan komercijalni prijedlog i tehnički pregled u roku od 24 do 48 sati, molimo da u svoj upit uključite sljedeće podatke:
Inženjerski crteži:
• 3D CAD model: STEP (.stp), IGES (.igs) ili SolidWorks (.sldprt) formati datoteka.
• 2D crtež: PDF format s kritičnim tolerancijama, geometrijskim kotiranjem i tolerancijama (GD&T), očekivanom završnom obradom površine i oblacima strojne obrade.
Specifikacije materijala:Točan stupanj materijala (npr. ASTM A351 CF8M, AISI 4140) ili potrebni mehanički parametri.
Količina narudžbe:Procijenjena godišnja upotreba (EAU) i početne količine pilot serije.
Toplinska obrada i završna obrada površine:Zahtjevi za tvrdoću, specifikacije pasivizacije, pozlaćivanja ili bojanja.
Kvaliteta i opseg inspekcije:Zahtijevana pokrivenost NDT-om (npr. 100% PT, 5% uzorkovanje X-zrakama), zahtjevi za ispitivanje tlaka (bar/PSI) i posebne potrebe za certifikatom (EN 10204 3.1 / 3.2).
Zahtjevi za pakiranje:VCI pakiranje protiv -hrđe, pakiranje u pojedinačne kutije ili standardna izvozna paletizacija.
Često postavljana pitanja
P: Koja je glavna razlika između silicijevog sola i lijevanog vodenog stakla?
O: Proces silika sol koristi cirkonski pijesak i fina koloidna silika veziva, čime se postiže vrhunska završna obrada površine (Ra 3,2–6,3 µm) i veća točnost dimenzija (ISO 8062-3 DCTG 4–6). Primarni je za dijelove od nehrđajućeg čelika i visoko-legura. Proces vodenog stakla koristi kvarcni pijesak i natrijev silikat, proizvodeći hrapaviju površinu (Ra 6,3–12,5 µm) i manje tolerancije (DCTG 7–9), ali nudi niže jedinične troškove za komponente od ugljika i niskolegiranog čelika.
P: Koje se opće tolerancije dimenzija mogu održati bez strojne obrade?
O: Za livenje u obliku silicijevog sola, linearne tolerancije obično su u skladu s ISO 8062-3 DCTG 4 do DCTG 6 (približno ±0,15 mm po 25 mm). Kritična poravnanja provrta, brtvenih površina i navojnih rupa zahtijevaju naknadnu CNC obradu.
P: Kako spriječiti unutarnju poroznost skupljanja u dijelovima s debelim{0}}zidovima?
O: Inženjeri koriste softver za simulaciju toplinskog skrućivanja za modeliranje postavljanja otvora i uspona. Za dijelove s velikim koncentracijama mase, rashladni blokovi ili izolirani uzlazni kanali ugrađeni su u konstrukciju ljuske kako bi se postiglo usmjereno skrućivanje prema dovodnom kanalu.
P: Koje je tipično vrijeme isporuke za novi alat i početne uzorke?
O: Standardna proizvodnja aluminijskih alata zahtijeva 20 do 25 dana. Proizvodnja uzorka, toplinska obrada i izvješćivanje o dimenzijama CMM-a zahtijevaju dodatnih 7 do 10 dana. Ukupno vrijeme od odobrenog 3D CAD-a do isporuke uzorka obično je 30 do 35 kalendarskih dana.
P: Mogu li se 3D ispisani uzorci koristiti za-kratku proizvodnju?
O: Da. SLA (stereolitografija) ili SLS 3D ispisani uzorci od voska/PMMA mogu se izravno-umočiti u kašu za proizvodnju metalnih odljevaka bez aluminijskog alata. Ovo skraćuje vrijeme isporuke na 7-10 dana za testiranje prototipa ili niske-izvođanja (< 50 units).
P: Dajete li uz pošiljke potvrde o ispitivanju mlina?
O: Svaka pošiljka uključuje EN 10204 3.1 potvrdu o materijalu koja detaljno opisuje stvarnu toplinsko-kemijsku analizu (OES rezultati), vlačnu čvrstoću, granicu tečenja, istezanje, vrijednosti udarca (ako su ispitane) i vrijednosti tvrdoće.






