1- Šta je investicijsko livenje?
Investiciono livenje, koje je poznato i livenje u izgubljenom vosku iliprecizno livenje, odnosi se na formiranje keramike oko uzoraka voska za stvaranje višedijelnog ili jednodijelnog kalupa za primanje rastopljenog metala. Ovaj proces koristi potrošni proces brizganog voska za postizanje složenih oblika sa izuzetnim kvalitetima površine. Da bi se stvorio kalup, voštani uzorak, ili skup uzoraka, uroni se u keramički materijal nekoliko puta kako bi se stvorila debela školjka. Nakon procesa uklanjanja voska slijedi proces sušenja ljuske. Zatim se proizvodi keramička školjka bez voska. Rastopljeni metal se zatim sipa u šupljine ili klaster keramičke školjke, a kada se očvrsne i ohladi, keramička školjka se odlomi kako bi se otkrio konačni liveni metalni predmet.Precizni investicioni odlivcimože postići izuzetnu preciznost i za male i za velike dijelove za livenje u širokom spektru materijala.
2- Koje su prednosti investicionog livenja?
✔ Odlična i glatka površina
✔ Uske tolerancije dimenzija.
✔ Složeni i zamršeni oblici sa fleksibilnošću dizajna
✔ Sposobnost livenja tankih zidova, dakle lakša komponenta za livenje
✔ Širok izbor livenih metala i legura (crnih i obojenih)
✔ Nacrt nije potreban u dizajnu kalupa.
✔ Smanjite potrebu za sekundarnom obradom.
✔ Mali otpad materijala.
3- Koji su koraci procesa investicionog livenja?
Tokom procesa livenja, voštani uzorak se oblaže keramičkim materijalom, koji, kada se stvrdne, usvaja unutrašnju geometriju željenog odlivaka. U većini slučajeva, višestruki dijelovi se lijevaju zajedno radi visoke efikasnosti pričvršćivanjem pojedinačnih uzoraka voska na centralni štapić za vosak koji se zove sprue. Vosak se topi iz uzorka – zbog čega je poznat i kao proces izgubljenog voska – i rastopljeni metal se sipa u šupljinu. Kada se metal stvrdne, keramički kalup se otrese, ostavljajući gotovo neto oblik željenog odljevka, nakon čega slijedi dorada, testiranje i pakovanje.
4- Za šta se koriste odljevci za ulaganje?
Uložni odljevci se široko koriste upumpe i ventili, automobili, kamioni,hidraulika, viljuškari i mnogi drugiindustrije. Zbog njihove izuzetne tolerancije na livenje i izvrsne završne obrade, izgubljeni odlivci od voska se sve više koriste. Posebno,odljevci od nehrđajućeg čelikaigraju vitalnu važnu ulogu u brodogradnji i čamcima jer imaju snažne performanse protiv rđe.
5- Koju toleranciju livenja može postići vaša livnica investicionim livenjem?
Prema različitim vezivnim materijalima koji se koriste za izradu školjke, livenje za ulaganje se može podeliti na livenje silicijum sol i livenje vodenog stakla. Proces investicionog livenja silicijum dioksida ima bolje tolerancije dimenzionalnog livenja (DCT) i geometrijske tolerancije livenja (GCT) od procesa vodenog stakla. Međutim, čak i istim procesom livenja, stepen tolerancije će se razlikovati od svake livene legure zbog njihove različite mogućnosti livenja.
Našlivnica za investiciono livenježelio bih razgovarati s vama ako imate poseban zahtjev o potrebnim tolerancijama. U nastavku su navedene opšte tolerancije koje možemo postići i lijevanjem silicijum-sola i procesima lijevanja vodenog stakla odvojeno:
✔ DCT Grade by Silica Sol Lost Wax Casting: DCTG4 ~ DCTG6
✔ DCT Grade by Water Glass Lost Wax Casting: DCTG5 ~ DCTG9
✔ GCT Grade by Silica Sol Lost Wax Casting: GCTG3 ~ GCTG5
✔ GCT ocjena prema vodenom staklu izgubljenog voska: GCTG3 ~ GCTG5
6- Koje su granice veličine investicionih livenih komponenti?
Odljevci za ulaganje mogu se proizvoditi u svim legurama od djelića unce, za zubne proteze, do više od 1000 lbs. (453,6 kg) za složene dijelove motora aviona. Manje komponente se mogu odliti na stotine po stablu, dok se teži odljevci često proizvode sa pojedinačnim stablom. Ograničenje težine odljevka za ulaganje ovisi o opremi za rukovanje kalupima naplan kastingat. Objekti izlijevaju dijelove do 20 lbs. (9,07 kg). Međutim, mnoga domaća postrojenja povećavaju svoju sposobnost za izlivanje većih dijelova i komponenti u 20-120 lb. Opseg (9,07-54,43 kg) postaje uobičajen. Omjer koji se često koristi u dizajniranju za livenje po investiciji je 3:1—za svaki 1-lb. (0,45-kg) livenja, trebalo bi da bude 3 lbs. (1,36 kg) na stablo, u zavisnosti od potrebnog prinosa i veličine komponente. Stablo uvijek treba biti znatno veće od komponente, a omjer osigurava da tokom procesa livenja i očvršćavanja gas i skupljanje završi u stablu, a ne u livenju.
7- Koje se površinske završne obrade proizvode investicionim livenjem?
Budući da je keramička školjka sastavljena oko glatkih uzoraka proizvedenih ubrizgavanjem voska u poliranu aluminijsku matricu, završni završni sloj je odličan. Mikro završna obrada od 125 rms je standardna, a moguće su čak i finije završne obrade (63 ili 32 rms) sa sekundarnim završnim operacijama nakon livenja. Pojedinačni objekti za livenje metala imaju svoje standarde za površinske nedostatke, a osoblje objekta i projektantski inženjeri/kupci će razgovarati o ovim mogućnostima prije nego što se objavi narudžba alata. Određeni standardi zavise od krajnje upotrebe komponente i konačnih kozmetičkih karakteristika.
