1 소개
소모품 금형 주조는 곰팡이가 소비되거나 완성 된 부품을 검색하기 위해 곰팡이가 소비되거나 분해되는 금속 캐스트 기술 패밀리를 포함합니다..
이 한 번의 사용은 영구 툴링 비용없이 복잡한 형상과 큰 크기를 주조하는 데 유연성을 제공합니다..
자체가 소모품 몰드 방법 인 투자 캐스팅은 종종 정밀 이상으로 취급됩니다..
이 기사에서는 원칙을 해부합니다, 재료, 경제학, 일반적으로 소모품 금형 캐스팅의 응용을 적용하여 투자와 상세하게 비교합니다. (잃어버린) 주조.
2. 소모품 금형 주조는 무엇입니까??
소모품 금형 주조 refers to any metal casting process in which the mold is used only once and then destroyed to retrieve the finished part.
영구 금형 방법과 대조적으로, 이 접근법은 더 큰 설계 유연성을 달성하기 위해 곰팡이를 희생합니다., 더 낮은 툴링 비용,
그리고 비싼에 투자하지 않고 매우 크거나 매우 복잡한 구성 요소를 캐스팅하는 능력, 오랜 툴링.
핵심 개념
첫 번째, 패턴 - 일반적으로 나무로 만들어졌습니다, 금속, 플라스틱, 또는 3D 인쇄 중합체 - 부품의 형상을 정의합니다.
다음, 파운드리는이 패턴을 모래와 같은 곰팡이 재료로 둘러싸고 있습니다., 벽토, 또는 세라믹 슬러리.
패턴이 제거 된 후 (녹아서, 불타고, 또는 스트리핑), 녹은 금속이 공동을 채 웁니다, 굳어집니다, 그리고 곰팡이가 끊어집니다.
금형은 쉐이크 아웃 공정을 그대로 견딜 수 없기 때문입니다, 파운드리는 캐스팅을 노출시키기 위해 그것을 희생합니다.
일반적인 방법
- 모래 주조
파운드리는 점토 또는 화학 수지에 묶인 모래 곰팡이에 금속을 부어 넣습니다.. 모래 주조는 몇 온스에서 100 톤.
사실은, 모래 주조는 더 많은 것을 설명합니다 70 % 전 세계적으로 모든 금속 캐스트 톤수 중. - 쉘 성형
기술자는 가열 패턴을 벌금으로 코팅합니다, 수지로 집게 된 모래 껍질, 오븐에서 치료하십시오, 그런 다음지지 구조 주위에 여러 개의 쉘을 조립하십시오.
쉘 성형은 ±의 공차를 달성합니다 0.5 MM과 표면은 RA만큼 매끄럽게 마무리됩니다 1.6 µm. - 석고 및 세라믹 성형
이 변형은 석고 또는 실리카 기반 금형을 사용하여 세부 사항을 향상시킵니다..
그들은 공차를 ±로 전달합니다 0.25 MM과 표면 마감은 RA 근처에서 마무리됩니다 0.8 µm - 유압 피팅과 같은 정밀 구성 요소의 경우.
3. 투자 캐스팅이란 무엇입니까??
투자 캐스팅- 공통적으로 알려져 있습니다 잃어버린 wax 캐스팅- 상세한 왁스를 변형시키는 고도로 소모품 금형 공정입니다. (또는 중합체) 다층 세라믹 쉘을 통해 금속 부품으로의 패턴.
일단 금속이 고화되면, 부서지기 쉬운 껍질이 고장났습니다, 탁월한 정확도와 표면 품질로 구성 요소를 생성합니다.
주요 기능:
- 타이트한 차원 공차: 일반적으로 ± 0.1 - 0.3 mm, 마시 닝 후 필요성을 줄입니다.
- 미세한 표면 마감: 라 0.4 - 1.6 µm, 부드럽게 요구하는 응용 프로그램에 이상적입니다, 캐스트 표면.
- 복잡한 형상 기능: 얇은 벽 0.8 mm, 언더컷, 내부 구절 (예를 들어, 적합성 냉각 채널).
- 넓은 합금 호환성: 스테인레스 강과 니켈 기반 슈퍼 합금에서 티타늄 및 코발트 크로 마움 합금까지.
- 효율적인 배치 생산: 단일 트리에 장착 된 여러 패턴이 부어 당 50-1,000 부품을 활성화합니다., 용광로 사용을 최적화합니다.
