Διαδικασία χύτευσης επενδύσεων

Τα χυτά μπορούν να γίνουν από ένα πρωτότυπο μοντέλο κεριού (η άμεση μέθοδος) ή από αντίγραφα από κερί ενός πρωτότυπου σχεδίου που δεν χρειάζεται να κατασκευαστούν από κερί (έμμεση μέθοδος). Τα παρακάτω βήματα περιγράφουν την έμμεση διαδικασία, η οποία μπορεί να διαρκέσει δύο έως επτά ημέρες για να ολοκληρωθεί.

1. Δημιουργήστε ένα κύριο μοτίβο: Ένας καλλιτέχνης ή κατασκευαστής καλουπιών δημιουργεί ένα πρωτότυπο μοτίβο απόκερί,πηλός,ξύλο,πλαστική ύλη, ή άλλο υλικό.^[5]Τα τελευταία χρόνια η παραγωγή μοτίβων χρησιμοποιώνταςτρισδιάστατη εκτύπωσητων μοντέλων που παράγονται απόσχεδιασμός με τη βοήθεια υπολογιστήλογισμικό έχει γίνει δημοφιλές χρησιμοποιώντας κυρίωςρητίνημε βάσηΣτερεολιθογραφίαΕκτυπωτές 3D (SLA) ή DLP για μοτίβα υψηλής ανάλυσης ή τυπικό νήμα PLA όταν δεν απαιτούνται υψηλά επίπεδα ακρίβειας. Εάν χρησιμοποιείτε ένα τρισδιάστατο εκτυπωμένο μοτίβο, προχωρήστε απευθείας στο βήμα 5.
2. Δημιουργήστε ένα καλούπι: ΕΝΑμούχλα, γνωστό ως τοαφέντη πεθάνει, είναι κατασκευασμένο για να ταιριάζει στο κύριο μοτίβο. Εάν το κύριο σχέδιο ήταν κατασκευασμένο από χάλυβα, η κύρια μήτρα μπορεί να χυθεί απευθείας από το σχέδιο χρησιμοποιώντας μέταλλο με χαμηλότερο σημείο τήξης.ΚαουτσούκΤα καλούπια μπορούν επίσης να χυτευτούν απευθείας από το κύριο σχέδιο. Εναλλακτικά, ένα κύριο καλούπι μπορεί να κατασκευαστεί ανεξάρτητα - χωρίς να δημιουργηθεί ένα κύριο σχέδιο.^[5]
3. Δημιουργήστε σχέδια από κερί: Αν και καλείταιμοτίβα από κερί, τα υλικά σχεδίου μπορεί επίσης να περιλαμβάνουν πλαστικό και κατεψυγμένοΕρμής.^[5]Τα σχέδια από κερί μπορούν να παραχθούν με έναν από τους δύο τρόπους. Σε μια διαδικασία, το κερί χύνεται μέσα στο καλούπι και περιστρέφεται γύρω-γύρω έως ότου μια ομοιόμορφη επίστρωση, συνήθως πάχους περίπου 3 mm (0,12 in), καλύπτει την εσωτερική επιφάνεια του καλουπιού. Αυτό επαναλαμβάνεται μέχρι να επιτευχθεί το επιθυμητό πάχος σχεδίου. Μια άλλη μέθοδος περιλαμβάνει το γέμισμα ολόκληρου του καλουπιού με λιωμένο κερί και το αφήνοντάς το να κρυώσει ως στερεό αντικείμενο.^{[απαιτείται παραπομπή]}
   Εάν απαιτείται πυρήνας, υπάρχουν δύο επιλογές: διαλυτό κερί ή κεραμικό. Οι διαλυτοί πυρήνες κεριού έχουν σχεδιαστεί για να λιώνουν από την επένδυση επένδυσης με το υπόλοιπο σχέδιο κεριού. Οι κεραμικοί πυρήνες αφαιρούνται μετά τη σκλήρυνση του προϊόντος.^[5]
4. Συναρμολογήστε σχέδια από κερί: Πολλά σχέδια κεριού μπορούν να δημιουργηθούν και να συναρμολογηθούν σε ένα μεγάλο μοτίβο για χύτευση σε μία παρτίδα. Σε αυτήν την περίπτωση, τα σχέδια συνδέονται με ένα κερίάφθαιγια να δημιουργήσετε ένα σύμπλεγμα μοτίβων ήδέντρο.Για την τοποθέτηση μοτίβων, χρησιμοποιείται ένα θερμαντικό εργαλείο για να λιώσει ελαφρά καθορισμένες επιφάνειες κεριού, οι οποίες στη συνέχεια πιέζονται μεταξύ τους και αφήνονται να κρυώσουν και να σκληρύνουν. Μέχρι και αρκετές εκατοντάδες σχέδια μπορούν να συναρμολογηθούν σε ένα δέντρο.^[5][6]Μοτίβα από κερί μπορούν επίσης να είναικυνηγημένος, που σημαίνειδιαχωριστικές γραμμέςήαναβοσβήνειτρίβονται χρησιμοποιώντας το θερμαινόμενο μεταλλικό εργαλείο. Τέλος, τα μοτίβα είναιντυμένος(αφαιρώντας τις ατέλειες) για να μοιάζουν με τελειωμένα κομμάτια.^[7]
5. Εφαρμόστε επενδυτικά υλικά: Το κεραμικό καλούπι, γνωστό ως τοεπένδυση, παράγεται επαναλαμβάνοντας μια σειρά βημάτων—επάλειψη, στοκάρισμα και σκλήρυνση—μέχρι να επιτευχθεί το επιθυμητό πάχος.
