Voordelen en nadelen van investeringsgieten

Als het gaat om fabricage, moet elk onderdeel aan exacte eisen voldoen om een ​​afgewerkt product te produceren. Er zijn verschillende procedures beschikbaar om unieke stukken voor een product te maken, maar investeringsgieten is een benadering die op veel manieren uitblinkt.
Investeringsgieten is een industrieel proces dat is gebaseerd op verloren-wasgieten, een van de vroegste metaalvormende methoden die de mens kent. Het vermogen van investeringsgieten om componenten te vervaardigen met nauwkeurigheid, herhaalbaarheid, aanpasbaarheid en integriteit in een reeks metalen en hoogwaardige legeringen wordt zeer gewaardeerd.

De afgelopen 5,000 jaar hebben mensen investeringsgieten in verschillende vormen gebruikt. Bijenwas werd in zijn vroegste vormen gebruikt om patronen voor het gietproces te creëren. Patronen worden vaak gemaakt met behulp van complexere wassen, vuurvaste verbindingen en speciale metalen.
Om dit proces beter te begrijpen, leert u in dit artikel wat investeringsgieten is en wat de voor- en nadelen zijn.

Wat is investeringscasting?

investering gieten

Investeringsgieten is een oude methode om metalen onderdelen en componenten te vormen met weinig apparatuur en energie. De methode wordt zo genoemd omdat het patroon wordt gevuld met vuurvast materiaal om een ​​mal te maken, en een gesmolten substantie wordt in de mal gegoten.

Het is geweldig voor het maken van gecompliceerde stukken en is nog steeds nuttig in de industriële omgeving van vandaag. Fabrikanten gebruiken deze technologie om metalen met een hoge hittetolerantie correct te gieten met behulp van een gips-, plastic of keramische mal en een wasontwerp dat wegsmelt.

Deze aluminium investeringsgietmethode is ideaal voor het maken van items en prototypes. Het wordt veel gebruikt in verschillende industrieën, met name de automobiel- en industriële sectoren. Roestvrijstalen legeringen, messing, aluminium en koolstofstaal zijn slechts enkele van de materialen die kunnen worden gegoten. Maar hoe verloopt dit proces?

Voordelen en nadelen van investeringsgieten

Alle giettechnologieën hebben verschillende ontwerpvoordelen, waaronder de mogelijkheid om materiaalinvoer te verminderen en constructies te bouwen die anders moeilijk te produceren zouden zijn zonder uitgebreide bewerking of montage.

Het aanpassingsvermogen van de mal daarentegen is een fundamenteel voordeel van investeringsgieten. Fabrikanten hebben een ongebruikelijke mate van speelruimte bij het maken van gegoten items, omdat de mal verbruiksartikelen is en waspatronen onopvallend in vloeibare vorm kunnen worden verwijderd. In tegenstelling tot de meeste andere vorm- en giettechnologieën, biedt investeringsgieten aanzienlijk meer ingewikkelde ontwerpopties.

Er valt veel te zeggen over het gieten van investeringen, en zelfs meer over de functies ervan. Over dit onderwerp neemt u al uw twijfels over deze methode weg en ziet u zelf hoeveel u kunt verwachten van een investeringsproject.

Voordelen van investeringsgieten

Deze techniek is perfect voor het maken van kleine, gecompliceerde geometrische objecten met gedetailleerde details met behulp van een enkele mal. Materialen zijn vaak herbruikbaar, zoals gesmolten was, die in een ander patroon kan worden hergebruikt. De mal kan soms worden hergebruikt! Het biedt ook een breed scala aan ontwerpmogelijkheden; ontwerpingenieurs kunnen identificerende markeringen, zoals nummers, logo's en product-ID's, in het gietstuk invoegen.

Het is ongelooflijk aanpasbaar, omdat je meerdere waspatronen kunt combineren om één unieke mal te produceren. Je kunt ook stukken maken die onmogelijk te maken zijn met een machine of gereedschap, waardoor het een levensvatbaar alternatief is voor elementen.

  1. Uitzonderlijke oppervlaktepolijsting
  2. Hoge dimensionale precisie
  3. Zelfs de meest gecompliceerde elementen kunnen worden gegoten.
  4. Gieten is mogelijk met bijna elk metaal.

Nadelen van investeringsgieten

Ondanks de voordelen heeft verloren-wasgieten een aantal nadelen. De groottebeperking is het belangrijkste nadeel. Omdat zo weinig ontwerpingenieurs in staat zijn om met deze aanpak enorme componenten te produceren, is het misschien niet de ideale oplossing voor een klant die een groot onderdeel moet fabriceren.

Enkele redenen voor de hoge kosten zijn onder meer gespecialiseerde apparatuur, dure vuurvaste materialen en bindmiddelen, verschillende procedures om een ​​mal te bouwen, een grote hoeveelheid arbeid en het optreden van kleine fouten. Het is echter nog steeds minder duur dan het machinaal bewerken van het identieke artikel uit stafmateriaal; de productie van wapens is bijvoorbeeld verschoven naar het gieten van investeringen om de kosten van het maken van pistolen te verlagen.

Maar deze techniek is moeilijker dan andere gietprocedures en vereist een uitgebreide voorbereiding en specifieke apparatuur. Dat is de reden waarom investeringsgieten hogere initiële kosten kan hebben dan zandgieten of spuitgieten, maar de fabricagekosten per eenheid verminderen bij grotere bestellingen. De totale kosten, met name voor fabricage in kleine oplagen, zijn een groot nadeel.

