Đúc sáp bị mất là gì?

1. Giới thiệu

Đúc sáp bị mất - thường được gọi là Đúc đầu tư — là phương pháp đúc kim loại chính xác, biến các mẫu có thể sử dụng được thành các thành phần kim loại chất lượng cao.

Kết hợp nghề thủ công hàng thế kỷ với khoa học vật liệu hiện đại và kiểm soát quy trình, đúc đầu tư mang lại hình học phức tạp một cách độc đáo, bề mặt hoàn thiện tuyệt vời và khả năng luyện kim có thể dự đoán được trên rất nhiều loại hợp kim.

Nó chiếm vị trí thích hợp giữa tính linh hoạt của nguyên mẫu và tính toàn vẹn của sản xuất: quy trình xử lý việc sản xuất hàng loạt một lần và hàng loạt từ thấp đến trung bình trong khi sản xuất các bộ phận thường yêu cầu ít hoặc không cần hoàn thiện thứ cấp.

2. Những gì bị mất sáp đúc?

Mất sáp đúc, còn được gọi là Đúc đầu tư, là một quá trình đúc kim loại trong đó một mẫu dùng một lần, theo truyền thống được làm bằng sáp, được sử dụng để tạo ra một khuôn gốm.

Sau khi mẫu được xóa, kim loại nóng chảy được đổ vào khoang để tạo thành phần cuối cùng.

Đặc điểm xác định của việc đúc sáp bị mất là bản chất có thể chi tiêu của mô hình và khuôn: mỗi lần đúc yêu cầu một mẫu sáp mới, Làm cho nó lý tưởng cho phức tạp, phức tạp, hoặc các bộ phận có độ chính xác cao không thể dễ dàng sản xuất bằng khuôn cố định hoặc đúc khuôn.

Không giống như đúc cát, sử dụng khuôn có thể tái sử dụng hoặc có thể sử dụng được nhưng thường hạn chế chất lượng bề mặt và độ phức tạp hình học, đúc sáp bị mất đạt được các bộ phận gần dạng lưới với độ chính xác kích thước tuyệt vời, làm cho nó phù hợp cho các ứng dụng quan trọng trong ngành hàng không vũ trụ, thuộc về y học, năng lượng, và các lĩnh vực công nghiệp.

Các tính năng chính

• Tự do hình học đặc biệt: undercuts, các phần mỏng, có thể có các khoang bên trong và các chi tiết phức tạp.
• Phạm vi hợp kim rộng: từ nhôm đến thép không gỉ, siêu hợp kim niken và titan.
• Chất lượng bề mặt cao và độ chính xác kích thước: thường hạn chế hoặc loại bỏ việc hoàn thiện ở hạ lưu.
• Có thể mở rộng thành cả sản phẩm đơn lẻ và sản phẩm có kích thước vừa và nhỏ: chi phí dụng cụ vừa phải so với đúc khuôn áp suất cao.

3. Quá trình đúc sáp bị mất - Từng bước

Mất sáp đúc, hoặc đúc đầu tư, là một quá trình gồm nhiều giai đoạn biến mẫu sáp thành thành phần kim loại chính xác.

Mỗi bước đều quan trọng để đạt được độ chính xác về chiều, chất lượng bề mặt cao, và tính toàn vẹn luyện kim.

Bước chân 1 - Sản xuất khuôn mẫu (sáp hoặc mẫu in)

Mục đích: sản xuất một cách chính xác, mẫu lặp lại xác định hình dạng đúc.

Phương pháp: phun sáp vào khuôn kim loại; mẫu sáp hoặc polyme in 3D trực tiếp cho nguyên mẫu/khối lượng thấp.
Điều khiển phím / Lời khuyên:

• Sử dụng khuôn kim loại được đánh bóng cho các bề mặt thẩm mỹ quan trọng.
• Duy trì nhiệt độ sáp và áp suất phun phù hợp để tránh các lỗ rỗng và ảnh hưởng ngắn.
• Đối với mẫu in, kiểm tra độ hoàn thiện bề mặt và độ trung thực về kích thước sau quá trình xử lý (rửa/chữa bệnh) theo yêu cầu.
  Sự thật điển hình: điểm nóng chảy của sáp ~60–90 °C (phụ thuộc vào công thức); chu kỳ tiêm giây → phút tùy thuộc vào kích thước bắn.