8- Jesu li investicioni odljevci skupi?
Zbog troškova i rada sa kalupima, investicioni odlivci uglavnom imaju veće troškove od kovanih delova ililivenje u pesaki metode trajnog livenja kalupa. Međutim, oni nadoknađuju veći trošak kroz smanjenjemašinska obradapostignuto kroz tolerancije oblika gotovo mreže. Jedan primjer toga su inovacije u automobilskim klackalicama, koje se mogu liveti bez potrebe za mašinskom obradom. Mnogimetalni dijelovikoji zahtijevaju glodanje, tokarenje, bušenje i brušenje do završne obrade mogu se izlivati sa samo 0,020-0,030 završne obrade. Nadalje, odljevci za ulaganje zahtijevaju minimalne uglove promaja kako bi se uklonili uzorci sa alata; i nije potreban propuh za uklanjanje metalnih odlivaka iz investicionog omotača. Ovo može omogućiti projektovanje odlivaka sa uglovima od 90 stepeni bez dodatne obrade za dobijanje tih uglova.
9- Koji alat i oprema za uzorke su potrebni za livenje izgubljenog voska?
Da bi se proizveli uzorci kalupa od voska, morat će se napraviti metalna matrica s podijeljenom šupljinom (sa oblikom završnog odljevka). U zavisnosti od složenosti livenja, mogu se koristiti različite kombinacije metalnih, keramičkih ili rastvorljivih jezgara kako bi se omogućila željena konfiguracija. Većina alata za investiciono livenje košta između 500 i 10.000 dolara. Mogu se koristiti i brzi prototipovi (RP), kao što su modeli stereo litografije (SLA). RP modeli se mogu kreirati za nekoliko sati i poprimiti tačan oblik dijela. RP delovi se zatim mogu sastaviti zajedno i premazati keramičkom suspenzijom i spaliti omogućavajući šupljinu da se dobije prototip livene komponente. Ako je odljevak veći od okvira za izgradnju, može se napraviti više dijelova RP podkomponente, sastaviti u jedan dio i izliti da bi se postigla konačna komponenta prototipa. Korištenje RP dijelova nije idealno za visoku proizvodnju, ali može pomoći dizajnerskom timu da ispita tačnost i oblik, uklapanje i funkciju dijela prije podnošenja narudžbe alata. RP dijelovi također omogućavaju dizajneru da eksperimentiše sa više konfiguracija delova ili alternativnim legurama bez velikih troškova alata.
10- Postoje li defekti poroznosti i/ili skupljanja kod odljevaka za ulaganje?
Ovo zavisi od toga koliko dobro postrojenje za livenje metala proizvodi gas iz rastopljenog metala i koliko brzo se delovi stvrdnjavaju. Kao što je ranije spomenuto, pravilno izgrađeno drvo će omogućiti da poroznost bude zarobljena u drvetu, a ne u odljevku, a keramička školjka visoke topline omogućava bolje hlađenje. Takođe, livene komponente u vakuumu oslobađaju rastopljeni metal od defekata koji stvaraju gasove jer se vazduh eliminiše. Odljevci se koriste za mnoge kritične primjene koje zahtijevaju rendgenske snimke i moraju ispunjavati određene kriterije ispravnosti. Integritet odlivaka može biti daleko bolji od delova proizvedenih drugim metodama.
11- Koji metali i legure bi se mogli izlivati investicionim livenjem u vašoj livnici?
Gotovo većina crnih i obojenih metala ileguremože biti liveno postupkom investicionog livenja. Ali, u našoj livnici izgubljenog voska, mi uglavnom lijemougljenični čelik, legirani čelik, nerđajući čelik,super duplex nerđajući čelik, sivi liv, nodularni liv,legure aluminijuma i mesinga. Osim toga, određene primjene zahtijevaju korištenje specijaliziranih drugih legura koje se prvenstveno koriste u teškim okruženjima. Ove legure, kao što su titanijum i vanadijum, ispunjavaju dodatne zahteve koji se možda ne mogu postići standardnim aluminijumskim legurama. Na primjer, legure titana se često koriste za proizvodnju turbinskih lopatica i lopatica za zrakoplovne motore. Legure na bazi kobalta i nikla (sa raznim sekundarnim elementima koji se dodaju radi postizanja specifične čvrstoće, čvrstoće na koroziju i otpornosti na temperaturu) su dodatne vrste livenih metala.
12- Zašto se investiciono livenje naziva i precizno livenje?
Lijevanje se još naziva i precizno lijevanje jer ima mnogo bolju površinu i veću preciznost od bilo kojeg drugog procesa livenja. Posebno za proces livenja silicijum dioksida, gotovi odlivci mogu dostići CT3 ~ CT5 u toleranciji geometrijskog livenja i CT4 ~ CT6 u toleranciji dimenzionalnog livenja. Za kućišta proizvedena postupkom investicionog livenja, biće manje ili čak neće biti potrebe za procesima mašinske obrade. U određenoj mjeri, livenje može zamijeniti grubi proces obrade.
13- Zašto se livenje izgubljenog voska naziva investicijsko livenje?
Odljevak je dobio ime po tome što se u šare (voštane replike) ulažu opkoljeni vatrostalni materijali tokomproces livenja. "Uloženo" ovdje znači biti okružen. Replike voska treba da budu umetnute (okružene) vatrostalnim materijalima kako bi izdržale visoku temperaturu tekućih rastopljenih metala tokom livenja.