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鋳造は最も古い製造方法の1つです、初期のプロセスは数千年前にさかのぼり、現代のプロセスは1893年頃にさかのぼります。それ以来、鋳造方法と技術は大幅に改善されましたが、基本的な原理は変わりません。基本的に、溶融した材料はプリフォームキャビティまたは金型に流し込まれ、そこで冷却されて目的の形状に固化します。LSは、部品や製造仕様に応じて異なる鋳造方法を使用します。現代の業務で使用される最も一般的な鋳造プロセスの1つは、インベストメント鋳造です。このガイドでは、インベストメント鋳造の基本、そのプロセスとアプリケーションの詳細。その利点、制限、およびアプリケーションを理解することで、メーカーは、このアプローチが生産ニーズを満たしているかどうかをより適切に評価できます。
インベストメント鋳造とは何ですか?
インベストメント鋳造、別名ロストワックス鋳造または精密鋳造は、主に複雑な形状、正確な寸法、滑らかな表面を持つ金属部品を製造するために使用される高度な鋳造プロセスです。主な原則は、可融性材料(ワックス、プラスチックなど)を使用して、最初にプロトタイプモデルを最終鋳造の形状と一致するようにし、次にモデルの表面を耐火材料で複数回コーティングして強力なシェルを形成することです。金型シェルが十分に強力になると、内部のプロトタイプモデルが溶融して加熱によって排出され、中空の耐火キャビティが残ります。最後に、溶融金属がキャビティに注がれます。金属が冷えて固まった後、シェルを壊して取り出すことができます複雑な形状と高精度の金属鋳物.
インベストメント鋳造は、高精度、高品質、複雑構造の鋳物を製造する能力があるため、航空宇宙、医療機器、自動車産業、精密機器、その他の分野で広く使用されています。これにより、設計者は、従来の鋳造方法では達成が難しい複雑な幾何学的形状を作成しながら、寸法精度と鋳物の表面品質.現代産業に欠かせない精密製造技術です。
インベストメント鋳造プロセスのステップは何ですか?
ザインベストメント鋳造プロセスは、高精度、高複雑性、優れた表面品質で知られており、特に小さく複雑な形状の金属部品の製造に適しています。ただし、このプロセスは比較的複雑でコストがかかるため、通常、鋳造品質に厳しい要件があるアプリケーションで使用されます。以下では、インベストメント鋳造プロセスの学習と理解に焦点を当てており、これには主に次の手順が含まれます。
ステップ1:ダイの作成
プロセスの最初のステップは、目的のワークピースのダイまたはパターンを作成することです。パターンはワックスで作られています。を使用してダイスに流し込むことができます射出成形、ワックスのブロックから手で彫られた、またはを使用して印刷された3Dプリンターそして適切なワックス材料。
ステップ2:ワックスパターンの取り付け
インベストメント鋳造工具複数のワックスパターンを作成し、これらを「ゲート」デバイスに取り付ける必要があります。この装置は、金属または他の材料が注がれて、最終的に目的のワークピースが作成される場所です。
ステップ3:ツリーの組み立て
ツリーアセンブリは、「ゲート」デバイスへのワックスパターンの取り付けを終了します。このステップでは、個々のワックスパターンが基本的に「枝」であり、プロセスが完了すると1つの完成したワークピースになるため、ツリーと呼ばれます。新しいボードゲームで、使用前にピースを取り外す必要があるツリーアセンブリを見たことがあるかもしれません。
ステップ4:シェルモールディング
ツリーがアセンブルされたら、次のステップはシェル鋳造その周り。まず、木をセラミックスラリーに浸します。次に、細かい砂の漆喰に浸します。成形品は、使用する前に完全に乾燥させる必要があります。これらの 2 つのプロセスは、金型が鋳造応力を処理するのに十分な厚さになるまで、複数回完了できます。
ステップ5:ワックスの除去
目的の材料を新しく注ぐことができる前にシェルモールド、ワックスパターンを最初に取り外す必要があります。これは、多くの場合、オーブン内でワックスを加熱することによって行われます。蒸気はワックスを加熱するためにも使用できます。型を逆さまにして置くと、液体ワックスがそこから流れ出て、新しいワックスパターンを作成するために再利用できます。ワックス除去の代替プロセスは、ワックスを加熱して「燃え尽き」、シェル状の鋳物から完全に除去することです。