Bước chân 2 - Cuộc họp, cổng và trồng cây

Mục đích: tạo ra một mạng lưới cho ăn (cây) đảm bảo dòng chảy kim loại tốt và sự hóa rắn định hướng.

Điều khiển phím / Lời khuyên:

• Thiết kế các cổng để cấp các phần dày trước và tránh dòng chảy qua các mặt tới hạn mỏng.
• Giảm thiểu sự nhiễu loạn bằng cách sử dụng các cổng được sắp xếp hợp lý và lối vào phía dưới/bên hông khi thích hợp.
• Định vị các nút cấp liệu/nâng cao để thúc đẩy quá trình hóa rắn định hướng cho đường rót.
  Danh sách kiểm tra thực tế: cân bằng số lượng mẫu trên mỗi cây với giới hạn xử lý vỏ và khả năng đổ.

Bước chân 3 - Xây dựng vỏ (lớp phủ gốm và vữa)

Mục đích: xây dựng một sức mạnh, khuôn gốm ổn định nhiệt xung quanh cây sáp.

Quá trình: thay thế bùn nhúng (vật liệu chịu lửa tốt) bằng vữa (cát được phân loại) lớp.
Thông số điển hình & hướng dẫn:

• Áo khoác: thông thường 6–12 lớp sơn (có thể nhiều hơn cho hợp kim nặng).
• Độ dày vỏ: ~4Mạnh12 mm tổng cộng (mỏng cho các bộ phận nhôm nhỏ, dày hơn cho hợp kim nhiệt độ cao).
• Phân lớp: bắt đầu bằng vữa/vữa mịn để đảm bảo độ trung thực cho bề mặt; tiến tới vữa thô hơn để tăng sức mạnh.
• Sấy khô: cho phép sấy khô đầy đủ giữa các lớp; kiểm soát độ ẩm/nhiệt độ để tránh nứt.
  Mẹo: ghi lại và chuẩn hóa độ nhớt của bùn, kích thước hạt vữa và thời gian khô - tính nhất quán của vỏ là yếu tố chính quyết định khả năng lặp lại của vật đúc.

Bước chân 4 - Tẩy lông (Loại bỏ sáp)

Mục đích: loại bỏ sáp để lại một lớp vỏ rỗng phù hợp với hình dạng bộ phận.

Phương pháp: nồi hấp hơi nước, lò nung chảy, hoặc chiết dung môi cho các loại sáp chuyên dụng.
Thông số điển hình & Lời khuyên:

• Nồi hấp hơi nước phổ biến nhất—hơi nước/nước ngưng tụ làm tan chảy sáp nhanh chóng và tách nó ra khỏi vỏ.
• Tránh tình trạng nhiệt tăng đột biến gây nứt vỏ; kiểm soát, Dewax theo giai đoạn làm giảm thiệt hại vỏ.
• Thu thập và tái chế sáp nếu có thể.
  Kết quả: làm sạch khoang và giảm lượng chất hữu cơ còn sót lại trước khi nung.

Bước chân 5 - Bắn / tăng cường vỏ

Mục đích: đốt cháy chất kết dính/cặn sáp còn sót lại và thiêu kết gốm để đạt độ bền và độ thấm cuối cùng.

Phạm vi điển hình & điều khiển:

• Nhiệt độ nung: thông thường 600–1000°C, cao hơn cho công việc siêu hợp kim (vỏ hóa học phụ thuộc).
• lần ngâm: giờ tùy thuộc vào khối lượng vỏ và độ nhạy của hợp kim.
• Tác dụng: cải thiện sức mạnh vỏ, thiết lập tính thấm cho dòng kim loại và thoát khí.
  Mẹo: mối tương quan giữa hình dạng nung với hợp kim và phương pháp đổ - vỏ dành cho hợp kim nhiệt độ cao yêu cầu chu kỳ nung mạnh mẽ hơn.

