Key Takeaways
| Keskeiset kohdat | Investointi Casting | Die Casting |
|---|---|---|
| Käsitellä | Käyttää keramiikkapinnoitettua vahakuviota; vaha sulaa muodostaen hometta. | Sula metalli pakotettu korkeassa paineessa uudelleen käytettävään terässuulakkeeseen. |
| Materiaalit | Korkean sulamispisteen metallit (teräs, ruostumaton teräs, titaani, superseokset). | Ei-rautametallit (alumiini, sinkki, magnesium, kupari). |
| Toleranssit | Kohtalainen (±0,5 mm - ±0,1 mm). | Tiukka (±0,05 mm - ±0,2 mm). |
| Pintakäsittely | hyvä (Ra 1,6–6,3 μm); saattaa vaatia viimeistelyä. | Erinomainen (Ra 0,8–3,2 μm); minimaalinen jälkikäsittely. |
| Maksaa | Korkeammat yksikkökustannukset pienissä erissä; pienemmät työkalukustannukset. | korkeat alkuperäiset die-kustannukset; pienemmät yksikkökustannukset suurissa määrissä. |
| Tuotantomäärä | Ihanteellinen matalasta keskitasoon volyymit (prototyypit, mukautetut osat). | Parasta varten suuri volyymi massatuotanto. |
| Osan monimutkaisuus | Erittäin monimutkaiset geometriat, monimutkaiset yksityiskohdat ja sisäiset ominaisuudet. | Kohtalainen monimutkaisuus; ohuet seinät ja hienot yksityiskohdat mahdollisia. |
| Sovellukset | Ilmailu, korut, lääketieteelliset implantit, taide. | Autojen osat, kulutuselektroniikka, kodinkoneet, laitteistot. |
Mikä on Investment Casting
Investointivalu on tarkkuusmetallin muovausmenetelmä, jolla saadaan aikaan monimutkaisia osia erinomaisella pintakäsittelyllä ja mittatarkkuudella.
Investointivalu on tuhansien vuosien takaa. Muinaiset sivilisaatiot Kiinassa, Egyptissä ja Meksikossa käyttivät tämän tekniikan varhaisia muotoja monimutkaisten pronssiesineiden ja korujen luomiseen noin 4500 eaa.
Prosessia kutsuttiin myös "kadonneen vahan valuksi", koska siinä käytettiin vahakuvioita, jotka sulatettiin pois.
Teollisen vallankumouksen aikana hammaslääkärit omaksuivat menetelmän tehdä kruunuja ja upotuksia.
1940-luvulla toinen maailmansota loi suuren kysynnän tarkkuusosille, mikä painoi investointien valun valtavirtaan.
Nykyään tietokonemallinnus ja automatisoidut laitteet ovat parantaneet prosessia dramaattisesti. Nykyaikaisella sijoitusvalulla voidaan tuottaa osia, joiden toleranssit ovat jopa ±0,5 mm.
Prosessit ja tekniikat
Investointivalu alkaa luomalla vahakuvio, joka on tarkka kopio halutusta osasta.
Seuraavaksi kuvio kiinnitetään "puuhun" muilla vahakuvioilla. Tämä kokoonpano kastetaan toistuvasti keraamiseen lietteeseen ja päällystetään stukkomateriaalilla kuoren muodostamiseksi.
("Puu" viittaa haarautuneeseen rakenteeseen, joka pitää useita vahakuvioita yhdessä muotinvalmistusprosessin aikana.)
Kun kuori kovettuu, se laitetaan uuniin ylösalaisin. Vaha sulaa ja valuu pois (siis termi "kadonnut vaha") jättäen onton keraamisen muotin.
Muotti esilämmitetään korkeisiin lämpötiloihin ennen sulan metallin kaatamista. Jäähtymisen jälkeen keraaminen kuori murretaan irti valuosien paljastamiseksi. Viimeiset vaiheet sisältävät osien leikkaamisen puusta ja viimeistelytoimenpiteiden suorittamisen.
Investointipainevalussa käytetyt materiaalit
Investointivalu toimii laajalla valikoimalla metalleja ja metalliseoksia. Yleisiä materiaaleja ovat:
Rautaseokset:
- Hiili- ja niukkaseosteiset teräkset
- Ruostumaton teräs
- Työkaluteräkset
Ei-rautametalliseokset:
- Alumiini
- Kuparipohjaiset seokset (pronssi, messinki)
- Nikkelipohjaiset seokset
- Titaani
Keraamiset kuorimateriaalit koostuvat tyypillisesti piidioksidista, zirkonista ja alumiinisilikaateista. Nämä materiaalit kestävät erittäin korkeita lämpötiloja, joita tarvitaan sulan metallin kaatamiseen.
Die Castingin yleiskatsaus
Painevalu on suosittu metallin muovausprosessi, joka tarjoaa suuret tuotantonopeudet ja erinomaisen mittatarkkuuden. Sitä käytetään laajalti teollisuudessa, jotka vaativat monimutkaisia metalliosia tasalaatuisina.
Toisin kuin sijoitusvalu, painevalu on suunniteltu suuria tuotantomääriä varten. Muotit on valmistettu kestävästä työkaluteräksestä, joka kestää tuhansia valujaksoja.
Painevalukoneita on kahta päätyyppiä: kuumakammio ja kylmä kammio koneita.
