Odlewanie metodą traconego-wosku) pozwala uzyskać komponenty metalowe o kształcie zbliżonym do-net-o złożonej geometrii, wąskich tolerancjach wymiarowych i gładkich wykończeniach powierzchni. Ten proces produkcyjny zmniejsza lub eliminuje potrzebę dodatkowej obróbki skrawaniem, dzięki czemu jest-opłacalny w przypadku średnio- i wysokoseryjnej-produkcji skomplikowanych części konstrukcyjnych i mechanicznych.
Możliwości operacyjne i ograniczenia inżynieryjne
• Zakres masy: 0,05 kg do 80 kg (0,11 funta do 176 funtów) na część
• Minimalna grubość ścianki: 1,5 mm (0,060 cala) dla procesu z zolem krzemionkowym; 3,0 mm (0,120 cala) dla procesu szkła wodnego
• Liniowe tolerancje wymiarowe: ISO 8062-3 klasa DCTG 4 do DCTG 6 (zol krzemionkowy); DCTG 7 do DCTG 9 (szkło wodne)
• Jako-chropowatość powierzchni odlewu:
Proces zolem krzemionkowym: Ra 3,2 µm – Ra 6,3 µm (125 – 250 µin)
Proces szkła wodnego: Ra 6,3 µm – Ra 12,5 µm (250 – 500 µin
• Roczna zdolność produkcyjna: Łączna produkcja do 15 000 ton metrycznych
Przewodnik po wyborze procesu dla kupujących
|
Parametr |
Proces zolem krzemionkowym |
Proces szkła wodnego |
|
Typowy wybór stopu |
Stal nierdzewna, nadstopy |
Stal węglowa i nisko-stopowa |
|
Wykończenie powierzchni (Ra) |
3.2 – 6.3 µm |
6.3 – 12.5 µm |
|
Klasa tolerancji |
ISO 8062-3 DCTG 4–6 |
ISO 8062-3 DCTG 7–9 |
|
Początkowy koszt oprzyrządowania |
Umiarkowany |
Niżej |
|
Docelowy koszt jednostkowy |
Aplikacje średnie i premium |
Wartość-wrażliwa na koszty |
Proces produkcyjny
Odlewnia obsługuje linie do odlewania metodą traconego procesu-z dwoma procesami: krzemionka do-precyzyjnych i odpornych na korozję-części oraz szkło wodne do konstrukcyjnych elementów ze stali węglowej.
Przepływ procesu
• Oprzyrządowanie aluminiowe
• Wtrysk wosku
• Montaż drzewa
• Zanurzanie w szlamie ceramicznym
• Odparafinowanie i wypalanie
• Nalewanie i chłodzenie
• Shakeout i odcięcie-
• Kontrola końcowa
Szczegółowe-krok po-wykonaniu
• Produkcja narzędzi i matryc: Obrabiane CNC-matryce aluminiowe (stop 6061/7075) są produkowane z naddatkiem na skurcz (zwykle 1,5–2,5%) uwzględnionym w modelu CAD w oparciu o dynamikę krzepnięcia stopu.
• Wtrysk wzorca: wosk o kontrolowanej-temperaturze wtryskiwany jest do aluminiowej matrycy pod ciśnieniem (2,0–4,0 MPa), aby utworzyć dokładną replikę docelowego elementu.
• Montaż wzoru: poszczególne wzory wosku są-opracowywane metodą bramkową i mocowane do centralnej prowadnicy wosku (struktura drzewa), aby zoptymalizować przepływ metalu i podawanie podczas krzepnięcia.
• Budynek szkieletowy:
Zol krzemionkowy: Drzewo wzorcowe zanurza się w zawiesinie krzemionki koloidalnej i powleka piaskiem cyrkonowym (warstwa podstawowa), a następnie piaskiem mulitowym (warstwa dodatkowa). 5 Nakłada się 7 warstw przy ścisłej kontroli wilgotności (55% ± 5% RH) pomiędzy warstwami.
Szkło wodne: Drzewo zanurza się w zawiesinie spoiwa krzemianu sodu i tynkuje piaskiem kwarcowym, utwardzanym w kąpieli w chlorku amonu lub siarczanie glinu (4 do 6 warstw).
