زبان 
آلومینیوم ریخته گری موم که به طور دقیقتر به عنوان ریختهگری سرمایهگذاری یا ریختهگری با موم گمشده آلیاژهای آلومینیوم شناخته میشود، یک فرآیند تولیدی است که با ریختن آلومینیوم مذاب در یک پوسته سرامیکی که حول یک الگوی موم یکبار مصرف ساخته شده است، قطعات آلومینیومی به شکل شبکه یا نزدیک به شبکه تولید میکند. پاسخ مستقیم به سوالی که اکثر خریداران در ابتدا می پرسند: بله، آلومینیوم می تواند ریخته گری سرمایه گذاری شود، و زمانی که هندسه قطعه پیچیده، دیواره نازک است، یا نیاز به تحمل ابعادی محکم بدون ماشینکاری ثانویه سنگین دارد، آلومینیوم ریخته گری موم اغلب مقرون به صرفه ترین مسیر برای رسیدن به آن جزء نهایی است.
این راهنما به نحوه عملکرد فرآیند در کف تولید می پردازد، که آلیاژهای آلومینیوم در یک پوسته الگوی مومی به خوبی عمل می کنند، جایی که فرآیند بر ریخته گری دایکست یا ریخته گری شن و ماسه برتری دارد و کجا نیست، چه تلرانس ها و پرداخت های سطحی واقعی هستند، چگونه عیب ها نشان داده می شوند و از آنها جلوگیری می شود، و خریدار قبل از سفارش خرید باید از تامین کننده چه بپرسد. هر بخش برای استفاده مستقیم نوشته شده است، نه فقط خواندن.
حقایق کلیدی در مورد ریخته گری سرمایه گذاری آلومینیوم در یک نگاه
| پارامتر | محدوده معمولی | یادداشت ها |
|---|---|---|
| وزن قسمت | 0.02 کیلوگرم - 25 کیلوگرم | قطعات سنگین تر ممکن است اما به دلیل محدودیت های استحکام پوسته کمتر رایج است |
| ضخامت دیوار | 1.5 میلی متر - 50 میلی متر | زیر 1.5 میلی متر خطر پر شدن ناقص را دارد (اشتباه) |
| تحمل خطی | 0.13 ± میلی متر تا 0.25 ± میلی متر در هر 25 میلی متر | محکم تر از ریخته گری شن و ماسه، شل تر از ماشینکاری CNC |
| زبری سطح (به عنوان ریخته گری) | Ra 1.6 - 3.2 میکرومتر | قابل مقایسه با دایکاست، بهتر از ریخته گری شن و ماسه |
| دمای ریختن | 680 درجه سانتیگراد - 760 درجه سانتیگراد | وابسته به آلیاژ؛ A356 معمولاً نزدیک به 705 درجه سانتیگراد ریخته می شود |
| دمای پیش گرم کردن پوسته | 150 درجه سانتیگراد - 550 درجه سانتیگراد | پیش گرمای بیشتر پر شدن بخش های نازک را بهبود می بخشد |
| زمان تحویل معمولی (ابزار به اضافه مقاله اول) | 4-8 هفته | ابزارسازی سریع یا الگوهای چاپ سه بعدی می تواند این مدت را به 1-2 هفته کوتاه کند |
چگونه آلومینیوم ریخته گری موم در واقع کار می کند، گام به گام
فرآیند ریختهگری سرمایهگذاری برای آلومینیوم از همان منطق زیربنایی مورد استفاده برای ریختهگریهای سرمایهگذاری فولاد یا آلیاژ مس پیروی میکند، اما دمای ریختن، طراحی دروازه و ترکیب پوسته تنظیم میشوند زیرا آلومینیوم در قالب سرامیکی متفاوت از فلزات آهنی رفتار میکند. در زیر دنباله ای است که یک قسمت در واقع از یک فایل سه بعدی به یک فایل کامل می رود ریخته گری آلومینیوم .
مرحله 1: ابزار و تزریق الگوی موم
یک قالب فولادی یا آلومینیومی ابزار سخت شده به شکل قطعه تراشیده می شود و کمی بزرگتر می شود تا انقباض موم و آلومینیوم را در نظر بگیرد. موم مذاب که معمولاً ترکیبی از پارافین و رزینهای طبیعی است، تحت فشار کم به داخل این قالب تزریق میشود و تا زمانی که به شکل مومی قسمت نهایی جامد شود، خنک میشود. برای دورههای تولید کوتاه یا نمونههای اولیه، الگوی موم به طور فزایندهای از طریق پرینت سهبعدی مستقیم رزین موممانند ریختهگریشده تولید میشود، که مرحله ابزارسازی را به طور کامل حذف میکند و زمان تولید را بهطور قابل توجهی کوتاه میکند.
