Investeringsgieten uitgelegd: Een tijdloos productieproces

Investeringsgieten is een algemeen industriële proces dat al duizenden jaren gebruikt wordt. Het is geworteld in zowel het oude Egypte als China. In de oudheid was bijenwas het materiaal van keuze, maar meer geavanceerde wasmaterialen en legeringen worden nu gebruikt. Hoewel investeringsgieten slechts één onderdeel per vorm oplevert, is het hoogst nauwkeurig, veelzijdig en herhaalbaar. Hier bieden we een gedetailleerde kijk in wat investeringsgieten is.

In staat om complexe vormen en onderdelen te creëren, omvat het proces het creëren van een waspatroon dat in een keramische slib wordt gedoopt. Het proces is genoemd naar deze stap, omdat het patroon "geïnvesteerd" wordt in de slib, die vervolgens een gehardede vorm vormt. Eenmaal de refractaire keramiek gehard is, wordt het omgekeerd en aan warmte blootgesteld; de was loopt eruit om een schaal te creëren waar gesmolten metaal in wordt gegoten. Wanneer het metaal afkoelt, wordt de keramische vorm gebroken.

Omdat het waspatroon gesmolten wordt, of verloren gaat, in het proces, wordt de techniek vaak aangeduid als "verloren was gieten".

Het Proces van Investeringsgieten

Gebruikt voor het maken van juwelen, turbinebladen, en industriële onderdelen zoals tandwielen, klikken, en nokken, omvat investeringsgieten deze basisstappen:

1. Waspatroon Gieten: De was wordt gevormd in de vorm van het onderdeel. Het is vaak het materiaal van keuze omdat was gemakkelijk smelt en herbruikbaar is. Een vorm of master matrijs wordt gecreëerd om waspatronen te produceren en kan kernen hebben om interne kenmerken te vormen. Om meerdere onderdelen tegelijk te produceren, kan een wasstaaf (of loper) de vormen verbinden en staat toe dat gesmolten materiaal veel onderdelen tegelijk bereikt. De kanalen en vormen creëren een boomachtig centraal wasgiet systeem.
2. De Vorm Creëren: Het waspatroon, lopers, en spruiten (waar gesmolten materiaal later in wordt gegoten), worden gedoopt in een keramische refractaire slib meestal bestaande uit fijn silice deeltjes, water, en bindmiddelen. De laag slib die het onderdeel bedekt wordt de vorm. Meerdere keren gedoopt, wordt de assemblage bedekt met een laag materiaal tot 10 mm dik, en vervolgens gedroogd. Het onderdeel wordt omgekeerd geplaatst en verhit om de was te smelten, die uitloopt om een holle schaal te vormen.
3. Gieten: De vorm wordt voorverhit bij een zeer hoge temperatuur (tot 2.000°F) om de stroom te verbeteren en de vorm te beschermen tegen schade. Gesmolten metaal wordt in het giet systeem gegoten om de vormkaviteit te vullen. Zwaartekracht is meestal voldoende voor gieten, maar vacuüm of druk kan toegepast worden afhankelijk van de toepassing. Naarmate de assemblage afkoelt, krimpen de keramiek en het metaal, wat de nauwkeurigheid verbetert. Afkoeltijd hangt af van het materiaal en de dikte.
4. De Vorm Breken: De vorm moet zorgvuldig gebroken worden om het gegoten onderdeel niet te beschadigen. Dit kan handmatig met gereedschappen of met waterstralen. Individuele gietwerken kunnen van het giet systeem gescheiden worden met snijden, zagen, en impacts gereedschappen. Soms worden ze verwijderd via verbranden of met vloeibare stikstof (koude breking) voordat ze gereinigd en afgewerkt worden.
5. Afwerking: Straalbehandeling, slijpen, lassen of andere warmtebehandeling kan toegepast worden om onzuiverheden te verwijderen, het onderdeel te recht te trekken, of de oppervlakken glad te maken. Hydraulische pressen kunnen gebruikt worden voor recht trekken. Secundaire bewerking voegt tijd toe aan het proces en kan ongeschikt zijn voor hoge volume orders. Over het algemeen duurt het creëren van een waspatroon tot het voltooien van het gietproces ongeveer zeven dagen, waarvan het grootste deel betrokken is bij het vormen/drogen van de keramische schaalvorm.

3D-printtechnologieën

Hars-gebaseerde patronen kunnen nu via 3D-printen gemaakt worden. Stereolithografie (SLA) en digitale lichtverwerking (DLP) worden veel gebruikt. Deze technologieën vereenvoudigen investeringsgieten door de plaats in te nemen van traditionele stappen zoals vormcreatie en waspatroonproductie.

Contact Laszeray Technology

Om meer te leren over ons bereik aan productiemogelijkheden, doorlooptijden, en wat investeringsgieten is en hoe het werkt, bel 440-582-8430 vandaag.