• Odparafinowanie i autoklaw: Zespół skorupy umieszcza się w autoklawie parowym-pod wysokim ciśnieniem (0,6–0,8 MPa, 160–175 stopni), aby szybko stopić i usunąć wosk bez pękania ceramicznej skorupy.
• Wypalanie-w wysokiej temperaturze: skorupy ceramiczne są spiekane w piecu obrotowym lub wsadowym w temperaturze od 950 do 1150 stopni przez 45–90 minut w celu wypalenia resztek węglowodorów i uzyskania wytrzymałości strukturalnej.
• Topienie i odlewanie: Piece indukcyjne topią certyfikowane surowe wlewki. Roztopiony metal jest-odtłuszczany, poddawany analizie spektrograficznej i wlewany do wstępnie podgrzanych form w temperaturach od 1450 do 1680 stopni, w zależności od stopu.
• Wybicie i odcięcie-: zestalone skorupy są rozbijane za pomocą młotów pneumatycznych lub strumieni wody pod wysokim-ciśnieniem. Części są oddzielane od wlewu za pomocą ściernych tarcz-odcinających.
• Szlifowanie i śrutowanie: Króćce wlewowe są szlifowane na płasko, a części są piaskowane śrutem ze stali nierdzewnej lub grysem z tlenku glinu w celu uzyskania jednolitej tekstury powierzchni.
Materiały i specyfikacje techniczne
Przetwarzamy szeroką gamę metali żelaznych i nieżelaznych- zgodnie z normami ASTM, AISI, DIN, EN i JIS. Sprawdzanie składu chemicznego za pomocą optycznej spektroskopii emisyjnej (OES) przeprowadza się na każdym ogniu przed wylaniem.
Tabela specyfikacji stopów
|
Materialna Rodzina |
Typowe gatunki (ASTM / DIN) |
Kluczowe właściwości |
Standardowy zakres mechaniczny |
|
Austenityczna stal nierdzewna |
CF8 (304), CF8M (316), CF3 (304L), CF3M (316L) |
Wysoka odporność na korozję, doskonała wytrzymałość |
Wytrzymałość na rozciąganie: większa lub równa 485 MPa Wydajność: większa lub równa 205 MPa Wydłużenie: większe lub równe 35% |
|
Stal martenzytyczna/ferrytyczna |
CA15 (410), CA40 (420), 430 |
Wysoka twardość, odporność na zużycie, magnetyczna |
Wytrzymałość na rozciąganie: 550 – 850 MPa Twardość: 180 – 450 HBW |
|
Stal nierdzewna utwardzana wydzieleniowo |
17-4PH (CB7Cu-1), 15-5PH |
Wysoka wytrzymałość, dobra odporność na korozję po obróbce cieplnej |
Wytrzymałość na rozciąganie: 930 – 1310 MPa Wydajność: 790 – 1170 MPa |
|
Stal węglowa |
WCB, WCC, klasa 60-30, 1020, 1045 |
Dobra spawalność, wytrzymałość konstrukcyjna, ekonomiczność |
Wytrzymałość na rozciąganie: 415 – 655 MPa Wydajność: 230 – 345 MPa |
|
Stal nisko-stopowa |
4130, 4140, 4340, 8620 |
Doskonała hartowność, wysoka wytrzymałość zmęczeniowa |
Wytrzymałość na rozciąganie: 650 – 1100 MPa (obrobione cieplnie) |
|
Dwustronna stal nierdzewna |
2205 (UNS S31803), 2507 (UNS S32750) |
Doskonała odporność na wżery (PREN większa lub równa 34), wysoka granica plastyczności |
Wytrzymałość na rozciąganie: większa lub równa 650 MPa Wydajność: większa lub równa 450 MPa |
|
Stopy-odporne na ciepło |
Odpowiednik HK40, HH, Inconel 625 |
Wysoka wytrzymałość na zerwanie przy pełzaniu do 1050 stopni |
Specyficzne dla zastosowania |
Kluczowe cechy produktu
Złożona integracja geometrii wewnętrznej:
Eliminuje-wieloczęściowe zespoły spawane poprzez połączenie złożonych kanałów wewnętrznych, podcięć i cienkich żeber w jeden odlewany komponent.