مرحله 2: مونتاژ درخت موم
الگوهای مومی متعددی به یک اسپرو موم مرکزی متصل میشوند و چیزی را تشکیل میدهند که ریختهگریها آن را درخت یا خوشه مینامند. طراحی گیتینگ و رانر در این مرحله تعیین میکند که آلومینیوم مذاب تا چه اندازه هر حفره را پر میکند، و دروازهبندی ضعیف یکی از رایجترین علل ریشهای تخلخل و عدم اجرا در مراحل بعدی است.
مرحله 3: ساخت پوسته سرامیکی
درخت موم به طور مکرر در یک دوغاب سرامیکی غوطه ور می شود و سپس با ماسه نسوز ریز تا درشت پوشانده می شود و لایه به لایه با زمان خشک شدن بین هر فرورفتگی ایجاد می شود. یک پوسته معمولی برای ریختهگری آلومینیوم به 5 تا 9 لایه نیاز دارد که کمتر از 8 تا 12 لایه معمول برای ریختهگریهای فولادی است، زیرا دمای پایینتر ریختن آلومینیوم، استرس حرارتی کمتری را بر روی پوسته وارد میکند.
مرحله 4: موم زدایی
پوسته که اکنون کاملاً سخت شده است، در اتوکلاو بخار یا اجاق گازی قرار می گیرد که در آن موم داخل آن ذوب شده و برای استفاده مجدد بازیابی می شود. این مرحله به همین دلیل است که فرآیند ریختهگری موم گمشده نامیده میشود. الگوی مومی قربانی می شود تا شکل منفی دقیق آن در داخل پوسته سرامیکی باقی بماند.
مرحله 5: شلیک پوسته و پیش گرم کردن
پوسته سرامیکی خالی در دمای بالا پخته می شود تا موم و رطوبت باقیمانده را بسوزاند، سپس بلافاصله قبل از ریختن گرم می شود. دمای پیش گرم یک اهرم حیاتی برای آلومینیوم است: از آنجایی که آلومینیوم در مقایسه با آهن یا فولاد به سرعت جامد می شود، پوسته ای که خیلی سرد است قبل از پر شدن کامل بخش های نازک باعث یخ زدن زودرس می شود.
مرحله 6: ریختن
آلومینیوم مذاب که معمولاً آلیاژ A356، A357، 355 یا 713 است، به وسیله نیروی گرانش یا با کمک خلاء یا نیروی گریز از مرکز در پوسته از پیش گرم شده ریخته می شود تا به پر کردن دیواره های نازک و جزئیات پیچیده کمک کند. ریختن به کمک خلاء به طور خاص برای آلومینیوم رایج است زیرا فلز مستعد تشکیل فیلم اکسید و به دام افتادن گاز است و یک جو کنترل شده هر دو را کاهش می دهد.
مرحله 7: حذف پوسته و قطع
پس از خنک شدن، پوسته سرامیکی با استفاده از ارتعاش، انفجار آب یا ناک اوت مکانیکی شکسته می شود و درخت آلومینیوم را نمایان می کند. سپس قطعات جداگانه با استفاده از اره نواری یا چرخ برش ساینده از اسپرو جدا می شوند.
مرحله 8: پایان عملیات
گیت ها به صورت زمینی تراز می شوند، قطعات در صورت نیاز به آلیاژ و کاربرد، عملیات حرارتی می شوند و بازرسی نهایی ابعاد را بر اساس نقشه بررسی می کند. مراحل متداول تکمیل برای ریختهگریهای سرمایهگذاری آلومینیوم شامل عملیات حرارتی T6، انفجار مهرهای، پوشش تبدیل شیمیایی، آنودایز کردن یا پوشش پودری بسته به استفاده نهایی است.
کدام آلیاژهای آلومینیوم واقعاً در ریخته گری موم استفاده می شوند
هر آلیاژ آلومینیوم کاندیدای خوبی برای ریخته گری سرمایه گذاری نیست. آلیاژهای ریخته گری با محتوای سیلیکون به طور خاص برای بهبود سیالیت فرموله می شوند، زیرا آلومینیوم مذاب قبل از اینکه جامد شود باید از طریق گذرگاه های پوسته سرامیکی نازک عبور کند. جدول زیر آلیاژهایی را که بیشتر در قیمت های واقعی تولید نشان می دهند فهرست می کند.