   1. Επένδυσηπεριλαμβάνει την εμβάπτιση ενός συμπλέγματος σχεδίων σε ένα πολτό από λεπτό πυρίμαχο υλικό και στη συνέχεια την αποστράγγιση για να δημιουργηθεί μια ομοιόμορφη επικάλυψη επιφάνειας. Σε αυτό το πρώτο βήμα χρησιμοποιούνται λεπτά υλικά, που ονομάζεται επίσης αprime παλτό, για να διατηρήσετε τις λεπτές λεπτομέρειες από το καλούπι.
   2. Στοκάρισμαεφαρμόζει χονδροειδή κεραμικά σωματίδια βυθίζοντας σχέδια σε αρευστοποιημένη κλίνη, τοποθετώντας το σε τριβείο βροχής ή εφαρμόζοντας υλικά με το χέρι.
   3. Βαφή μέταλλουεπιτρέπει στις επικαλύψεις να σκληρύνουν. Αυτά τα βήματα επαναλαμβάνονται έως ότου η επένδυση φτάσει το απαιτούμενο πάχος της—συνήθως 5 έως 15 mm (0,2 έως 0,6 ίντσες). Τα καλούπια επένδυσης αφήνονται να στεγνώσουν εντελώς, κάτι που μπορεί να διαρκέσει 16 έως 48 ώρες. Η ξήρανση μπορεί να επιταχυνθεί με την εφαρμογή κενού ή την ελαχιστοποίηση της υγρασίας του περιβάλλοντος. Μπορούν επίσης να δημιουργηθούν καλούπια επένδυσης τοποθετώντας τα συμπλέγματα μοτίβων σε αφλάσκακαι μετά χύνοντας υγρό επενδυτικό υλικό από πάνω. Στη συνέχεια, η φιάλη δονείται για να επιτρέψει στον παγιδευμένο αέρα να διαφύγει και να βοηθήσει το επενδυτικό υλικό να γεμίσει τυχόν μικρά κενά.^[5][8]
   4. Υλικά: κοινόπυρίμαχοςυλικά που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία των επενδύσεων είναι: πυρίτιο, ζιργκόν, διάφοραπυριτικά αλουμίνιο, καιαλουμίνα. Το πυρίτιο χρησιμοποιείται συνήθως στοτηγμένο πυρίτιομορφή, αλλά μερικές φορέςχαλαζίαςχρησιμοποιείται επειδή είναι λιγότερο ακριβό.Πυριτικά αλουμίνιαείναι ένα μείγμα αλουμίνας και πυριτίου, όπου τα συνήθως χρησιμοποιούμενα μείγματα έχουν περιεκτικότητα σε αλουμίνα από 42 έως 72%. σε 72% αλουμίνα η ένωση είναι γνωστή ωςmullite. Κατά τη διάρκεια της κύριας στρώσης(ών),ζιρκονίτης-Συνήθως χρησιμοποιούνται πυρίμαχα με βάση, γιατίζιρκόνιοείναι λιγότερο πιθανό να αντιδράσει με το λιωμένο μέταλλο.^[8]Πριν από το πυρίτιο, ένα μείγμα γύψου και αλεσμένων παλαιών καλουπιών (σαμότα) χρησιμοποιήθηκε.^[9]Τα συνδετικά που χρησιμοποιούνται για τη συγκράτηση του πυρίμαχου υλικού στη θέση τους περιλαμβάνουν:πυριτικό αιθυλεστέρα(με βάση το οινόπνευμα και χημικά δεσμευμένο),κολλοειδές πυρίτιο(με βάση το νερό, επίσης γνωστό ως κολλοειδές διοξείδιο του πυριτίου, που στερεώνεται με ξήρανση)πυριτικό νάτριο, και ένα υβρίδιο αυτών που ελέγχονται γιαpHκαιιξώδες.