- 우수한 재료 특성: 예열 된 쉘에서의 제어 된 응고는 다공성과 분리를 최소화합니다., 일관된 미세 구조 보장.
4. 장점 & 제한
주조 과정을 선택할 때, 엔지니어는 각 방법의 이점을 단점에 대해 평가해야합니다.
아래에, 우리는 소모품 금형 캐스팅을 대조합니다 (EMC) 그리고 투자 캐스팅 (IC) 주요 성능 지표를 통해, 비용 운전자, 실용적인 제약.
소모품 금형 주조
장점
- 툴링 비용이 낮습니다: 패턴을 포함한 기본 모래 곰팡이, 플라스크, 그리고 바인더 - 비용이 적게 들었습니다 $20, EMC를 프로토 타입 및 소규모 생산 실행에 매우 매력적으로 만듭니다..
- 대형 기능: 파운드리는 일상적으로 구성 요소를 초과합니다 50 티 (예를 들어, 펌프 하우징, 큰 밸브 바디), 영구 곰팡이가 실용적이지 않는 규모.
- 빠른 곰팡이 처리: 현대 자동 몰딩 라인은 아래에 모래 곰팡이를 생성 할 수 있습니다. 30 분, 수백 개의 금형을 매일 처리 할 수 있습니다.
- 재료 유연성: EMC는 철기를 수용합니다 (주철, 탄소 및 합금강), 비철합니다 (알류미늄, 청동, 놋쇠), 최소한의 공정 전환을 갖는 특정 이국적인 합금.
제한
- 거친 내성: 일반적인 치수 정확도는 ±입니다 0.5 에게 2.0 mm. 따라서, 최대 20 % 총 부품 비용은 보조 가공에서 비롯 될 수 있습니다.
- 거친 표면 마감: 캐스트 표면은 일반적으로 RA 사이에 있습니다 1.6 그리고 6.3 µm, 단단한 사양을 충족시키기 위해 분쇄 또는 폭파가 필요합니다.
- 높은 스크랩 속도 (초기의): 모래 교정 시스템이 최적화되지 않는 한, 초기 달리기는 스크랩 속도를 초과 할 수 있습니다 10 %, 재료 폐기물 및 바인더 소비 증가.
- 제한된 세부 사항: 아래의 훌륭한 기능 1 MM 또는 복잡한 내부 통로는 일반적으로 표준 모래 및 껍질 기능을 넘어선 것입니다..
투자 캐스팅
장점
- 탁월한 정확도: 공차 ± 0.1 에게 0.3 mm, IC 부품은 종종 마시닝 후 거의 또는 전혀 필요하지 않습니다, 리드 타임과 인건비 삭감 40 %.
- 우수한 표면 품질: RA의 캐스트 마감 0.4 에게 1.6 µm 연마 및 코팅 요구 사항을 줄입니다, 항공 우주 및 의료 임플란트에서 특히 가치가 있습니다.
- 복잡한 기하학: 얇은 벽 (< 1 mm), 언더컷, 및 컨 포멀 냉각 또는 유체 채널을 쉽게 달성 할 수 있습니다, EMC가 달성 할 수없는 디자인 가능성.
- 일관된 미세 구조: 제어 된 세라믹 쉘 예열 및 느린, 균일 한 응고는 최소 다공성 및 단단한 입자 구조를 생성합니다, 기계적 특성 향상.
제한
- 높은 선불 툴링 비용: 정밀 왁스가 죽고 쉘 건설 장비가 초과 될 수 있습니다 $10,000 캐비티 당. 그러므로, IC는 중간 실행에 가장 비용 효율적입니다 (50–1,000 PC).
- 더 긴 사이클 시간: 세라믹 쉘 어셈블리 및 탈수는 쏟아지기 전에 12-24 시간이 필요합니다.; 전체 리드 타임은 일반적으로 4-6 주에 걸쳐 있습니다.
- 크기 제약 조건: IC는 최대 ~ 500kg의 부품을 처리 할 수 있습니다, 쉘 강도와 취급 제한으로 인해 매우 큰 주물이 어려워집니다..
- 재료 제한: IC는 넓은 합금 범위를 지원하지만, 반응성이 높은 금속 (예를 들어, 특정 티타늄 합금) 특수 투자 자료와 불활성 대기를 요구합니다, 더 많은 비용 증가.
