Кастингът е стар и универсален производствен процес, който позволява да се произвеждат сложни метални компоненти с различни форми и размери. Сред тези различни процеси на кастинг, инвестиционният кастинг (известен също като кастинг на загубени вози) се откроява с прецизността и гъвкавостта си. Въпреки това, други методи като леене на пясък, леене на матрици и постоянно леене на плесени доминират в специфична индустрия. Тази статия изследва главно как инвестиционното кастинг се сравнява с други методи за леене по отношение на сложността на процеса, разходите, точността, съвместимостта на материалите и приложенията.
Инвестиционно леене
Инвестиционното леене включва създаване на восък или 3D отпечатан модел, покриване с керамична обвивка, разтопяване на восъка и наливане на разтопен метал в кухината. След втвърдяване керамичната обвивка ще бъде отчупена, за да разкрие последната част. Този метод е известен с това, че произвежда сложни геометрии с тесни допустими отклонения и гладка повърхностна обработка. Инвестиционното леене се използва широко в аерокосмическото пространство, медицински изделия, автомобилни индустрии и други.
Сравнение с други методи за кастинг
1. Пясъчно леене
Пясъчното леене използва разходни пясъчни форми, образувани около модел. След изливане на метал, формата се унищожава, за да се извлече частта.
Предимства:
- Ниска цена Големите части и количеството на производството могат да бъдат от ниско до средно.
- Подходящ за различни големи части (напр. Части от двигателя, корпуси на помпата).
- Може да се слее с повечето метали, като желязо, стомана, алуминий и т.н.
Ограничения:
- Повърхностното покритие и точността на размерите са лоши.
- Дизайнът е ограничен поради ограниченията на формата.
Сравнение:
Инвестиционното леене се представя по -добре от пясъчното леене в точност и качество на повърхността, но не е за прости и големи части. Но пясъчното леене все още е идеално за тежки индустриални приложения, тъй като изискването за прецизност е второстепенно.
2. Кастинг
Силите за леене на матрици, разтопени метали под високо налягане на стоманени форми за многократна употреба, които обикновено се използват за невъоръжени метали като цинк, алуминий и магнезий.
Предимства на кастинга:
- Висока скорост на производство.
- Отлична размерена консистенция и гладки повърхности.
- Изисква се минимална след обработка.
Ограничения:
- Високи разходи за инструменти на ранен етап, което го прави жизнеспособен само за масово производство.
- Ограничен до тези метали с ниски точки на топене.
- Това ще доведе до проблеми с отвора на въздуха поради захващане на въздуха.
Сравнение:
В сравнение с инвестиционния кастинг, кастингът е по -бърз и по -евтин при масовото производство, но липсва дизайнерската гъвкавост на инвестиционния кастинг. Инвестиционното леене поддържа по-сложна форма и високотемпературни сплави (като титан, високотемпературни сплави), което го прави неизбежен за авиационните турбини.
3. Постоянно леене на плесен
Подобно на леене на матрици, но постоянното леене на плесен използва гравитация или ниско налягане, за да запълни метални форми за многократна употреба. Често е подходящ за алуминиеви и медни сплави.
Предимства:
- Постоянното леене на плесен има по -добро повърхностно покритие и точност от пясъчното леене.
- Цената на постоянното леене на плесени е по -ниска от тази на инвестиционното леене при средно производство.
Ограничения:
- Постоянното леене на плесени е ограничено до по -проста форма в сравнение с леенето на инвестиции.
- Разходите за инструменти за постоянно леене на плесени са по -високи от леенето на пясък.
Постоянното леене на плесен поддържа баланс между пясъчен и инвестиционен леене, но не може да постигне същото ниво на детайлност. Инвестиционният кастинг все още има предимство в производството на тънка или сложни основни части.
4. Центробежен кастинг
В центробежния процес на леене разтопеният метал се излива във въртяща се форма, като се използва центробежна сила за запълване на кухината. Той е идеален за изработка на цилиндрични части като тръби и пръстени.
Предимства:
- Центробежният леене има структури без дефекти, без дефекти.
- Центробежният леене е подходящ за симетрични части.
Ограничения:
- Центробежното леене е ограничено до осесиметрични форми.
- По -малка гъвкавост на дизайна в сравнение с инвестиционния леене.
В сравнение с инвестиционния кастинг, центробежният кастинг се представя добре в специфични форми, но липсва гъвкавост на инвестиционното леене в сложни, асиметрични части.
Ключов стандарт за избор на метод
- Сложност: Инвестиционният кастинг може да произведе сложни близо до нетни форми на части с фини детайли.
- Повърхностно покритие: Кастингът на Die и инвестициите поддържат най -добрата външност, но инвестиционното кастинг може да избегне проблем с въздушната дупка, наблюдаван при леене на матрици.
- Гъвкавост на материала: Инвестиционното леене поддържа високоефективни сплави като Inconel, Titanium), докато леенето на матрици и постоянното леене на плесен са ограничени до метали с по-ниска промяната.
- Разходи:
А. Охлаждане: Разходите за инструменти за леене на пясък е най -ниската, докато най -високото леене на матрица.
b.per единица: Инвестиционният кастинг е икономичен за малко количество (<1,000 units), but die casting is cheaper in mass production.
В. Предаване на времето: Инвестиционният леене изисква създаване на модел и черупка, което води до по -дълги времена на олово, отколкото леене на пясък или умиране.
БъдещеТенденции
Напредъкът в 3D печат е напълно променящ се инвестиционния кастинг. Отпечатаните модели на восък или смола премахват необходимостта от физически форми, намалявайки разходите и време за прототипиране. Хибридният метод, съчетаващ инвестиционния леене и производството на добавки, разширява възможностите за проектиране, като същевременно поддържа металургични ползи.
Заключениена различен кастинг
Неизпълнената точност и гъвкавост на инвестиционния кастинг го правят предпочитаният метод за части с висока стойност в взискателните индустрии. Въпреки това, леенето на пясък, леенето на матрици и постоянното леене на плесени запазват предимствата на ефективността на разходите за по-прости, голям обем части. Решението в крайна сметка зависи от сложността на частта, материалните изисквания, обема на производството и бюджета. С развитието на технологията интегрирането на цифрови инструменти с традиционни методи за кастинг обещава допълнително да размие границите между тези процеси на леене, предлагайки на производителите по -голяма гъвкавост от всякога.