| آلیاژ | ترکیب کلید | مورد استفاده معمولی |
|---|---|---|
| A356.0 | Al-7Si-0.3Mg | براکت های هوافضا، محفظه های ساختاری، قطعات دقیق عمومی |
| A357.0 | Al-7Si-0.5Mg (خلوص بالاتر از A356) | قطعات هوافضا و دفاعی که پس از درمان T6 به استحکام بیشتری نیاز دارند |
| 355.0 | Al-5Si-1.3Cu-0.5Mg | محفظه پمپ، اجزای هیدرولیک نیاز به استحکام متوسط دارند |
| 713.0 | Al-7.5Zn-0.7Cu | قطعاتی که نیاز به ریخته گری بدون عملیات حرارتی دارند، سخت افزار دریایی |
| 354.0 | Al-9Si-1.8Cu-0.5Mg | قطعات هوافضا و موتوراسپرت با مقاومت بالا |
در این میان، A356 انتخاب پیش فرض برای اکثر ریخته گری های تجاری آلومینیوم است زیرا قابلیت ریخته گری، خواص مکانیکی پس از عملیات حرارتی و هزینه را متعادل می کند. خریدارانی که به صرفه جویی در وزن نسبت به ریخته گری های سرمایه گذاری چدن یا فولاد نیاز دارند، اما همچنان به دقت ابعادی فرآیند سرمایه گذاری نیاز دارند، معمولاً قبل از در نظر گرفتن گزینه های با کارایی بالاتر بالا، گفتگوی آلیاژ خود را با A356 آغاز می کنند.
خواص مکانیکی آلیاژهای آلومینیوم ریخته گری پس از عملیات حرارتی
تلورانس کششی تنها نیمی از چیزی است که خریدار قبل از تایید یک آلیاژ ریخته گری باید بداند. نیمی دیگر آن چیزی است که آن آلیاژ می تواند پس از گذراندن چرخه عملیات حرارتی خود در خدمت حمل کند. ریختهگریهای ریختهگری سرمایهگذاری عموماً داراییها را در دو شرایط گزارش میکنند، مانند ریختگی (مزاج F) و عملیات حرارتی (مزاج T6)، و تفاوت بین این دو به اندازهای زیاد است که مشخص کردن حالت نامناسب در نقشه یکی از شایعترین دلایل خرابی قطعه در مزرعه با وجود درست بودن ابعاد است.
| آلیاژ / Temper | استحکام کششی | قدرت تسلیم | ازدیاد طول | سختی برینل |
|---|---|---|---|---|
| A356-T6 | 228 مگاپاسکال | 165 مگاپاسکال | 3.5 درصد | 75 HB |
| A357-T6 | 317 مگاپاسکال | 248 مگاپاسکال | 5 درصد | 95 HB |
| 355-T6 | 241 مگاپاسکال | 172 مگاپاسکال | 2 درصد | 80 HB |
| 713-F (به عنوان بازیگر) | 207 مگا پاسکال | 145 مگاپاسکال | 3 درصد | 70 HB |
| 354-T6 | 310 مگاپاسکال | 260 مگاپاسکال | 2 درصد | 100 HB |
این ارقام مقادیر نماینده ای هستند که از برگه های داده آلیاژ ریخته گری انجمن آلومینیوم که در طول صنعت استفاده می شود، گرفته شده است. نتایج منفرد ریخته گری بسته به تمیزی مذاب، سرعت خنک شدن در بخش و برنامه پیری خاص مورد استفاده در درمان T6 تا حدودی متفاوت خواهد بود. A357 که در مقایسه با A356 شامل کنترلهای دقیقتری بر روی افزودنیهای آهن و بریلیوم است، هر زمان که یک پروژه به بالاترین نسبت استحکام به وزن موجود از یک آلیاژ ریختهگری سرمایهگذاری استاندارد نیاز داشته باشد، آلیاژ انتخابی است.
عملکرد خستگی اغلب ویژگی است که در واقع انتخاب آلیاژ برای اجزای چرخان یا ارتعاشی را تعیین می کند. A356 و A357 هر دو در خستگی نسبت به آلومینیوم دایکاست عملکرد خوبی دارند زیرا فرآیند ریخته گری سرمایه گذاری، همراه با پرس ایزواستاتیک داغ در صورت مشخص شدن، تخلخل داخلی را می بندد که در غیر این صورت به عنوان محل شروع ترک تحت بارگذاری چرخه ای عمل می کند. برای قطعاتی که چرخه خستگی واقعی را در سرویس مشاهده میکنند، مانند اجزای تعلیق یا محفظههای چرخان، بهتر است در مورد پرس ایزواستاتیک داغ با ریختهگری صحبت کنیم، حتی اگر هزینهای را به همراه داشته باشد، زیرا بهبود عمر خستگی ناشی از آن اغلب قابل توجه است.
گزینه های تکمیل و پوشش سطح برای ریخته گری های سرمایه گذاری آلومینیوم
سطح ریخته گری یک ریخته گری سرمایه گذاری آلومینیوم در حال حاضر صاف تر از ریخته گری دایکاست یا ریخته گری شن و ماسه مستقیماً خارج از پوسته است، اما بیشتر کاربردهای تجاری هنوز نیاز به درمان سطح ثانویه دارند، چه برای محافظت در برابر خوردگی، ظاهر آرایشی، یا برای آماده سازی سطح برای مونتاژ با اجزای دیگر.