6. Deκερί: Μόλις τα κεραμικά καλούπια έχουν ωριμάσει πλήρως, αναποδογυρίζονται και τοποθετούνται σε ακάμινοςήαεροστεγής λέβης βρασμούγια να λιώσει και/ή να εξατμίσει το κερί. Οι περισσότερες αστοχίες του κελύφους συμβαίνουν σε αυτό το σημείο επειδή τα κεριά που χρησιμοποιούνται έχουν ασυντελεστής θερμικής διαστολήςπου είναι πολύ μεγαλύτερο από το επενδυτικό υλικό που το περιβάλλει—καθώς το κερί θερμαίνεται διαστέλλεται και εισάγει στρες. Για να ελαχιστοποιηθούν αυτές οι τάσεις, το κερί θερμαίνεται όσο το δυνατόν γρηγορότερα, έτσι ώστε οι εξωτερικές επιφάνειες του κεριού να μπορούν να λιώσουν και να στραγγίσουν γρήγορα, δημιουργώντας χώρο για το υπόλοιπο κερί να διασταλεί. Σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορεί να ανοίξουν τρύπες στο καλούπι πριν από τη θέρμανση για να μειωθούν αυτές οι τάσεις. Οποιοδήποτε κερί ξεμένει από το καλούπι συνήθως ανακτάται και επαναχρησιμοποιείται.^[10]
7. Προθέρμανση εξάντλησης: Στη συνέχεια το καλούπι υποβάλλεται σε αεξουθένωσης, που θερμαίνει το καλούπι μεταξύ 870 °C και 1095 °C για να αφαιρέσει τυχόν υγρασία και υπολειμματικό κερί, καιπυροσυσσωμάτωσητο καλούπι. Μερικές φορές αυτή η θέρμανση χρησιμοποιείται επίσης για την προθέρμανση του καλουπιού πριν από την έκχυση, αλλά άλλες φορές το καλούπι αφήνεται να κρυώσει ώστε να μπορεί να δοκιμαστεί. Η προθέρμανση επιτρέπει στο μέταλλο να παραμείνει υγρό περισσότερο, ώστε να μπορεί να γεμίσει καλύτερα όλες τις λεπτομέρειες του καλουπιού και να αυξήσει την ακρίβεια των διαστάσεων. Εάν το καλούπι αφεθεί να κρυώσει, τυχόν ρωγμές που βρέθηκαν μπορούν να επισκευαστούν με κεραμικό πολτό ή ειδικά τσιμέντα.^[10][11]
8. χύνοντας: Το καλούπι επένδυσης τοποθετείται στη συνέχεια με ανοιχτή όψη προς τα πάνω σε μια μπανιέρα γεμάτη με άμμο. Το μέταλλο μπορεί να χυθεί ή να εξαναγκαστεί με τη βαρύτητα ασκώντας θετική πίεση αέρα ή άλλες δυνάμεις.Χύτευση υπό κενό,χύτευση με κλίση, έκχυση με υποβοήθηση πίεσης καιφυγοκεντρική χύτευσηείναι μέθοδοι που χρησιμοποιούν πρόσθετες δυνάμεις και είναι ιδιαίτερα χρήσιμες όταν τα καλούπια περιέχουν λεπτές τομές που διαφορετικά θα ήταν δύσκολο να γεμιστούν.^[11]
9. Αποεπένδυση: Το κέλυφος είναι σφυρήλατο,ανατινάχτηκαν τα μέσα ενημέρωσης,δονήθηκε,υδροβολή, ή χημικά διαλυμένο (μερικές φορές μευγρό άζωτο) για να απελευθερωθεί το casting. Το σπρέι κόβεται και ανακυκλώνεται. Η χύτευση μπορεί στη συνέχεια να καθαριστεί για να αφαιρεθούν τα σημάδια της διαδικασίας χύτευσης, συνήθως απόάλεση.^[11]
10. Φινίρισμα: Μετά την άλεση, η ολοκληρωμένη χύτευση υπόκειται στη συνέχεια σε φινίρισμα. Αυτό συνήθως υπερβαίνει το τρόχισμα, με ακαθαρσίες και αρνητικά να αφαιρούνται μέσω εργαλείων χειρός και συγκόλλησης. Στην περίπτωση που το εξάρτημα χρειάζεται πρόσθετο ίσιωμα, αυτή η διαδικασία συνήθως πραγματοποιείται με υδραυλικές πρέσες ισιώματος, οι οποίες ευθυγραμμίζουν το προϊόν με τις ανοχές του.^[12]