Proces odlewania inwestycyjnego

Odlewy można wykonać z oryginalnego modelu woskowego (metoda bezpośrednia) lub z woskowych replik oryginalnego wzoru, który nie musi być wykonany z wosku (metoda pośrednia). Poniższe kroki opisują proces pośredni, którego ukończenie może zająć od dwóch do siedmiu dni.

1. Stwórz wzór główny: Artysta lub twórca form tworzy oryginalny wzórwosk,glina,drewno,Plastikowylub inny materiał.^[5]W ostatnich latach zaczęto produkować wzory z wykorzystaniemdrukowanie 3dmodeli wyprodukowanych przezprojektowanie wspomagane komputerowooprogramowanie stało się popularne głównie przy użyciużywicana podstawieStereolitografia(SLA) lub drukarki 3D DLP do wzorów o wysokiej rozdzielczości lub standardowego żarnika PLA, gdy nie jest wymagany wysoki poziom dokładności. Jeśli używasz wzoru wydrukowanego w 3D, przejdź bezpośrednio do kroku 5.
2. Utwórz formę: Apleśń, znany jakomistrz umiera, jest dopasowany do wzorca głównego. Jeżeli wzór wzorcowy został wykonany ze stali, matrycę wzorcową można odlać bezpośrednio z szablonu przy użyciu metalu o niższej temperaturze topnienia.Gumaformy można również odlewać bezpośrednio z wzorca. Alternatywnie matrycę główną można obrabiać niezależnie – bez tworzenia wzoru głównego.^[5]
3. Twórz wzory woskowe: Chociaż dzwonionowzory woskowe, materiały na wzory mogą również obejmować tworzywa sztuczne i mrożonertęć.^[5]Wzory woskowe można wytwarzać na jeden z dwóch sposobów. W jednym procesie wosk wlewa się do formy i miesza, aż równomierna powłoka, zwykle o grubości około 3 mm (0,12 cala), pokryje wewnętrzną powierzchnię formy. Czynność tę powtarza się aż do osiągnięcia pożądanej grubości wzoru. Inna metoda polega na wypełnieniu całej formy stopionym woskiem i pozostawieniu jej do ostygnięcia w postaci ciała stałego.^{[wymagany cytat]}
   Jeśli wymagany jest rdzeń, istnieją dwie opcje: wosk rozpuszczalny lub ceramika. Rozpuszczalne rdzenie woskowe są zaprojektowane tak, aby wytapiać się z powłoki osłaniającej wraz z resztą modelu woskowego; rdzenie ceramiczne usuwa się po stwardnieniu produktu.^[5]
4. Złóż wzory woskowe: Można utworzyć wiele wzorów woskowych i złożyć je w jeden duży wzór, który można odlać w jednej partii. W tej sytuacji wzory mocuje się na woskuwlewaby utworzyć klaster wzorców, lubdrzewo.Aby przymocować wzory, stosuje się narzędzie podgrzewające, które lekko topi wyznaczone powierzchnie wosku, które następnie dociska się do siebie i pozostawia do ostygnięcia i stwardnienia. W drzewo można ułożyć nawet kilkaset wzorów.^[5][6]Mogą być również wzory woskowegoniony, co znaczylinie podziałuLubprzebłyskisą wycierane za pomocą rozgrzanego metalowego narzędzia. Wreszcie są wzoryubrany(usuwając niedoskonałości), aby wyglądały jak gotowe elementy.^[7]
5. Zastosuj materiały osłaniające: Forma ceramiczna, znana jakoinwestycjajest wytwarzany poprzez powtarzanie serii etapów – powlekania, tynkowania i utwardzania – aż do uzyskania pożądanej grubości.
   1. Powłokapolega na zanurzeniu zestawu wzorów w zawiesinie drobnego materiału ogniotrwałego, a następnie odsączeniu w celu utworzenia jednolitej powłoki powierzchniowej. Na tym pierwszym etapie wykorzystywane są drobne materiały, zwane także apłaszcz główny, aby zachować drobne szczegóły z formy.
   2. Sztukatowanienakłada gruboziarniste cząstki ceramiczne poprzez zanurzanie wzorów w azłoże fluidalne, umieszczając go w szlifierce deszczowej lub nakładając materiały ręcznie.