انفجار مهره و پایان ارتعاشی
متداول ترین مرحله اول پس از برداشتن دروازه، انفجار مهره ای با محیط شیشه یا اکسید آلومینیوم است که بافت مات یکنواختی ایجاد می کند و باقی مانده پوسته را از سطح پاک می کند. برای قطعاتی که به صورت فله بر روی درخت تولید می شوند، اغلب به جای آن از غلتش ارتعاشی با محیط سرامیکی استفاده می شود که در هر قطعه مقرون به صرفه تر است اما در هندسه داخلی پیچیده کمتر قابل کنترل است.
پوشش تبدیل شیمیایی
یک پوشش تبدیل کرومات یا غیر کرومات برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی و ایجاد یک لایه پایه برای رنگ آمیزی بعدی اعمال می شود. این امر در بخشهای هوافضا و دفاعی که بعداً ریختهگری رنگآمیزی میشود یا در جایی که مقاومت در برابر خوردگی در یک محیط ملایم مورد نیاز است، رایج است.
آندایز کردن
آندایز کردن با اسید سولفوریک نوع II و آندایزینگ پوشش سخت نوع III هر دو در قطعات آلومینیومی ریختهگری شده استفاده میشوند، اگرچه ریختهگریها عموماً توصیه میکنند که محتوای سیلیکون و تخلخل را در نظر داشته باشید، زیرا آلیاژهای ریختهگری سیلیکونی بالاتر مانند A356 آنودایز میشوند تا سطح خاکستریتری نسبت به آلیاژهای آلومینیوم فرفورژه داشته باشند. آندایزینگ پوشش سخت مقاومت سایش معنیداری را به سطح ریختهگری اضافه میکند و اغلب برای قطعاتی که تماس لغزشی را در سرویس مشاهده میکنند، مشخص میشود.
پوشش پودری و رنگ مرطوب
برای قطعاتی که رنگ آرایشی بیش از مقاومت در برابر خوردگی پایه از خود لایه اکسید آلومینیوم اهمیت دارد، پوشش پودری روی یک پوشش تبدیلی یک روکش بادوام و یکنواخت در اساساً در هر رنگی ایجاد میکند و در محفظههای مصرفکننده و اجزای تجهیزات فضای باز رایج است.
ماشینکاری پس از ریخته گری
هر سطحی که با قسمت دیگری جفت میشود، روی یک واشر میبندد، یا سوراخ رزوهدار را حمل میکند، معمولاً با استوک اضافی در الگوی موم باقی میماند و پس از ریختهگری روی آسیاب یا تراش CNC تکمیل میشود. مشخص کردن تنها سطوحی که واقعاً به ماشینکاری نیاز دارند، به جای ماشینکاری کل قطعه، یکی از سادهترین راهها برای پایین نگهداشتن هزینه کل واحد است، در حالی که هنوز هم تلرانسهای عملکردی در جایی که اهمیت دارند، وجود دارد.
روش های کنترل کیفیت مورد استفاده در ریخته گری سرمایه گذاری آلومینیوم
از آنجایی که نمیتوان سلامت داخلی را از بیرون ریختهگری قضاوت کرد، ریختهگریها به ترکیبی از روشهای بازرسی در سراسر فرآیند تولید متکی هستند تا یک بررسی نهایی.
| روش بازرسی | آنچه را تشخیص می دهد | زمانی که استفاده می شود |
|---|---|---|
| بررسی بصری و ابعادی | عیوب سطح، فلاش، انحراف ابعاد | هر دسته تولیدی |
| رادیوگرافی اشعه ایکس | تخلخل داخلی، انقباض، آخال | اجزای حیاتی یا مرتبط با ایمنی |
| بازرسی نافذ رنگ | ترک های سطحی | قطعاتی که نیاز به خستگی یا فشار دارند |
| تست فشار یا نشت | تخلخل از طریق دیوار موثر بر آب بندی | محفظه های هیدرولیک و پنوماتیک |
| بررسی دستگاه اندازه گیری مختصات | ابعاد هندسی دقیق | اولین بازرسی مقاله و ممیزی های دوره ای |
| تایید ترکیب شیمیایی | تأیید می کند که آلیاژ با مشخصات مطابقت دارد | مواد خام ورودی و چک های مذاب دوره ای |
یک عادت مفید برای هر خریداری که برای اولین بار از ریخته گری آلومینیوم تهیه می کند، درخواست گزارش بازرسی مقاله اول در کنار محموله اولیه است. این گزارش ابعاد واقعی اندازهگیریشده در قطعات واقعی را به نقشه مرتبط میکند، و این سریعترین راه برای حل مشکل ابزارسازی یا کمک هزینه جمعشدگی قبل از اینکه به تولید کامل قطعات خارج از تحمل تبدیل شود، است.