Eliminacja kąta pochylenia:
W przeciwieństwie do odlewania piaskowego lub ciśnieniowego, odlewanie metodą ciśnieniową umożliwia zerowy-stopni pochylenia w kieszeniach wewnętrznych i ścianach zewnętrznych, gdzie zwykle obowiązują ograniczenia naciągu rdzenia.
Prawie-sieciowa-precyzja kształtu:
Redukuje odpady materiałowe nawet o 70% w porównaniu z obróbką CNC-z litego pręta, zwłaszcza w przypadku wysokostopowych-stali nierdzewnych i stopów niklu.
Jako-odlewane litery i identyfikowalność:
Numery części, kody cieplne, logo i strzałki kierunkowe można nanieść bezpośrednio na powierzchnię komponentu z wypukłym tekstem (o minimalnej wysokości 0,5 mm).
Jednolita struktura ziarna:
Kontrolowane podgrzewanie powłoki i izolacja termiczna podczas zalewania minimalizują gradienty chłodzenia, prowadząc do stałych izotropowych właściwości mechanicznych.
Typowe zastosowania
Części odlewane metodą traconą odgrywają kluczową rolę funkcjonalną w przemyśle ciężkim, kontroli płynów i sprzęcie energetycznym:
Mapowanie silnika aplikacji
|
Sektor |
Typowe komponenty |
|
Obsługa płynów i pompy |
Wirniki, obudowy spiralne, korpusy zaworów, kołnierze |
|
Proces i automatyzacja |
Obudowy przepływomierzy, ramiona siłowników, piasty czujników |
|
Maszyny ciężkie i rolnicze |
Nosić wsporniki, sworznie zawiasów, zapadki blokujące, łączniki |
|
Petrochemia i energia |
Osprzęt zaworu wysokociśnieniowego, dysze palnika, łączniki rurowe |
|
Komercyjna motoryzacja |
Obudowy turbosprężarek, kolektory wydechowe, wsporniki |
Obróbka skrawaniem i operacje dodatkowe
Podczas gdy odlewanie metodą traconego materiału zapewnia kształty zbliżone do-netto,-precyzyjne powierzchnie interfejsów wymagają dodatkowych operacji CNC.
Sekwencja operacji
Odlewanie surowe →-Własna obróbka CNC → Obróbka cieplna → Wykańczanie powierzchni
Możliwości obróbki-w domu
• Toczenie CNC: Średnice do 500 mm; dokładność pozycjonowania w granicach ±0,005 mm.
• 4-centra frezarskie 4-osiowe i 5-osiowe: złożone profilowanie powierzchni, wyrównanie otworów z wąskimi tolerancjami (pasowanie H7) i precyzyjna płaskość powierzchni czołowej (<0.01 mm).
• Gwintowanie: gwintowanie wewnętrzne/zewnętrzne metryczne, NPT, BSPP i UNC.
Obróbka cieplna
• Wyżarzanie rozpuszczające: 1040–1120 stopni, a następnie szybkie hartowanie w wodzie w przypadku austenitycznych stali nierdzewnych (przywraca odporność na korozję i ujednolica strukturę).
• Normalizowanie i odprężanie: Chłodzenie powietrzem w temperaturze 850–900 stopni w celu ujednorodnienia struktury ziaren stali węglowych i stopowych przed obróbką.
• Hartowanie i odpuszczanie (Q&T): Hartowanie w oleju/wodzie, a następnie odpuszczanie w celu osiągnięcia docelowych wartości HRC (np. 28–34 HRC lub 45–52 HRC).
• Hartowanie starzeniowe: warunki H900, H1150 dla stali nierdzewnej 17-4PH w celu zwiększenia wytrzymałości na rozciąganie.