Enkele andere nadelen kunnen zijn:

  1. Het gieten van objecten waarvoor kernen nodig zijn, kan moeilijk zijn.
  2. Deze procedure is kostbaar, meestal beperkt tot kleine gietstukken, en kan een uitdaging zijn als er kernen bij betrokken zijn.
  3. Investeringsgietstukken vereisen langere productiecycli dan andere gietmethoden.
  4. Omdat er meerdere proceselementen zijn die de kwaliteit van de matrijs en het gietstuk beïnvloeden, is het kwaliteitsmanagementsysteem moeilijk te implementeren.

Hoe verloopt het proces van investeringscasting?

Een methode voor het produceren van gecompliceerde onderdelen en componenten is investeringsgieten. Om de juiste werkstukken te ontwerpen en te construeren, zijn er verschillende processen in het totale proces. Het dankt zijn naam aan het feit dat de werkstukken zijn gebouwd rond een gepeld gietstuk, dat daarna wordt verwijderd nadat de werkstukken in de mal zijn gegoten en zijn uitgehard.

investering_casting

Eerst wordt er een patroon gemaakt

De eerste fase van investeringsgieten is het ontwerp van een mal of patroon voor een vooraf bepaald werkstuk. Het ontwerp is gemaakt van was. Het kan door spuitgieten in de mal worden gegoten, met de hand uit een wasblok worden gesneden of met een 3D-printer en een geschikte wassubstantie worden geproduceerd.

Kan de rubberen mal ook rechtstreeks uit de mastermal gieten. Als alternatief kan een master-matrijs onafhankelijk worden bewerkt zonder dat een masterpatroon nodig is.  

investering_casting

Vervolgens wordt het waspatroon op zijn plaats gegoten

Het investeringsgietproces omvat het maken van verschillende waspatronen. Het wordt vervolgens op een poortapparaat gemonteerd dat er uiteindelijk uitziet als een boom. Dit is het apparaat voor het gieten van investeringen waarin het metaal of ander materiaal kan worden gegoten om het juiste werkstuk te produceren. Hoewel een investeringsgietstuk meestal een wasontwerp gebruikt, kan het andere materialen gebruiken, zoals plastic en bevroren kwik.

Stel dat een lont een investeringsafgietsel kan vereisen. Er zijn dan twee mogelijkheden: Oplosbare waskernen kunnen de bedoeling hebben om samen met de rest van het waspatroon uit de inbedmassa te smelten, terwijl keramische kernen zich pas verwijderen nadat het object is gestold. Was die eerder uit de mal loopt, wordt meestal teruggewonnen en opnieuw gebruikt.

investering_casting

Nu is het tijd om te casten

Het gepelde gietstuk zal eromheen worden toegevoegd als de volgende fase. De boom wordt eerst ondergedompeld in een keramische slurry. Tijdens dit proces wordt een patrooncluster ondergedompeld in een slurry van fijn vuurvast materiaal, dat gewoonlijk fijn zand is. Het oppervlak wordt vervolgens gedraineerd om een ​​homogene coating te verkrijgen. Voordat het kan worden gebruikt, moet het vormstuk volledig drogen. Deze twee stappen kunnen worden herhaald totdat de mal dik genoeg is om de gietkrachten te weerstaan.

Om delicate kenmerken van de mal te behouden, worden in deze beginfase fijne materialen gebruikt, ook wel grondlaag genoemd. De coating kan dan na uitharding uitharden. Dit proces wordt voortgezet totdat de investering de gewenste dikte heeft bereikt.

investering schuren

Daarna wordt de was verwijderd

Nadat de keramische mallen volledig zijn uitgehard, worden ze ondersteboven gedraaid en in een oven of autoclaaf geplaatst om de was te smelten en/of te verdampen. De waspatronen moeten worden verwijderd voordat het gekozen materiaal in de vers gepelde mal kan worden gedaan. Dit wordt vaak bereikt door de was in een oven te verhitten.

Om de was te verwarmen, kan ook stoom worden gebruikt. De mal wordt ondersteboven gekeerd om de vloeibare was te laten wegvloeien en opnieuw te gebruiken om nieuwe wasontwerpen te maken.

investeringsgieten versus zandgieten

Eindelijk wordt het metaal gegoten

Er zullen vrije openingen in het gepelde gietstuk zijn zodra de was is verwijderd in de vorm van de formele wasontwerpen. Het metaal kan worden gegoten door zwaartekracht of door gebruik te maken van positieve luchtdruk of andere krachten. Het materiaal wordt in het gietstuk bewaard totdat het volledig is afgekoeld en uitgehard.

Nu moet de schaal worden verwijderd

Wanneer het materiaal volledig is afgekoeld en uitgehard, is het tijd om het uit de behuizing te halen. Het gepelde gietstuk wordt verwijderd met een hamer of ander instrument totdat alleen de originele boom overblijft. In plaats van de waspatronen worden nu de uiteindelijke werkstukken met de boom verbonden. De werkstukken worden voorzichtig van de boom afgesneden nadat het gietstuk is verwijderd.

Afwerking

Het afgewerkte investeringsgietstuk wordt na het slijpen afgewerkt. Onzuiverheden en negatieven worden vaak geëlimineerd door handgereedschap en lassen, in plaats van te slijpen. Als het artikel extra moet worden rechtgetrokken, worden meestal hydraulische richtpersen gebruikt om het product in overeenstemming te brengen met de toleranties.

Nu ken je het proces stap voor stap. Het is tijd om de voor- en nadelen van investeringsgieten te zien!

Conclusie

Het lijdt geen twijfel dat deze methode in veel scenario's werkt, maar u moet de voor- en nadelen kennen. Het is een antieke techniek en het kan een zeer eentonige taak zijn, maar de resultaten met perfecte en gladde oppervlakken bewijzen dat het de moeite waard is!

Laat een reactie achter

Uw e-mailadres wordt niet gepubliceerd.