Ключови изводи
| Ключови моменти | Инвестиционно леене | Леене под налягане |
|---|---|---|
| Процес | Използва восъчен модел, покрит с керамика; восък, разтопен, за да създаде плесен. | Разтопен метал се нагнетява под високо налягане в стоманена матрица за многократна употреба. |
| Материали | Метали с висока точка на топене (стомана, неръждаема стомана, титан, суперсплави). | Цветни метали (алуминий, цинк, магнезий, мед). |
| Допустими отклонения | Умерено (±0,5 mm до ±0,1 mm). | Стегнати (±0,05 mm до ±0,2 mm). |
| Повърхностно покритие | Добър (Ra 1,6–6,3 μm); може да изисква довършване. | Отличен (Ra 0,8–3,2 μm); минимална последваща обработка. |
| цена | По-висока цена на единица за малки партиди; по-ниски разходи за инструменти. | Висока първоначална цена на матрицата; по-ниска цена на единица за големи обеми. |
| Обем на производство | Идеален за ниско до средно обеми (прототипи, части по поръчка). | Най-доброто за голям обем масово производство. |
| Сложност на частта | Изключително сложни геометрии, сложни детайли и вътрешни характеристики. | Умерена сложност; тънки стени и възможни фини детайли. |
| Приложения | Космонавтика, бижута, медицински импланти, изкуство. | Автомобилни части, потребителска електроника, уреди, хардуер. |
Какво е инвестиционно леене
Леенето по инвестиционни модели е метод за прецизно формоване на метал, който създава сложни детайли с отлично покритие на повърхността и точност на размерите.
Леенето по модели датира от хиляди години. Древните цивилизации в Китай, Египет и Мексико са използвали ранни форми на тази техника за създаване на сложни бронзови предмети и бижута около 4500 г. пр.н.е.
Процесът се нарича още „леене на изгубен восък“, защото използва восъчни модели, които се разтопяват.
По време на индустриалната революция зъболекарите възприеха метода за изработване на корони и инкрустации.
През 40-те години на миналия век Втората световна война създаде голямо търсене на прецизни части, тласкайки леенето по инвестиция в основното производство.
Днес компютърното моделиране и автоматизираното оборудване значително са подобрили процеса. Съвременното леене по модели може да произвежда части с толеранси до ±0,5 mm.
Процес и техники
Отливането по модели започва със създаването на восъчен модел, който е точно копие на желаната част.
След това моделът е прикрепен към „дърво“ с други восъчни модели. Този комплект се потапя многократно в керамична суспензия и се покрива с мазилка, за да се изгради черупка.
(„Дървото“ се отнася до разклонена структура, която държи множество восъчни шарки заедно по време на процеса на изработване на матрицата.)
След като черупката се втвърди, се слага във фурната обърната нагоре. Восъкът се топи и изтича (оттук и терминът „изгубен восък“), оставяйки куха керамична форма.
Формата се загрява предварително до високи температури, преди да се излее разтопен метал. След охлаждане керамичната обвивка се разчупва, за да се разкрият отливките. Последните стъпки включват изрязване на части от дървото и извършване на довършителни операции.
Материали, използвани при леене под налягане
Леене по моделни модели работи с широка гама метали и сплави. Общите материали включват:
Черни сплави:
- Въглеродни и нисколегирани стомани
- Неръждаема стомана
- Инструментални стомани
Цветни сплави:
- Алуминий
- Сплави на основата на мед (бронз, месинг)
- Сплави на основата на никел
- Титан
Материалите за керамичната обвивка обикновено се състоят от силициев диоксид, циркон и алуминиеви силикати. Тези материали могат да издържат на изключително високи температури, необходими за изливане на разтопени метали.
Преглед на леенето под налягане
Леенето под налягане е популярен процес на металоформоване, който предлага високи производствени скорости и отлична точност на размерите. Той се използва широко в индустрии, изискващи сложни метални части с постоянно качество.
За разлика от леенето под налягане, леенето под налягане е предназначено за големи производствени серии. Щампите са изработени от издръжлива инструментална стомана, която може да издържи хиляди цикли на леене.
Машините за леене под налягане се предлагат в два основни типа: с гореща камера и хладилна камера машини.