5. Comparative Analysis of Expendable Mold Casting vs. 투자 캐스팅
| 측면 | 소모품 금형 주조 | 투자 캐스팅 |
|---|---|---|
| 용인 | ± 0.5–2.0mm | ± 0.1–0.3mm |
| 표면 마감 (라) | 1.6 –6.3µm | 0.4 –1.6µm |
| 복잡성 | 적당한 언더컷, 간단한 코어 | 복잡한 형상, 얇은 벽 |
| 배치 크기 경제 | 대규모 달리기의 비용 효율성 (> 1,000pcs) 또는 매우 큰 부분 | 낮은 의료 실행에 최적입니다 (10–1,000pcs) |
| 툴링 비용 | 낮은 (모래/플라스크); 보통의 (껍데기) | 높은 (왁스가 죽습니다, 쉘 장비) |
| 리드 타임 | 2 주까지 | 2–6weeks |
| 재료 범위 | 다리미 캐스트, 강, 비철 합금 | 슈퍼 합금, 특수 강, 의 |
| 환경 영향 | 최대 90%의 회수 모래; 바인더 처리는 다양합니다 | 왁스 재생 ≥95%; 세라믹 재활용 ~ 70% |
6. 소모품 금형을 재사용 할 수없는 이유는 무엇입니까??
파운드리는 캐스트 부품을 검색하기 위해 소모품 금형을 파괴합니다. 모래 주조에서, 그들은 굳은 금속에서 모래 곡물을 흔들어.
최대 90 % 모래를 되 찾을 수 있습니다, 사전 형식 모양과 바인더 강도를 잃습니다.
따라서, 파운드리는 그것을 재사용하기 전에 모래를 새로 고치거나 재조정해야합니다..
비슷하게, 세라믹 껍질과 석고 금형은 쉐이크 아웃 중에 균열이 생겨서 손상되지 않아도됩니다., 따라서 직접 재사용을 금지합니다.
7. 결론
결론적으로, expendable mold casting vs. 투자 캐스팅 둘 다 현대 제조에서 중요한 틈새 시장을 차지합니다.
소모품 곰팡이, 특히 모래 및 쉘 방법은 빠르게 제공됩니다, 대형 비용 효율적인 생산, 덜 복잡한 부분.
거꾸로, 투자 캐스팅은 우수한 정밀도를 제공합니다, 표면 품질, 물질적 다양성, 툴링 비용이 높고 리드 타임이 더 길지만.
궁극적으로, 엔지니어는 부분 복잡성과 같은 요소를 평가해야합니다, 배치 크기, 공차 요구 사항, 최적의 프로세스를 선택하는 데 필요한 수명주기 비용.
디지털 디자인 도구로, 부가 적 패턴 제작, 지속 가능한 재료는 계속 발전하고 있습니다, 파운드리는 캐스팅 기술을 응용 프로그램 요구에 맞추는 유연성이 훨씬 높아집니다..
랑헤 고품질이 필요한 경우 제조 요구에 완벽한 선택입니다. 소모품 금형 주조 서비스.
FAQ
What is the key difference between expendable mold casting vs. 투자 캐스팅?
소모품 금형 주조는 모래로 만든 한 번의 금형을 사용합니다, 부품을 풀기 위해 깨진 석고 또는 세라믹,
투자 캐스팅 중 (소모품 금형 공정 유형) 더 높은 정밀도 및 미세한 표면 마감을 위해 왁스 패턴과 다층 세라믹 쉘을 사용합니다..
소모품 곰팡이에서 모래 나 세라믹을 재사용 할 수 있습니까??
곰팡이 자체를 재사용 할 수 없습니다, 그러나 파운드리는 되돌아갑니다 90 % 모래 또는 70 % 청소에 의한 세라믹 매체, 새로운 곰팡이를 재건하기 전에 신선한 재료와 재건 및 블렌딩.
물질 제한이 있습니까??
- 소모품 금형: 광범위한 호환성 (주철, 강철, 알류미늄, 청동).
- 투자 캐스팅: 특수 합금을 지원합니다 (니켈 슈퍼 합금, 티탄), 반응성이 높은 금속은 특수 투자와 대기가 필요할 수 있지만.
환경 영향은 어떻게 다릅니다?
두 프로세스 모두 미디어 교정을 강조합니다: 모래 주조를 회수 ~ 85–90 % 모래, 투자 캐스팅이 ≥ 회복되는 동안 95 % 왁스 및 ~ 70 % 세라믹.
하지만, 각 사이클은 여전히 교정을 위해 결합제와 에너지를 소비합니다, 따라서 지속 가능한 관행과 고급 바인더는 폐기물을 더욱 줄일 수 있습니다..