Bước chân 6 - Nấu chảy và rót kim loại (điền vào)

Mục đích: nấu chảy hợp kim theo đặc điểm kỹ thuật và đưa nó vào vỏ với dòng chảy được kiểm soát.

Phương pháp nấu chảy: cảm ứng (chân không hoặc không khí), đốt bằng khí đốt, cảm ứng chân không cho hợp kim phản ứng/có giá trị cao.
Đối với kỹ thuật: đổ trọng lực, hỗ trợ chân không, hoặc hỗ trợ áp lực (áp suất thấp / phản áp lực) tùy thuộc vào nhu cầu về tính toàn vẹn của hợp kim và đúc.
tan chảy điển hình & cho dữ liệu (biểu thị):

• Nhôm: tan chảy ~650–750 °C
• Thép không gỉ: tan chảy ~1450–1600 °C
• Superalloys niken: tan chảy ~1350–1500 °C
• Đổ điều khiển: giảm thiểu quá nhiệt để giảm quá trình oxy hóa/cặn; lọc và khử khí là cần thiết cho các bộ phận có độ xốp thấp.
  Cách thực hành tốt nhất: làm nóng vỏ trước để giảm sốc nhiệt và chạy sai; sử dụng bộ lọc gốm và khử khí (argon/argon-bong bóng, khử khí quay) theo yêu cầu.

Bước chân 7 - Làm mát và hóa rắn

Mục đích: kiểm soát đường hóa rắn để giảm thiểu khuyết tật co ngót và thiết lập cấu trúc vi mô.
Kiểm soát & Lời khuyên:

• Sử dụng thiết kế khay nạp/ống nâng trên cây sáp để đảm bảo quá trình đông đặc có định hướng.
• Cho phép thời gian ngâm thích hợp trong khuôn trước khi loại bỏ vỏ cho các bộ phận nhỏ; phần lớn hơn yêu cầu thời gian làm lạnh lâu hơn.
• Tốc độ làm nguội ảnh hưởng đến kích thước hạt - quá trình chiết nhanh hơn ở thành vỏ sẽ tạo ra hạt mịn; trung tâm có thể vẫn thô hơn.
  Thời gian đông đặc điển hình: từ vài giây đến nhiều phút tùy theo khối lượng; sơ đồ khối lượng nhiệt và độ dày vỏ.

Bước chân 8 - Loại bỏ vỏ (Knockout)

Mục đích: tách vỏ gốm và để lộ vật đúc.

Phương pháp: cơ học (rung động, lộn xộn, vụ nổ), hòa tan hóa học, hoặc nứt nhiệt.
Ghi chú thực tế: thu hồi và tái chế vữa gốm nếu có thể; quản lý bụi và khí thải dạng hạt.

Bước chân 9 - Cắt đứt, Hoàn thiện, Điều trị nhiệt

Mục đích: chuyển đổi vật đúc thô thành kích thước chính xác, các thành phần phù hợp với dịch vụ.

Hoạt động điển hình: loại bỏ cổng/rối; mài/hoàn thiện bề mặt; điều trị nhiệt (giải pháp + Lão hóa, ủ, tính khí) như hợp kim yêu cầu; tính năng quan trọng của máy (khoan, khuôn mặt).
Hướng dẫn: gia công theo trình tự sau khi xử lý nhiệt/giảm ứng suất cuối cùng để tránh biến dạng; duy trì truy xuất nguồn gốc (tan chảy rất nhiều, hồ sơ xử lý nhiệt).

Bước chân 10 - Điều tra, kiểm tra và đóng gói

Mục đích: xác minh sự phù hợp với đặc điểm kỹ thuật.
Kiểm tra điển hình: thị giác, chiều (Cmm), Ndt (chụp X-quang/X-quang, Siêu âm), kim loại, kiểm tra độ cứng và cơ học, kiểm tra rò rỉ/áp suất cho các bộ phận kín.
Có thể giao được: báo cáo kiểm tra, hồ sơ truy xuất nguồn gốc, giấy chứng nhận tuân thủ.

