Кеи Такеаваис
| Кључне тачке | Инвестиционо ливење | Дие Цастинг |
|---|---|---|
| Процес | Користи воштани узорак обложен керамиком; восак се истопио да би се створио калуп. | Истопљени метал утиснут под високим притиском у челичну матрицу за вишекратну употребу. |
| Материјали | Метали високе тачке топљења (челик, нерђајући челик, титан, суперлегуре). | Обојени метали (алуминијум, цинк, магнезијум, бакар). |
| Толеранције | Умерено (±0,5 мм до ±0,1 мм). | Чврсто (±0,05 мм до ±0,2 мм). |
| Завршна обрада | Добро (Ра 1,6–6,3 μм); може захтевати дораду. | Одлично (Ра 0,8–3,2 μм); минимална накнадна обрада. |
| Цост | Већи трошак по јединици за мале серије; нижа цена алата. | Висок почетни трошак калупа; нижи трошак по јединици за велике количине. |
| Обим производње | Идеално за ниске до средње томови (прототипови, прилагођени делови). | Најбоље за великог обима масовна производња. |
| Парт Цомплекити | Веома сложене геометрије, замршени детаљи и унутрашње карактеристике. | Умерена сложеност; танки зидови и могући фини детаљи. |
| Апликације | Ваздухопловство, накит, медицински имплантати, уметност. | Аутомобилски делови, потрошачка електроника, уређаји, хардвер. |
Шта је инвестиционо ливење
Инвестиционо ливење је прецизна метода обликовања метала која ствара сложене делове са одличном завршном обрадом површине и прецизношћу димензија.
Инвестиционо ливење датира хиљадама година уназад. Древне цивилизације у Кини, Египту и Мексику користиле су ране облике ове технике за стварање сложених бронзаних предмета и накита око 4500. године пре нове ере.
Процес је такође назван „ливање изгубљеног воска“ јер је користио узорке воска који су се растопили.
Током индустријске револуције, стоматолози су усвојили методу за израду круница и инлеја.
Током 1940-их, Други светски рат је створио велику потражњу за прецизним деловима, гурнувши ливење у инвестициону производњу у масовну производњу.
Данас су компјутерско моделирање и аутоматизована опрема драматично побољшали процес. Модерно ливење може да произведе делове са толеранцијама од ±0,5 мм.
Процес и технике
Инвестиционо ливење почиње стварањем воштаног узорка који је тачна реплика жељеног дела.
Затим, шаблон је причвршћен за „дрво“ са другим узорцима од воска. Овај склоп се више пута потапа у керамичку суспензију и облаже штукатуром да би се створила шкољка.
(„Дрво“ се односи на разгранату структуру која држи више узорака воска заједно током процеса прављења калупа.)
Када се шкољка стврдне, ставља се у рерну наопако. Восак се топи и одводи (отуда и термин „изгубљени восак“), остављајући шупљи керамички калуп.
Калуп се загрева на високе температуре пре него што се у њега улије растопљени метал. Након хлађења, керамичка шкољка се разбија да би се открили ливени делови. Завршни кораци укључују сечење делова са дрвета и извођење завршних операција.
Материјали који се користе у ливењу под притиском
Инвестиционо ливење ради са широким спектром метала и легура. Уобичајени материјали укључују:
легуре гвожђа:
- Угљенични и нисколегирани челици
- Нерђајући челик
- Алатних челика
Легуре обојених гвожђа:
- Алуминијум
- Легуре на бази бакра (бронза, месинг)
- Легуре на бази никла
- Титанијум
Материјали за керамичке шкољке се обично састоје од силиката, циркона и алуминијумских силиката. Ови материјали могу да издрже изузетно високе температуре потребне за изливање растопљених метала.
Преглед ливења под притиском
Ливење под притиском је популаран процес обликовања метала који нуди велике брзине производње и одличну тачност димензија. Широко се користи у индустријама које захтевају сложене металне делове доследног квалитета.
За разлику од инвестиционог ливења, ливење под притиском је дизајнирано за производњу великих количина. Матрице су направљене од издржљивог алатног челика који може да издржи хиљаде циклуса ливења.