   3. Hartowanieumożliwia utwardzanie powłok. Te kroki powtarza się, aż masa osłaniająca osiągnie wymaganą grubość — zwykle od 5 do 15 mm (0,2 do 0,6 cala). Formy inwestycyjne pozostawia się do całkowitego wyschnięcia, co może zająć od 16 do 48 godzin. Suszenie można przyspieszyć, stosując próżnię lub minimalizując wilgotność otoczenia. Formy inwestycyjne można również tworzyć, umieszczając skupiska wzorów w akolbaa następnie zalanie od góry płynnej masy osłaniającej. Następnie kolbę wibruje się, aby umożliwić ucieczkę uwięzionego powietrza i pomóc masie osłaniającej wypełnić wszelkie małe puste przestrzenie.^[5][8]
   4. Materiały: wspólnyopornymateriały użyte do wykonania inwestycji to: krzemionka, cyrkon, różnekrzemiany glinu, Iglinka. Krzemionka jest zwykle stosowana wtopiona krzemionkaformie, ale czasamikwarcjest używany, ponieważ jest tańszy.Krzemiany glinusą mieszaniną tlenku glinu i krzemionki, gdzie powszechnie stosowane mieszaniny mają zawartość tlenku glinu od 42 do 72%; przy 72% tlenku glinu związek ten jest znany jakomulit. Podczas nakładania warstwy(-ów) podstawowejcyrkonPowszechnie stosuje się materiały ogniotrwałe na bazie tych substancji, ponieważcyrkonjest mniej prawdopodobne, że zareaguje z roztopionym metalem.^[8]Przed nałożeniem krzemionki mieszanina gipsu i rozdrobnionych starych pleśni (szamot) użyto.^[9]Spoiwa stosowane do utrzymywania materiału ogniotrwałego na miejscu obejmują:krzemian etylu(na bazie alkoholu i utwardzane chemicznie),Koloidalna krzemionka(na bazie wody, znany również jako zol krzemionkowy, utwardzany przez suszenie),krzemian sodui hybryda tych kontrolowanychpHIlepkość.
6. Odwoskowanie: Po całkowitym utwardzeniu form ceramicznych odwraca się je do góry nogami i umieszcza wpiecLubautoklawdo stopienia i/lub odparowania wosku. Większość uszkodzeń powłoki ma miejsce w tym momencie, ponieważ użyte woski mająwspółczynnik rozszerzalności cieplnejto znacznie więcej niż otaczający go materiał osłaniający – wosk podczas podgrzewania rozszerza się i powoduje naprężenia. Aby zminimalizować te naprężenia, wosk jest podgrzewany tak szybko, jak to możliwe, tak aby zewnętrzne powierzchnie wosku mogły się szybko stopić i odsączyć, tworząc przestrzeń dla reszty wosku na ekspansję. W niektórych sytuacjach przed nagrzaniem formy można wywiercić otwory, aby zmniejszyć te naprężenia. Wosk, który wydostaje się z formy, jest zwykle odzyskiwany i ponownie wykorzystywany.^[10]
7. Podgrzewanie wypalenia: Formę poddaje się następnie awypalić się, który podgrzewa formę do temperatury od 870°C do 1095°C w celu usunięcia wilgoci i resztek wosku orazspiekpleśń. Czasami to ogrzewanie jest również wykorzystywane do wstępnego podgrzania formy przed wylaniem, ale innym razem formę pozostawia się do ostygnięcia, aby można było ją przetestować. Podgrzewanie wstępne pozwala metalowi dłużej pozostać w stanie płynnym, dzięki czemu może lepiej wypełnić wszystkie szczegóły formy i zwiększyć dokładność wymiarową. Jeśli formę pozostawi się do ostygnięcia, wszelkie znalezione pęknięcia można naprawić zaczynem ceramicznym lub specjalnym cementem.^[10][11]
8. Zsyp: Formę osłaniającą umieszcza się następnie otwartą stroną do góry w wannie wypełnionej piaskiem. Metal może być zalewany grawitacyjnie lub wtłaczany poprzez przyłożenie dodatniego ciśnienia powietrza lub innych sił.Odlewanie próżniowe,odlewanie przechylne, nalewanie wspomagane ciśnieniem iodlewanie odśrodkoweto metody, które wymagają dodatkowych sił i są szczególnie przydatne, gdy formy zawierają cienkie sekcje, które w innym przypadku byłyby trudne do wypełnienia.^[11]
9. Zbycie: Łuska jest kuta,media szalały,wibrował,strumieniem wodylub rozpuszczone chemicznie (czasami zciekły azot), aby zwolnić odlew. Wlew jest odcinany i poddawany recyklingowi. Odlew można następnie oczyścić w celu usunięcia śladów procesu odlewania, zwykle poprzezszlifowanie.^[11]
10. Wykończeniowy: Po szlifowaniu gotowy odlew poddawany jest następnie obróbce wykończeniowej. Zwykle wykracza to poza szlifowanie, w którym zanieczyszczenia i negatywy są usuwane za pomocą narzędzi ręcznych i spawania. W przypadku gdy część wymaga dodatkowego prostowania, proces ten przeprowadzany jest zazwyczaj na hydraulicznych prasach prostujących, które dostosowują produkt do jego tolerancji.^[12]