4. Xử lý sau đúc

Quá trình đúc sau chuyển đổi quá trình đúc đầu tư thành một thành phần chức năng. Hoạt động điển hình:

• Điều trị nhiệt: giải pháp, Lão hóa, ủ, hoặc ủ - tùy thuộc vào hợp kim và các đặc tính cần thiết.
• Bề mặt hoàn thiện: vụ nổ súng, Hạt vụ nổ, mài, đánh bóng, khắc hóa học, mạ điện, Anodizing hoặc sơn.
• Gia công chính xác: Bores, chủ đề, bề mặt ổ trục được ổn định sau khi xử lý nhiệt và giảm ứng suất.
• NDT và xác nhận: X quang, Siêu âm, thuốc nhuộm thâm nhập, và kiểm tra áp suất cho các bộ phận kín.
• Lắp ráp và cân bằng thứ cấp: cân bằng động cho các bộ phận quay, xác minh lịch thi đấu, kiểm tra lắp ráp.

5. Các biến thể và họ quy trình

Đúc sáp bị mất là một quá trình linh hoạt, và theo thời gian, các biến thể chuyên dụng đã xuất hiện để đáp ứng các vật liệu khác nhau, sự phức tạp, và yêu cầu sản xuất.

6. Khả năng tương thích vật liệu và hợp kim của đúc sáp bị mất

Việc lựa chọn hợp kim thích hợp phụ thuộc vào Yêu cầu cơ học, kháng ăn mòn, Hiệu suất nhiệt, và các yếu tố dành riêng cho ứng dụng.

7. Dung sai điển hình và độ hoàn thiện bề mặt

Mất sáp đúc (Đúc đầu tư) có giá trị cho nó độ chính xác kích thước cao và bề mặt mịn, làm cho nó trở nên lý tưởng cho các thành phần trong đó độ chính xác và xử lý hậu kỳ tối thiểu là rất quan trọng.

Chiều Dung sai

Hoàn thiện bề mặt

8. Khiếm khuyết chung, Nguyên nhân gốc, và các biện pháp đối phó thực tế

9. Ưu điểm và nhược điểm

Ưu điểm của việc đúc sáp bị mất

• Hình học phức tạp

• • Tạo ra các hình dạng phức tạp, tường mỏng, undercuts, Khoang bên trong, và các chi tiết bề mặt mịn khó khăn cho các phương pháp đúc khác.

• Độ chính xác chiều cao

• • Dung sai tuyến tính thường là ± 0,05–0,5 mm mỗi 100 mm, cho phép các bộ phận có hình dạng gần như lưới với gia công tối thiểu.

• Bề mặt hoàn thiện tuyệt vời

• • Độ nhám khi đúc Ra ~0,8–6,3 μm; dụng cụ cao cấp có thể đạt Ra 0,8 μm, Giảm xử lý hậu kỳ.

• Linh hoạt hợp kim

• • Hỗ trợ nhôm, đồng, thép không gỉ, siêu hợp kim niken/coban, titan, và kim loại quý.

• Hiệu quả vật chất

• • Sản xuất gần dạng lưới giúp giảm thiểu phế liệu gia công, đặc biệt đối với các hợp kim có giá trị cao.

• Khối lượng nhỏ đến trung bình thân thiện

• • Kinh tế cho nguyên mẫu, các bộ phận tùy chỉnh, hoặc sản lượng lên tới hàng chục nghìn mỗi năm.

• Sản xuất thành phần quan trọng

• • Lý tưởng cho hàng không vũ trụ, thuộc về y học, và các bộ phận năng lượng nơi có độ chính xác, chất lượng bề mặt, và tính toàn vẹn của luyện kim là cần thiết.

Nhược điểm của việc đúc sáp bị mất

• Chi phí cao hơn cho khối lượng lớn

• • Thời gian chu kỳ chậm hơn và chi phí nhân công/vật liệu cao hơn so với đúc khuôn, làm cho nó ít cạnh tranh hơn cho sản xuất hàng loạt.