Машине за ливење под притиском долазе у два главна типа: врућа комора и хладна комора машине.
Машине са врућом комором:
- Идеалан за метале ниске тачке топљења као што су цинк и магнезијум
- Метал се топи директно у машини
- Бржа времена циклуса
- Добро за мање делове
Машине за хладну комору:
- Боље за алуминијум, бакар и друге легуре на вишим температурама
- Метал се топи одвојено и додаје у машину
- Може да поднесе веће делове
- Чешће се користи у индустријским апликацијама
Легуре које се обично користе
Легуре алуминијума су најпопуларнији због одличне комбинације лаганих својстава и снаге.
Легуре цинка пружају одличну репродукцију детаља и могућности ливења танких зидова.
Легуре магнезијума нуде најлакшу опцију уз задржавање добре снаге.
Легуре бакра попут месинга и бронзе дају супериорну снагу, електричну проводљивост и отпорност на корозију, али су скупљи и тешки за ливење.
Поређење улагања и ливења под притиском.
Кључне разлике
Највећа разлика је у калупима. За ливење под притиском се користе метални калупи за вишекратну употребу, док за ливење у инвестиционо ливење је потребан нови калуп за сваки део. Ово чини ливење под притиском економичнијим за велике серије производње, али ливење по улагању бољим за сложене или детаљне делове.
Квалитет и прецизност
Инвестиционо ливење обично даје бољу завршну обраду површине и може задржати мање толеранције. Овим методом можете постићи детаље од 0,1 мм. Процес омогућава сложеније геометрије и унутрашње карактеристике које би могле бити немогуће код ливења под притиском.
Ливење под притиском обезбеђује добру тачност димензија, али може имати ограничења са одређеним сложеним облицима.
Брзина и обим производње
Инвестиционо ливење захтева знатно више времена. Сваки део захтева креирање новог воштаног узорка и керамичке шкољке, што додаје дане на временску линију производње. За мале серије испод 100 комада, ово можда није битно.
Ако је вашем пројекту потребно више од 10.000 комада, ливење под притиском постаје много исплативије.
Предности и ограничења
За и против инвестиционог ливења
Предности:
- Одличан за сложене дизајне са замршеним детаљима и танким зидовима
- Висока тачност димензија (0,005 инча по инчу)
- Врхунска завршна обрада површине захтевају минималну накнадну обраду
- Широк избор материјала укључујући челик, нерђајући челик и егзотичне легуре
- Добро за мале производне серије са нижим трошковима алата
Ограничења:
- Већа цена по јединици у поређењу са ливењем под притиском
- Спорија производња због више корака процеса
- Ограничења величине (обично мањи делови)
- Радно интензиван процес захтевају квалификоване техничаре
- Дуже време испоруке од дизајна до готовог дела
За и против ливења под притиском
Предности:
- Веома брзе стопе производње за производњу великог обима
- Ниска цена по јединици када је алатка успостављена
- Добра конзистентност димензија у великим серијама производње
- Одличан за делове са танким зидовима (танко од 0,5 мм)
- Завршна обрада глатке површине са добром репродукцијом детаља
Ограничења:
- Високи почетни трошкови алата који се мора амортизовати
- Ограничено на обојене метале попут алуминијума, цинка и магнезијума
- Потенцијал за проблеме са порозношћу у дебљим пресецима
- Није идеално за мале производне серије због трошкова подешавања
- Мање погодан за делове који захтевају велику чврстоћу
Често постављана питања
Који су кључни фактори који утичу на избор између ливења и ливења у песак?
Инвестиционо ливење даје бољу завршну обраду површине и чвршће толеранције од ливења у песку. Ако је вашем делу потребна прецизност или добар изглед, ливење по инвестицији има предност.
Ливење у песак је обично јефтиније за веома велике делове где би ливење било непрактично. Ограничења величине ливења по инвестицији чине ливење у песак бољим за веће компоненте.
Трошкови алата за ливење у песак су нижи и од инвестиционог и од ливења под притиском, што га чини добрим за прототип или једнократне делове где је цена примарна брига.