Opcje obróbki powierzchni
• Elektropolerowanie (Ra < 0,4 µm do zastosowań sanitarnych)
• Pasywacja (zgodność z ASTM A967)
• Cynkowanie / Powłoka fosforanowa / Powłoka E-
• Powłoka z czarnego tlenku
• Malowanie proszkowe i malowanie cieczą
Kontrola jakości i inspekcja
Zapewnienie jakości rozpoczyna się od weryfikacji surowców i trwa poprzez audyty wymiarowe po-obróbce. Do każdej przesyłki dołączony jest Certyfikat kontroli EN 10204 3.1.
Matryca weryfikacji zapewnienia jakości
|
Kategoria inspekcji |
Metoda badania/sprzęt |
Według Standardu |
|
Skład chemiczny |
Bezpośredni-optyczny spektrometr emisyjny z odczytem (OES) |
ASTM E415 / ASTM E1086 |
|
Testy mechaniczne |
Uniwersalny tester rozciągania, udarność Charpy'ego, twardość (HB/HRC) |
ASTM A370 / ISO 6892-1 |
|
Badania nieniszczące (NDT) |
Badania radiograficzne (-prześwietlenie rentgenowskie) Badanie penetracyjne cieczy (PT) Badanie cząstek magnetycznych (MT) |
ASTM E192 / ASTM E446 ASTM E1417 / ISO 3452-1 ASTM E1444 |
|
Kontrola wymiarowa |
Współrzędnościowa maszyna pomiarowa (CMM), profilometr optyczny |
ISO10360 |
|
Mikrostruktura |
Mikroskop metalograficzny |
ASTM E45 / ISO 4967 |
Produkcja OEM i na zamówienie
Produkujemy niestandardowe komponenty wyłącznie na podstawie-dostarczonych przez klienta rysunków technicznych i specyfikacji.
Harmonogram realizacji projektu
|
Scena |
Oś czasu |
Kluczowe rezultaty |
|
Etap 1 |
Tydzień 1–2 |
Przegląd DFM i projektowanie form, symulacja krzepnięcia |
|
Etap 2 |
Tydzień 3–4 |
Obróbka CNC i próbny wtrysk wosku |
|
Etap 3 |
Tydzień 5–6 |
T1 Produkcja odlewów próbnych i raport z inspekcji pierwszego artykułu (FAIR) |
|
Etap 4 |
Tydzień 7+ |
Zatwierdzenie produkcji masowej i wysyłka partii |
Szczegóły przepływu pracy inżynieryjnej
• Przegląd projektu pod kątem wykonalności (DFM): Inżynierowie oceniają zmiany grubości ścianek, koncentrację masy termicznej, lokalizacje linii podziału i wymagania dotyczące pochylenia przed skrawaniem narzędzia.
• Symulacja krzepnięcia: Oprogramowanie do symulacji dowolnego odlewania / MAGMASOFT modeluje prędkość stopionego metalu, krzywe chłodzenia i tendencję do skurczu, aby ustawić piony i przewężki, eliminując porowatość wewnętrzną przed cięciem stali.
• Opcje prototypowania:
Szybkie-obrócenie wzorów woskowych drukowanych w formacie SLA/3D: 7–10 dni w przypadku fizycznych prototypów funkcjonalnych bez użycia twardych narzędzi.
Oprzyrządowanie z twardego aluminium: 21–28 dni w przypadku próbek produkcyjnych-klasy T1.
• Raport z kontroli pierwszego artykułu (FAIR): przesłany z pełnym układem wymiarowym (dane CMM), analizą składu chemicznego, danymi z testów mechanicznych i certyfikatami materiałowymi.
Co kupujący powinni podać w zapytaniu ofertowym
Aby otrzymać dokładną ofertę handlową i przegląd techniczny w ciągu 24 do 48 godzin, prosimy o podanie w zapytaniu następujących danych:
Rysunki techniczne:
• Model 3D CAD: formaty plików STEP (.stp), IGES (.igs) lub SolidWorks (.sldprt).
• Rysunek 2D: format PDF z tolerancjami krytycznymi, wymiarowaniem geometrycznym i tolerancjami (GD&T), oczekiwaniami dotyczącymi wykończenia powierzchni i objaśnieniami dotyczącymi obróbki.