• Thời gian dẫn lâu hơn

• • Nhiều bước (mẫu sáp, Xây dựng vỏ, bắn, rót, Hoàn thiện) kéo dài thời gian sản xuất.

• Quá trình phức tạp

• • Đòi hỏi lao động có tay nghề cao và kiểm soát nấm mốc cẩn thận, vỏ bọc, và thông số kim loại; nhiều bước làm tăng nguy cơ lỗi.

• Hạn chế về kích thước và thiết kế

• • Giới hạn thực tế cho các bộ phận rất lớn hoặc rất mỏng; các đường cắt phức tạp có thể cần cân nhắc thiết kế đặc biệt.

• Dụng cụ có thể sử dụng được

• • Mẫu sáp dùng một lần; thay đổi thiết kế yêu cầu công cụ mới hoặc mẫu in, ảnh hưởng đến chi phí và thời gian thực hiện.

10. Các ứng dụng điển hình

• Hàng không vũ trụ & Tua bin khí: Vanes, Lưỡi dao, thành phần đốt, vỏ chính xác.
• Sản xuất điện & năng lượng: phần cứng tuabin, Van chính xác.
• Thuộc về y học & nha khoa: cấy ghép, dụng cụ phẫu thuật, linh kiện giả.
• Hóa dầu & dầu & khí: van và phụ kiện có tính toàn vẹn cao.
• ô tô đặc sản: thành phần phanh hiệu suất, bộ phận tăng áp, các yếu tố cấu trúc thích hợp.
• Trang sức & nghệ thuật trang trí: đúc chi tiết cao bằng kim loại quý.
• Máy bơm công nghiệp & máy nén: người thúc đẩy, vỏ khuếch tán.

11. So sánh với các phương pháp đúc khác

Mất sáp đúc (Đúc đầu tư) cung cấp những khả năng độc đáo so với các phương pháp đúc thông thường như đúc cát, đúc khuôn vĩnh viễn, và đúc khuôn.

Hiểu được những khác biệt này giúp các kỹ sư và người quản lý mua hàng lựa chọn quy trình tối ưu dựa trên độ phức tạp của bộ phận, vật liệu, âm lượng, và yêu cầu bề mặt.

12. Đổi mới và xu hướng mới nổi

Đúc sáp bị mất đang phát triển với công nghệ để giải quyết các hạn chế và đáp ứng nhu cầu bền vững:

Sản xuất phụ gia (LÀ) Tích hợp

• 3Mẫu sáp in chữ D: nhựa SLA (VÍ DỤ., 3Accura CastPro của D Systems) giảm thời gian thực hiện bằng cách 70% và kích hoạt cấu trúc mạng cho các bộ phận nhẹ.
• Kim loại trực tiếp AM vs. Mất sáp: DMLS cạnh tranh về khối lượng thấp (<100 các bộ phận), nhưng sáp bị mất sẽ rẻ hơn 30–50% cho 100–10.000 bộ phận.

Vỏ gốm cao cấp

• Vỏ nanocompozit: Vật liệu nano zirconia-alumina cải thiện khả năng chống sốc nhiệt bằng cách 40%, cho phép đúc 50 kg bộ phận titan (trước đây giới hạn ở 10 kg).
• Chất kết dính thân thiện với môi trường: Chất kết dính gốc nước làm giảm lượng khí thải VOC bằng cách 80% vs. các lựa chọn thay thế có cồn.

Tự động hóa quy trình

• nhúng robot: Quá trình chuẩn bị vỏ gốm tự động giúp giảm chi phí nhân công từ 30–40% và cải thiện tính đồng nhất của độ dày lớp phủ (± 0,1 mm so với. Hướng dẫn sử dụng ± 0,5 mm).
• NDT được hỗ trợ bởi AI: Học máy phân tích hình ảnh X-quang để phát hiện các khiếm khuyết với 98% sự chính xác (vs. 85% thủ công).

13. Phần kết luận

Sáp bị mất (sự đầu tư) casting là một sức mạnh, phương pháp sản xuất linh hoạt cân bằng sự tự do về hình học, khả năng vật liệu và chất lượng bề mặt cao.