کارایی مواد و بازیافت در ریخته گری سرمایه گذاری آلومینیوم
آلومینیوم یکی از بازیافتترین فلزات صنعتی در جهان است و فرآیند ریختهگری سرمایهگذاری این چرخه را مستقیماً در سطح ریختهگری پشتیبانی میکند. اسپریها، رانرها، رایزرها و قطعات رد شده جمعآوری میشوند، تمیز میشوند و دوباره به شارژ کوره ذوب میشوند و آلومینیوم بازیافتی تقریباً به کسری از انرژی مورد نیاز برای تولید آلومینیوم اولیه از سنگ معدن بوکسیت نیاز دارد که باعث میشود ردپای انرژی کلی یک قطعه آلومینیومی ریختهگری شده کمتر از آن چیزی باشد که بسیاری از خریداران در ابتدا تصور میکردند.
خود مواد پوسته سرامیکی، پس از جدا شدن از ریختهگری، میتوانند در بسیاری از تأسیسات خرد شده و مجدداً بهعنوان سنگدانه استفاده شوند یا برای گچکاری دوغاب در پوستههای آینده بازیابی شوند و حجم ضایعات فرآیندی که از ریختهگری خارج میشوند را کاهش میدهند. موم در طول مرحله موم زدایی در اتوکلاو بخار بازیابی می شود و فیلتر می شود و برای تزریق الگوی آینده مجددا استفاده می شود، بنابراین مقدار بسیار کمی از مواد الگوی اصلی در واقع به عنوان زباله به ازای هر قطعه تولید شده مصرف می شود. برای خریدارانی که تامینکنندگان را بر اساس دلایل پایداری ارزیابی میکنند، این سوال که مستقیماً چند درصد از مواد پوسته و موم در محل بازیافت میشود، یک سوال ملموستر از پرسیدن در مورد سیاستهای کلی زیستمحیطی است.
روندهای فعلی شکل دادن به تولید ریخته گری موم آلومینیومی
- چاپ مستقیم سه بعدی موم ریختهگریشده و الگوهای رزین مبتنی بر PMMA، جایگزین ابزار سخت برای سفارشهای نمونه اولیه و کمتعداد میشود و زمان تحویل الگو را از هفتهها به روزها کاهش میدهد.
- نرمافزار شبیهسازی انجماد اکنون بهطور معمول قبل از برش ابزار استفاده میشود، مکانهای تخلخل انقباض را پیشبینی میکند و به مهندسان اجازه میدهد دروازهها را روی رایانه تنظیم کنند تا بعد از اولین مقاله ناموفق.
- روشهای ریختهگری با کمک خلاء و ضد گرانش بهطور خاص برای آلومینیوم مورد استفاده گستردهتری قرار گرفتهاند، زیرا باعث کاهش حباب لایههای اکسیدی میشوند که علت اصلی نقصهای ریختهگری خاص آلومینیوم است.
- برنامه های سبک وزن در بخش های خودرو و هوافضا همچنان قطعات بیشتری را از فولاد و چدن به سمت ریخته گری سرمایه گذاری آلومینیوم سوق می دهد زیرا طراحان به دنبال قطعاتی هستند که هندسه پیچیده را در حین برش جرم حفظ کنند.
- پرس ایزواستاتیک داغ، که زمانی تقریباً منحصراً برای قطعات حیاتی هوافضا در نظر گرفته شده بود، از نظر قیمت برای سفارشهای صنعتی با حجم متوسط که نیاز به ریختهگری بدون تخلخل برای کاربردهای حیاتی خستگی دارند، در دسترستر میشود.
سوالاتی که باید قبل از سفارش ریخته گری موم آلومینیومی از یک تامین کننده بپرسید
فهرست کوتاهی از سوالات مستقیم در مرحله نقل قول از بسیاری از مشکلات منبع یابی که بعداً در برنامه ظاهر می شوند جلوگیری می کند.
- کدام آلیاژ خاص را برای این کاربرد پیشنهاد میکنید و چرا آن یکی از آلیاژهای جایگزین.
- در واقع چه محدوده ضخامت دیوار را با موفقیت در این اندازه و هندسه تولید کرده اید، نه فقط آنچه که فرآیند از نظر تئوری قادر به انجام آن است.
- آیا این قطعه نیاز به عملیات حرارتی دارد، و این موضوع چگونه بر زمان و قیمت آن تأثیر می گذارد.
- چه روش های بازرسی در قیمت استاندارد در مقابل ارائه شده به عنوان گزینه هزینه اضافی گنجانده شده است.
- چند قطعه برای این قسمت روی یک درخت مومی قرار میگیرد و آیا این عدد قیمت واحد نقلشده را در مقادیر مختلف سفارش تغییر میدهد.
- نرخ ضایعات یا رد مورد انتظار برای بخشی از این هندسه چقدر است و معمولاً این نرخ به صورت تجاری چگونه مدیریت می شود.
- آیا می توانید اولین گزارش بازرسی مقاله را با داده های ابعادی مرتبط با نقشه قبل از ارسال کامل کشتی ارائه کنید.