Kuumakammiokoneet:
- Ihanteellinen matalan sulamispisteen metalleille, kuten sinkille ja magnesiumille
- Metalli sulaa suoraan koneessa
- Nopeammat sykliajat
- Sopii pienempiin osiin
Kylmäkammiokoneet:
- Parempi alumiinille, kuparille ja muille korkean lämpötilan seoksille
- Metalli sulatetaan erikseen ja lisätään koneeseen
- Voi käsitellä suurempia osia
- Käytetään yleisemmin teollisissa sovelluksissa
Yleisesti käytetyt metalliseokset
Alumiiniseokset ovat suosituimpia niiden erinomaisen keveyden ja lujuuden yhdistelmän ansiosta.
Sinkkiseokset tarjoavat erinomaiset yksityiskohtien toisto- ja ohutseinämäiset valuominaisuudet.
Magnesiumlejeeringit tarjoavat kevyimmän painovaihtoehdon säilyttäen samalla hyvän lujuuden.
Kupariseokset kuten messinki ja pronssi tarjoavat erinomaisen lujuuden, sähkönjohtavuuden ja korroosionkestävyyden, mutta ne ovat kalliimpia ja vaikeampia valaa.
Investoinnin ja painevalujen vertailu.
Keskeiset erot
Suurin ero on muoteissa. Painevalussa käytetään uudelleenkäytettäviä metallimuotteja, kun taas investointivalu vaatii uuden muotin jokaiselle osalle. Tämä tekee painevalusta taloudellisempaa suurille tuotantosarjoille, mutta investointivalu on parempi monimutkaisille tai yksityiskohtaisille osille.
Laatu ja tarkkuus
Investointivalu antaa tyypillisesti paremman pintakäsittelyn ja kestää tiukemmat toleranssit. Tällä menetelmällä saat jopa 0,1 mm:n tarkkoja yksityiskohtia. Prosessi mahdollistaa monimutkaisemmat geometriat ja sisäiset ominaisuudet, jotka saattavat olla mahdottomia painevalussa.
Painevalu tarjoaa hyvän mittatarkkuuden, mutta sillä voi olla rajoituksia tietyissä monimutkaisissa muodoissa.
Tuotantonopeus ja -volyymi
Sijoitusten tekeminen vie huomattavasti enemmän aikaa. Jokainen osa vaatii uuden vahakuvion ja keraamisen kuoren luomista, mikä lisää päiviä tuotantoaikajanaan. Pienissä alle 100 kappaleen erissä tällä ei ehkä ole suurta merkitystä.
Jos projektisi tarvitsee yli 10 000 kappaletta, painevalusta tulee paljon kustannustehokkaampaa.
Edut ja rajoitukset
Investment Castingin plussat ja miinukset
Edut:
- Erinomainen monimutkaisiin malleihin monimutkaisilla yksityiskohdilla ja ohuilla seinillä
- Korkea mittatarkkuus (0,005 tuumaa tuumaa kohti)
- Ylivoimainen pintakäsittely vaatii minimaalista jälkikäsittelyä
- Laaja materiaalivalikoima mukaan lukien teräkset, ruostumattomat teräkset ja eksoottiset seokset
- Sopii pieniin tuotantosarjoihin pienemmillä työkalukustannuksilla
Rajoitukset:
- Korkeampi yksikköhinta painevaluon verrattuna
- Hitaampi tuotantonopeus useiden prosessivaiheiden vuoksi
- Kokorajoitukset (yleensä pienempiä osia)
- Työvaltainen prosessi vaativat ammattitaitoisia teknikkoja
- Pidemmät toimitusajat suunnittelusta valmiiseen osaan
Die Casting plussat ja miinukset
Edut:
- Erittäin nopeat tuotantonopeudet suuren volyymin valmistukseen
- Matala hinta yksikköä kohden kun työkalut on saatu valmiiksi
- Hyvä mittayhteensopivuus suurilla tuotantosarjoilla
- Erinomainen ohutseinäisille osille (niin ohut kuin 0,5 mm)
- Sileä pintakäsittely hyvällä yksityiskohdilla
Rajoitukset:
- Korkeat alkutyökalukustannukset joka on poistettava
- Rajoitettu ei-rautametalleihin kuten alumiini, sinkki ja magnesium
- Huokoisuusongelmien mahdollisuus paksummissa osissa
- Ei ihanteellinen pieniin tuotantosarjoihin asennuskulujen vuoksi
- Soveltuu vähemmän suurta lujuutta vaativiin osiin
Usein kysytyt kysymykset
Mitkä ovat tärkeimmät tekijät, jotka vaikuttavat valintaan sijoitusvalun ja hiekkavalun välillä?
Investointivalu tuottaa paremman pintakäsittelyn ja tiukemmat toleranssit kuin hiekkavalulla. Jos kappaleesi tarvitsee tarkkuutta tai hyvää ulkonäköä, sijoitusvalulla on etu.
Hiekkavalu on tyypillisesti halvempaa erittäin suurille osille, joissa investointivalu olisi epäkäytännöllistä. Investointivalun kokorajoitukset tekevät hiekkavalusta parempia isommille komponenteille.
Hiekkavalun työkalukustannukset ovat alhaisemmat kuin investointi- ja painevalu, joten se sopii prototyyppeihin tai yksittäisiin osiin, joissa hinta on ensisijainen huolenaihe.