Specyfikacja materiału:Dokładny gatunek materiału (np. ASTM A351 CF8M, AISI 4140) lub wymagane parametry mechaniczne.
Wielkość zamówienia:Szacowane roczne zużycie (EAU) i początkowe ilości partii pilotażowych.
Obróbka cieplna i wykończenie powierzchni:Wymagania dotyczące twardości, pasywacji, powlekania lub specyfikacji malowania.
Jakość i zakres kontroli:Wymagany zakres badań NDT (np. 100% PT, 5%-próbkowanie promieni X), wymagania dotyczące testów ciśnieniowych (bar/PSI) i szczególne wymagania dotyczące certyfikatów (EN 10204 3.1 / 3.2).
Wymagania dotyczące opakowania:Opakowanie antykorozyjne VCI, opakowanie indywidualne lub standardowa paletyzacja eksportowa.
Często zadawane pytania
P: Jaka jest główna różnica między zolem krzemionkowym a odlewaniem metodą traconego szkła wodnego?
Odp.: W procesie zolu krzemionkowego wykorzystuje się piasek cyrkonowy i drobne spoiwa krzemionki koloidalnej, co pozwala uzyskać doskonałe wykończenie powierzchni (Ra 3,2–6,3 µm) i większą dokładność wymiarową (ISO 8062-3 DCTG 4–6). Jest stosowany głównie w przypadku części ze stali nierdzewnej-i wysokostopowych. W procesie szkła wodnego wykorzystuje się piasek kwarcowy i krzemian sodu, uzyskując bardziej chropowatą powierzchnię (Ra 6,3–12,5 µm) i luźniejsze tolerancje (DCTG 7–9), ale zapewnia niższe koszty jednostkowe elementów ze stali węglowej i niskostopowej.
P: Jakie ogólne tolerancje wymiarowe można zachować bez obróbki skrawaniem?
Odp.: W przypadku odlewów metodą traconego zolu krzemionkowego tolerancje liniowe są zazwyczaj zgodne z normą ISO 8062-3 DCTG 4 do DCTG 6 (około ±0,15 mm na 25 mm). Krytyczne ustawienia otworów, powierzchnie uszczelnień i otwory gwintowane wymagają obróbki CNC po odlaniu.
P: Jak zapobiegać wewnętrznej porowatości skurczowej w-grubszych profilach?
Odp.: Inżynierowie wykorzystują oprogramowanie do symulacji krzepnięcia termicznego do modelowania wlewów i rozmieszczenia pionów. W przypadku sekcji o dużej koncentracji mas, w konstrukcji płaszcza znajdują się bloki chłodzące lub izolowane piony, aby wymusić kierunkowe krzepnięcie w kierunku wlewu podajnika.
P: Jaki jest typowy czas realizacji nowych narzędzi i próbek początkowych?
Odp.: Standardowa produkcja narzędzi aluminiowych wymaga od 20 do 25 dni. Produkcja próbek, obróbka cieplna i raportowanie wymiarowe CMM wymagają dodatkowych 7 do 10 dni. Całkowity czas realizacji od zatwierdzonego projektu 3D CAD do dostarczenia próbki wynosi zazwyczaj od 30 do 35 dni kalendarzowych.
P: Czy wzory drukowane w 3D można wykorzystać w-produkcji krótkoseryjnej?
O: Tak. Wzory SLA (stereolitograficzne) lub SLS drukowane w 3D z wosku/PMMA można-bezpośrednio zanurzać w zawiesinie w celu wytworzenia odlewów metalowych bez użycia narzędzi aluminiowych. Skraca to czas realizacji do 7–10 dni w przypadku testowania prototypów lub serii niskonakładowych-(< 50 units).
P: Czy dostarczacie certyfikaty testów młyna z przesyłkami?
Odp.: Każda przesyłka zawiera certyfikat materiałowy EN 10204 3.1 zawierający szczegółowe informacje na temat rzeczywistej analizy cieplno-chemicznej (wyniki OES), wytrzymałości na rozciąganie, granicy plastyczności, wydłużenia, wartości udarności (jeśli zostały przetestowane) i wartości twardości.