ریخته گری موم آلومینیوم در مقابل ریخته گری قالب در مقابل ریخته گری شن و ماسه
رایج ترین نقطه تصمیم گیری برای خریدار این نیست که آیا از آلومینیوم استفاده کند یا خیر، بلکه این است که از کدام فرآیند ریخته گری برای آن قطعه آلومینیومی استفاده کند. هر فرآیند دارای مشخصات هزینه و قابلیت متفاوتی است و انتخاب اشتباه رایج ترین اشتباه منبع در این دسته است.
| عامل | ریخته گری سرمایه گذاری (واکس). | دایکستینگ | ریخته گری شن و ماسه |
|---|---|---|---|
| هزینه ابزار | متوسط | بالا | کم |
| بهترین حجم تولید | 50 تا 10000 قطعه | 5000 عدد | 1 تا 500 عدد |
| دقت ابعادی | بالا | خیلی بالا | کم to moderate |
| حداقل ضخامت دیواره | 1.5 میلی متر | 0.5 میلی متر | 4 میلی متر |
| سلامت داخلی | خوب | مستعد تخلخل گاز | متوسط |
| پیچیدگی طراحی پشتیبانی می شود | خیلی بالا, including internal passages | بالا, but limited by die pull direction | متوسط |
| زمان معمول برای بخش جدید | 4-8 هفته | 10-16 هفته | 3-6 هفته |
برای بخشی که نیاز به دقت دایکاست مانند دارد اما حجم تولید آن بسیار کم است تا قالب سختشده را توجیه کند، آلومینیوم ریختهگری مومی در شکاف بین دو فرآیند دیگر قرار میگیرد و اغلب انتخاب اقتصادی بهتری برای نمونههای اولیه تا حجم متوسط است.
دستورالعمل های طراحی که در واقع بر هزینه و بازده تأثیر می گذارد
ریخته گری هر شغل ریخته گری سرمایه گذاری آلومینیوم را بر اساس تعداد انگشت شماری از عوامل هندسی نقل قول می کند. درست کردن این موارد در مرحله ترسیم از طراحی مجدد پرهزینه پس از قطع شدن ابزار جلوگیری می کند.
- ضخامت دیوار را تا حد امکان یکنواخت نگه دارید. یک پرش ناگهانی از 3 میلی متر به 12 میلی متر، نقطه داغی ایجاد می کند که به طور ناهموار منقبض می شود و اغلب درست در مرحله انتقال، تخلخل داخلی ایجاد می کند.
- فیله را در هر گوشه داخلی اضافه کنید. زوایای تیز داخلی تنش را در پوسته سرامیکی در طول خنک شدن متمرکز می کند و منبع رایج ترک خوردگی پوسته است که به صورت باله یا فلش روی ریخته گری ظاهر می شود.
- اجتناب از کارفرمایان سنگین جدا شده که توسط یک رایزر تغذیه نمی شوند. اینها آخرین بار جامد می شوند و مواد را از دیوار اطراف می کشند و تخلخل انقباض را دقیقاً در جایی که سوراخ پیچ و مهره ایجاد می شود باقی می گذارند.
- فقط تلورانس هایی را مشخص کنید که تابع واقعاً به آن نیاز دارد. هر تلورانس سختتر از پیشفرض فرآیند بهعلاوه یا منفی 0.005 اینچ در هر اینچ، هزینه بازرسی و ریسک رد را اضافه میکند.
- ماشینکاری گروهی فقط روی سطوحی که واقعاً به ابعاد نهایی نیاز دارند، زیرا سطوح ریختهگری شده هم ارزانتر هستند و هم برای این خانواده آلیاژی، از نظر زیبایی برای اکثر مصارف صنعتی قابل قبول هستند.
عیوب متداول در ریخته گری موم آلومینیوم و نحوه جلوگیری از آنها
تخلخل گاز
آلومینیوم در حالی که مذاب است به راحتی هیدروژن را جذب می کند و اگر آن هیدروژن قبل از ریختن خارج نشود، با سرد شدن فلز از محلول خارج می شود و حفره های داخلی گرد تشکیل می دهد. گاز زدایی مذاب با یک گاز بی اثر مانند نیتروژن یا آرگون، همراه با مواد باردار تمیز و خشک، روش استاندارد پیشگیری است.
تخلخل انقباضی
بر خلاف تخلخل گاز، تخلخل انقباضی شکل نامنظمی دارد و در آخرین ناحیه یک مقطع برای انجماد رخ می دهد. قرارگیری مناسب رایزر و انجماد جهت کنترل شده که قبل از ساختن درخت مومی در سیستم دروازه مهندسی شده است، دفاع اولیه است.
Misrun و Cold Shut
اینها زمانی اتفاق میافتند که آلومینیوم مذاب قبل از اینکه یک بخش نازک را به طور کامل پر کند شروع به جامد شدن میکند و یک قالب ریختهگری ناقص یا یک درز قابل رویت در جایی که دو جبهه فلزی به هم میرسند اما کاملاً جوش نمیخوردند باقی میماند. افزایش دمای پیشگرم پوسته و دمای ریختن، یا باز کردن دروازه در آن مکان، اکثر موارد را حل میکند.