Машини с гореща камера:
- Идеален за метали с ниска точка на топене като цинк и магнезий
- Металът се топи директно в машината
- По-бързи цикли
- Добър за по-малки части
Машини за студена камера:
- По-добър за алуминий, мед и други сплави с по-висока температура
- Металът се разтопява отделно и се добавя към машината
- Може да обработва по-големи части
- По-често се използва в индустриални приложения
Често използвани сплави
Алуминиеви сплави са най-популярни поради отличната комбинация от леки свойства и здравина.
Цинкови сплави осигуряват отлично възпроизвеждане на детайли и възможности за отливане на тънки стени.
Магнезиеви сплави предлагат опция за най-леко тегло, като същевременно поддържат добра здравина.
Медни сплави като месинг и бронз осигуряват превъзходна здравина, електропроводимост и устойчивост на корозия, но са по-скъпи и трудни за отливане.
Сравнение на инвестиции и леене под налягане.
Ключови разлики
Най-голямата разлика е във формите. Леенето под налягане използва метални форми за многократна употреба, докато леенето по инвестиционни модели изисква нова форма за всяка част. Това прави леенето под налягане по-икономично за големи производствени серии, но леенето по инвестиция е по-добро за сложни или детайлни части.
Качество и прецизност
Отливането по модели обикновено ви дава по-добро покритие на повърхността и може да поддържа по-строги допуски. С този метод можете да постигнете фини детайли от 0,1 мм. Процесът позволява по-сложни геометрии и вътрешни характеристики, които може да са невъзможни при леене под налягане.
Леенето под налягане осигурява добра точност на размерите, но може да има ограничения при определени сложни форми.
Скорост и обем на производство
Леенето по модели отнема значително повече време. Всяка част изисква създаване на нов восъчен модел и керамична обвивка, което добавя дни към графика за производство. За малки партиди под 100 броя това може да няма голямо значение.
Ако вашият проект се нуждае от повече от 10 000 части, леенето под налягане става много по-рентабилно.
Предимства и ограничения
Плюсове и минуси на леене по инвестиция
Предимства:
- Отличен за сложни дизайни със сложни детайли и тънки стени
- Висока точност на размерите (0,005 инча на инч)
- Превъзходно покритие на повърхността изисква минимална последваща обработка
- Богат избор на материали включително стомани, неръждаеми стомани и екзотични сплави
- Добър за малки производствени серии с по-ниски разходи за инструменти
Ограничения:
- По-висока цена на единица в сравнение с леенето под налягане
- По-бавна скорост на производство поради множество стъпки на процеса
- Ограничения на размера (обикновено по-малки части)
- Трудоемък процес изискващи квалифицирани техници
- По-дълги срокове за изпълнение от дизайна до завършената част
Плюсове и минуси на леене под налягане
Предимства:
- Много бързи темпове на производство за производство в голям обем
- Ниска цена на единица след като инструментите са установени
- Добра консистенция на размерите в големи производствени серии
- Отличен за тънкостенни части (тънък от 0,5 mm)
- Гладка повърхност с добро възпроизвеждане на детайлите
Ограничения:
- Високи първоначални разходи за инструменти които трябва да се амортизират
- Ограничено до цветни метали като алуминий, цинк и магнезий
- Потенциал за проблеми с порьозността в по-дебели участъци
- Не е идеален за малки производствени тиражи поради разходите за настройка
- По-малко подходящ за части, изискващи висока якост
Често задавани въпроси
Кои са ключовите фактори, които влияят на избора между леене по модел и пясъчно леене?
Отливането по инвестиция осигурява по-добро покритие на повърхността и по-строги допуски от пясъчното леене. Ако вашата част се нуждае от прецизност или добър външен вид, леенето по моделни модели има предимство.
Пясъчното леене обикновено е по-евтино за много големи части, където леенето по инвестиция би било непрактично. Ограниченията на размера на леенето по инвестиция правят пясъчното леене по-добро за по-големи компоненти.
Разходите за инструментална екипировка за пясъчно леене са по-ниски както от инвестицията, така и от леенето под налягане, което го прави подходящо за прототипи или еднократни части, където цената е основна грижа.