ステップ6:モールドキャスティング
ワックスが取り除かれた後、正式なワックスパターンの形をしたシェルドキャスティングの内側にオープンスペースがあります。溶融金属または別の液体材料が鋳物に注がれます。材料は、完全に冷却されて固まるまで鋳物に残ります。
ステップ7:鋳物の金型からの取り外し
売却は通常、鋳物を離型するために金型をハンマーで叩くことによって行われます。金型から金属鋳物を分離する他の方法には、ウォータージェット、メディアブラスト、振動、および金型の化学的溶解が含まれます。その後、スプルー、ランナー、その他のゲートシステムコンポーネントは分別され、リサイクルされます。
ステップ8 :後処理操作
インベストメント鋳造プロセスでは、通常、その後の機械加工は必要ありません。ただし、結果が期待どおりでない場合は、鋳造品を使用する前に表面仕上げ作業が必要になる場合があります。通常、工作機械による表面研削は、表面欠陥の研磨とトリミングに適しています。それにもかかわらず、状況によっては、ハンドツーリングなどの他の仕上げプロセス、溶接、油圧矯正が必要な場合があります。
ダイカストとインベストメント鋳造の比較可能性
| パラメーター | キャスティング | インベストメント鋳造 |
|---|---|---|
| デザインと複雑さ | 複雑なデザイン、細いパーティション、アンダーカット、厳しい公差の部品に適しています。それにもかかわらず、インベストメント鋳造ほど高度な部品を製造することはできません。 | 設計の柔軟性が向上し、高度な形状を堅牢にし、正確な寸法、高度な形状、薄肉部品を取得できます。 |
| 製造数量と価格効果 | 大量生産の実行に対してよりコスト効率が高くなります。販売量の増加は、規模の経済の結果として、単位当たりの価格の低下につながります。 | その非常にハンドブックのプロセスの結果として、より高価です。それにもかかわらず、大量の実行には費用対効果が高い場合があります。 |
| 寸法精度と床端 | 寸法精度と床端が良好な部品を製作します。鋳物が小さいほど、寸法精度は高くなります。 | 優れた寸法精度と素晴らしい床面仕上げを実現します。 |
| 金型の利用と再利用性 | ダイカストの金型は、長期間使用するように設計されている場合があり、時間の経過とともに予備的な過剰な値を相殺する可能性があります。 | 特徴的な鋳造を行うたびに、ワックスパターンを提供するための新しいダイが必要です。使用したワックスは、多くの場合、再利用のために回収できます。 |
インベストメント鋳造プロセスで使用される材料
インベストメント鋳造プロセスは、さまざまなアプリケーションの要求を満たすためにそれぞれが特定の特性のために選択された、幅広い金属や合金を扱う柔軟性で有名です。一般的に使用される材料は次のとおりです。
| 材料 | プロパティ | 環境適合性 | コストに関する考慮事項 | アプリケーション |
|---|---|---|---|---|
| ステンレススチール | 高強度、耐食性、耐久性 | 過酷な環境、高温に最適 | より高価で、メンテナンスの手間がかからない | 自動車部品、医療機器、ゴルフクラブヘッド |
| 炭素鋼 | 高強度、良好な被削性 | 一般的な環境に適しており、耐食性が低い | 費用 対 効果 | 自動車部品、機械、建設用ハードウェア |
| アルミニウム合金 | 軽量、優れた強度対重量比、耐食性 | 重量に敏感な環境に適しており、優れた耐食性を備えています | 炭素鋼よりも高価 | 航空宇宙、自動車部品、エレクトロニクス |
| 超合金 | 優れた機械的強度、耐クリープ性 | 高温および高腐食環境に最適 | 高コスト、長期耐久性 | ガスタービン、航空宇宙、船舶部品 |
| 銅合金 | 優れた導電性、耐食性 | 電気および海洋環境に適しています | 適度なコスト | 電装部品、配管部品、装飾品 |
| 黄銅 | 優れた機械加工性、耐食性、美的魅力 | 装飾的で耐腐食性のある環境に適しています | 適度なコスト | バルブ、継手、装飾品 |
| 鋳鉄 | 高精度、高強度、耐熱性 | 高強度の用途に適しており、酸性条件で腐食する可能性があります | 手頃 な 価格 | エンジン部品、パイプ、機械 |
| グラス | 透明性、特定の熱特性 | 透明性と耐熱性を必要とする特殊なアプリケーション | 複雑さによるコストの増加 | 光学部品、専用容器、レンズ |
インベストメント鋳造の用途は何ですか?