شامل ها
ذرات کوچک فیلم اکسید یا مواد پوسته نسوز می توانند در قالب ریخته گری به دام بیفتند. فیلتر کردن جریان فلزی از طریق یک فیلتر فوم سرامیکی که در سیستم دروازهای قرار داده شده است، اکنون در اکثر کارخانههای ریختهگری آلومینیوم برای گرفتن آنها قبل از رسیدن به حفره قالب، یک روش استاندارد است.
صنایع و قطعاتی که در آنها از آلومینیوم ریخته گری موم استفاده می شود
| صنعت | اجزای معمولی |
|---|---|
| هوافضا | مجموعه های براکت، محفظه محرک، بدنه منیفولد هیدرولیک |
| خودرو و موتور اسپرت | محفظه های توربوشارژر، اجزای ترمز، بند های تعلیق |
| سلاح گرم و دفاع | کمer receivers, optic mounts, trigger housings |
| تجهیزات پزشکی | محفظه تجهیزات تصویربرداری، دسته ابزار جراحی |
| سخت افزار دریایی | گیره، محفظه وینچ، بدنه پمپ |
| تجهیزات صنعتی | بدنه سوپاپ، پروانه پمپ، روکش گیربکس |
چه چیزی باعث افزایش هزینه یک نقل قول ریخته گری سرمایه گذاری آلومینیوم می شود
خریدارانی که درخواست قیمت می کنند اغلب از اینکه دو قطعه از لحاظ بصری مشابه می توانند از نظر قیمت 30 درصد یا بیشتر متفاوت باشند، متعجب می شوند. عوامل زیر بیشتر این گسترش را توضیح می دهند.
- حجم و بازده قطعه: نسبت فلز قابل استفاده در قطعه تمام شده به کل فلز ریخته شده در درخت، از جمله اسپروها و رایزرهایی که بعداً از بین می روند و دوباره ذوب می شوند.
- تعداد قطعات در هر درخت مومی: حفرههای بیشتر در هر درخت کار هر قطعه را برای ساختن پوسته، مومزدایی و ریختن کاهش میدهد.
- انبار ماشینکاری و عملیات ثانویه: هر سطحی که پس از ریخته گری نیاز به تکمیل CNC داشته باشد صرف نظر از پیچیدگی ریخته گری هزینه ثابتی را اضافه می کند.
- نیاز عملیات حرارتی: درمان T6 یک چرخه کوره و معمولاً 3 تا 5 روز به زمان تولید اضافه می کند.
- سطح بازرسی: قطعاتی که برای سلامت داخلی نیاز به بازرسی اشعه ایکس یا نافذ رنگ دارند، هزینه بازرسی هر قطعه را اضافه می کنند.
سوالات متداول در مورد آلومینیوم ریخته گری موم
آیا ریخته گری سرمایه گذاری آلومینیوم قوی تر از ریخته گری آلومینیوم است؟
استحکام بیشتر به عملیات حرارتی و آلیاژی بستگی دارد تا به خود فرآیند ریختهگری، اما ریختهگریهای سرمایهگذاری عموماً تخلخل گاز کمتری نسبت به قالبهای ریختهگری دارند که مقاومت در برابر خستگی را بهبود میبخشد و امکان عملیات حرارتی را فراهم میکند که قالبهای ریختهگری اغلب نمیتوانند بدون ایجاد تاول انجام دهند.
حداقل مقدار سفارش برای ریخته گری موم آلومینیوم چقدر است؟
اکثر کارخانههای ریختهگری سفارشهایی را میپذیرند که از حدود 25 تا 50 قطعه برای یک ابزار جدید شروع میشود، اگرچه تکنمونههای تکی بهطور فزایندهای با استفاده از الگوهای جایگزین موم چاپشده سهبعدی در دسترس هستند که به طور کامل از ابزار سخت صرفنظر میکنند.
آیا می توان ریخته گری آلومینیوم را آنودایز کرد؟
بله، A356 و A357 هر دو پس از آماده سازی سطح مناسب به خوبی آنودایز می شوند، و آنودایز کردن یک روکش معمولی برای ریخته گری های آلومینیومی سرمایه گذاری هوافضا و مصرف کننده است.
چگونه ضخامت دیوار بر قیمت ریخته گری آلومینیوم تأثیر می گذارد؟
دیوارهای نازکتر به پیشگرم پوسته و دماهای ریختن بالاتری نیاز دارند و خطر ضایعات بیشتری را در اثر اجرای نادرست به همراه دارند، بنابراین بخشهای بسیار نازک زیر ۲ میلیمتر معمولاً قیمت واحد را افزایش میدهند، حتی اگر فلز کمتری مصرف کنند.