Nó đặc biệt phù hợp với các thành phần có độ phức tạp, luyện kim và hoàn thiện là động lực chính của giá trị.

Sử dụng hiệu quả đòi hỏi thiết kế cẩn thận để đúc, Kiểm soát quá trình nghiêm ngặt, và căn chỉnh các hoạt động sau đúc (Điều trị nhiệt, gia công, điều tra) với yêu cầu sử dụng cuối cùng.

Đối với các phần và khối lượng phù hợp, đúc đầu tư cung cấp giá trị duy nhất mà ít quy trình khác sánh được.

Dịch vụ đúc sáp và đúc sau của LangHe Lost

Langhe cung cấp các giải pháp đúc đầu tư từ đầu đến cuối phù hợp cho khách hàng kỹ thuật và công nghiệp. Điểm nổi bật của dịch vụ:

• Mẫu & dụng cụ: thiết kế và sản xuất khuôn sáp; 3In D cho nguyên mẫu nhanh.
• Sản xuất vỏ gốm: xây dựng vỏ nhiều lớp được kiểm soát với hệ thống bùn được thiết kế.
• Đúc chính xác: trọng lực, đổ chân không và hỗ trợ áp suất; có kinh nghiệm xử lý inox, Superalloys niken, hợp kim coban, hợp kim titan và đồng.
• Dịch vụ sau đúc: Điều trị nhiệt, gia công CNC chính xác, bề mặt hoàn thiện (bắn nổ, đánh bóng, mạ), và cân bằng động.
• Chất lượng & kiểm tra: Kiểm tra kích thước (Cmm), X quang, Kiểm tra siêu âm, phân tích nguyên liệu và truy xuất nguồn gốc đầy đủ trên mỗi lô.
• Giao chìa khóa trao tay: từ tạo mẫu đến sản xuất hàng loạt vừa/nhỏ với tài liệu quy trình và hỗ trợ đánh giá nhà cung cấp.

Langhe tự khẳng định mình là đối tác cho các bộ phận đòi hỏi tính toàn vẹn trong luyện kim, kiểm soát hình học chặt chẽ và phân phối đáng tin cậy.

Liên hệ với Langhe để thảo luận về khả năng, các chương trình mẫu hoặc các đề xuất được trích dẫn phù hợp với đặc điểm kỹ thuật của bộ phận của bạn.

 

Câu hỏi thường gặp

Khối lượng sản xuất nào phù hợp với việc đúc sáp bị mất?

Đúc sáp bị mất là kinh tế từ các nguyên mẫu đơn lẻ cho đến nhỏ- và loạt trung bình (thường lên tới mức thấp hàng chục nghìn mỗi năm); kinh tế khối lượng phụ thuộc vào độ phức tạp và giá trị của bộ phận.

Hợp kim nào tốt nhất để đúc sáp bị mất?

Quá trình xử lý một bảng màu rộng: nhôm, đồng, Thép không gỉ, siêu hợp kim niken và coban, titan (với sự chăm sóc đặc biệt), và kim loại quý.

Việc đúc sáp bị mất chính xác đến mức nào?

Dung sai điển hình là ±0,05–0,5 mm mỗi 100 mm, với bề mặt hoàn thiện như đúc Ra ~0,8–6,3 µm; các tính năng chặt chẽ hơn có thể đạt được với công cụ tốt và kiểm soát quy trình.

Nguyên nhân chính của độ xốp là gì và cách tránh chúng?

Độ xốp phát sinh từ sự bẫy khí, khí hòa tan và co ngót.

Biện pháp đối phó: khử khí tan chảy, lọc gốm, kỹ thuật đổ chân không/áp suất và thiết kế cổng âm thanh/bộ nạp.

Mất bao lâu để chuyển từ thiết kế đến sản xuất?

Chu kỳ nguyên mẫu với các mẫu in có thể được ngày đến tuần. Sản xuất hoàn chỉnh với khuôn sáp, phát triển vỏ và trình độ chuyên môn thường mất vài tuần đến vài tháng.