インベストメント鋳造には幅広い用途がありますは、主に次の側面に反映されます。
- 航空宇宙分野:インベストメント鋳造技術は、非常に高い寸法精度と表面仕上げを達成でき、複雑な形状と高精度が要求される鋳物の製造に特に適しています。航空宇宙分野では、エンジンブレードやタービンディスクなどの主要部品の製造に広く使用されています。これらの部品には、寸法精度と表面品質に対する非常に高い要件があり、インベストメント鋳造技術はこれらのニーズを満たし、部品の性能と信頼性を確保できます。
- 自動車製造分野:自動車製造分野では、インベストメント鋳造技術エンジンブロック、ステアリングギアなどの複雑な形状の部品の製造に使用されます。これらの部品には、精度と表面品質に対する高い要件もあります。インベストメント鋳造技術は、高品質で高精度な鋳造を提供できるため、自動車の性能と信頼性が向上します。
- 医療機器製造:医療分野では、インベストメント鋳造技術は、繊細な医療機器の製造にも使用されていますそしてインプラント。これらの医療機器やインプラントは、使用中の安全性と有効性を確保するために、寸法精度と表面仕上げに対する非常に高い要求があります。インベストメント鋳造技術は、これらのニーズを満たし、医療機器製造用の高品質で高精度な鋳造品を提供できます。
インベストメント鋳造会社を探す
プロジェクトでインベストメント鋳造を使用しようとしている人にとって、適切なパートナーを選択することは非常に重要です。必要かどうかアルミニウム、ステンレス鋼、またはチタンのインベストメント鋳造、あなたの特定のニーズを満たす会社を選ぶことが重要です。
LSでは、インベストメント鋳造サービスのトッププロバイダーです。長年にわたる業界経験と最先端の製造設備により、当社は最も重要な産業用途向けの高品質の堅牢な部品と製品を提供するための知識、スキル、ツールを持っています。インベストメント鋳造とダイカストの違い、または当社のサービスと機能の詳細については、今すぐお問い合わせください.
よくあるご質問(FAQ)
1.インベストメント鋳造の基本原則は何ですか?
基本的なインベストメント鋳造の原則可融性材料(通常はワックス)を使用してプロトタイプの金型を作成し、プロトタイプの金型の表面を耐火材料の複数の層でコーティングして金型シェルを形成することです。モールドシェルを硬化・乾燥させた後、試作型を加熱して溶かし、試作型の形状に対応した中空モールドシェルを得る。最後に、溶融金属が金型シェルに注がれます。溶融金属が冷えて固まった後、モールドシェルが壊れ、鋳物が取り出されます。
2.インベストメント鋳造のプロセスフローはどのようなものですか?
インベストメント鋳造プロセスには、主に次の手順が含まれます:プロトタイプ金型の作成:ワックスまたはその他の可溶性材料を使用して、射出成形、プレスなどを通じてプロトタイプ金型を作成します。耐火材料のコーティング:プロトタイプの金型の表面に耐火材料(シリカゾル、石英砂など)を複数層塗布します。コーティングの各層の後に乾燥と硬化が必要です。プロトタイプの金型を溶かす:耐火物でコーティングされたプロトタイプの金型を焙煎炉に入れ、加熱してプロトタイプの金型を溶かして排出し、中空のシェルを残します。溶融金属の注入:溶融金属(鋼、アルミニウム、銅、その他の合金など)を金型シェルに注ぎ、溶融金属が冷えて固化して鋳物を形成するのを待ちます。鋳物を清掃する:金型のシェルを壊し、鋳物を取り出し、必要な清掃と処理を行います。
3.インベストメント鋳造はどの分野に適していますか?
インベストメント鋳造は、航空宇宙、自動車、医療機器で広く使用されています、産業機械、美術品製造などの分野。特に、高精度、複雑な形状、高性能材料を必要とする部品の製造において、インベストメント鋳造は大きな利点を提供します。
4.インベストメント鋳造の費用はいくらですか?
ザインベストメント鋳造のコストは、主に複雑なプロセスと必要な材料や機器の高コストのために、比較的高くなっています。ただし、高精度で複雑な形状、および高性能が要求される鋳造の場合、インベストメント鋳造の費用対効果は、その後の処理とスクラップ率を減らし、生産効率を向上させることができるため、重要です。
概要
インベストメント鋳造は精密鋳造法ですこれには、可融性モデルの作成、耐火材料のコーティング、失われたモデルの溶融、金型シェルのベーキング、溶融金属の注入が含まれます。金属が冷えて固まった後、鋳物が取り出されます。インベストメント鋳造プロセスは、独自のプロセスと技術により、高精度、高品質、柔軟性の高い金属成形ソリューションを現代の産業に提供しています。このプロセスの継続的な改善と革新により、将来の工業製造におけるその適用と開発がさらに促進されます。
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資源
https://en.wikipedia.org/wiki/Investment_casting