چه میزان تحملی را می توانم در مورد ریخته گری سرمایه گذاری آلومینیوم به صورت ریخته گری انتظار داشته باشم؟
یک پیشفرض واقعی، مثبت یا منفی 0.13 میلیمتر تا 0.25 میلیمتر در هر 25 میلیمتر ابعاد است، با تلرانسهای سختتر که در ویژگیهای حیاتی خاص از طریق ماشینکاری ثانویه قابل دستیابی است.
آیا ریخته گری موم آلومینیومی نیاز به عملیات حرارتی دارد؟
نه همیشه. آلیاژهایی مانند 713.0 به طور خاص مورد استفاده قرار می گیرند زیرا در شرایط ریخته گری به استحکام قابل قبولی می رسند، اما A356 و A357 معمولاً از محلول T6 و عملیات پیری برای رسیدن به خواص مکانیکی کامل خود استفاده می کنند.
تفاوت بین آلیاژ ریخته گری آلومینیوم A356 و A357 چیست؟
A357 حاوی کنترلهای ترکیبی محکمتری است، از جمله افزودن کمی بریلیم و محتوای آهن مجاز کمتر، که با هم استحکام کششی و تسلیم بیشتری را پس از تیمار T6 در مقایسه با A356 ایجاد میکنند. A357 معمولاً به ازای هر کیلوگرم ماده خام هزینه بیشتری دارد، بنابراین معمولاً برای کاربردهایی که استحکام افزوده آن حق بیمه را توجیه می کند، رزرو می شود.
یک دیوار در ریخته گری سرمایه گذاری آلومینیوم چقدر می تواند نازک باشد؟
اکثر ریختهگریها میتوانند دیوارها را تا حدود 1.5 میلیمتر با ریختن گرانشی استاندارد بهطور قابل اعتماد نگه دارند، و ریختن تخصصی خلاء یا کمک گریز از مرکز میتواند آن را در نواحی محدودی نازکتر کند، اگرچه یک دیوار نازک ثابت در سطح یک سطح بزرگ، بدون در نظر گرفتن روش ریختن، خطر خرابی را افزایش میدهد.
آیا می توان ریخته گری های سرمایه گذاری آلومینیوم را جوش یا تعمیر کرد؟
گاهی اوقات می توان عیوب زیبایی جزئی را با جوشکاری TIG با استفاده از میله پرکننده منطبق با آلیاژ پایه ترمیم کرد، اگرچه از جوشکاری تعمیری در نواحی باربر یا حساس به فشار معمولاً به نفع از بین رفتن قطعه اجتناب می شود، زیرا تعمیر جوش ریزساختار محلی را تغییر می دهد و می تواند غلظت های تنش جدیدی ایجاد کند.
چگونه ریخته گری سرمایه گذاری آلومینیوم از نظر قیمت با ماشینکاری CNC از بیلت مقایسه می شود؟
برای هندسه ساده در مقادیر کم، ماشینکاری از بیلت اغلب ارزانتر است، زیرا هیچ هزینهای برای ابزار وجود ندارد، اما با افزایش پیچیدگی قطعات یا افزایش تعداد سفارش از حدود 50 تا 100 قطعه، ریختهگری سرمایهگذاری معمولاً به گزینه کمهزینهتر تبدیل میشود، زیرا بیشتر موادی را که ماشینکاری در غیر این صورت به عنوان ضایعات بریده میشد، حذف میکند.
چه چیزی باعث ایجاد سطح ناهموار یا دانه دار روی یک ریخته گری آلومینیومی می شود؟
یک سطح دانه بندی شده معمولاً نتیجه ماسه گچ درشتی است که در لایه های پوسته بیرونی استفاده می شود یا پوسته ای است که قبل از ریختن کاملاً پخته نشده است. درخواست دوغاب پوششی ظریف روی سطوح آرایشی در مرحله نقل قول معمولاً این مشکل را حل می کند.
آیا ریخته گری سرمایه گذاری آلومینیوم برای قطعات حاوی فشار مناسب است؟
بله، مشروط بر اینکه ریخته گری به درستی برای انجماد جهتی طراحی شده باشد و در صورت نیاز، از طریق آزمایش اشعه ایکس یا فشار تأیید شود، ریخته گری های سرمایه گذاری آلومینیوم به طور معمول برای منیفولدهای هیدرولیک و محفظه های پمپ که باید فشار داخلی را بدون نشتی نگه دارند، استفاده می شود.
چه مدت طول می کشد تا اولین نمونه ریخته گری موم آلومینیومی تهیه شود؟
با استفاده از یک الگوی جایگزین موم پرینت سه بعدی به جای ابزار سخت، اولین نمونه اغلب در 1 تا 2 هفته تولید می شود. با ابزارهای تزریق معمولی، 4 تا 6 هفته برای ساخت ابزار قبل از ریختن اولین پوسته زمان بگذارید.
