Koja je razlika između tradicionalnog investicionog livenja i 3D štampanog livenja?

Kao dobavljač livenja za ulaganje, iz prve ruke sam bio svedok evolucije tehnika livenja tokom godina. Tradicionalno livenje po ulaganjima je dugo bio kamen temeljac u prerađivačkoj industriji, ali pojava 3D štampanog livenja preoblikuje način na koji pristupamo ovom prastarom procesu. U ovom blogu ću se pozabaviti razlikama između ove dvije metode, naglašavajući njihove jedinstvene karakteristike, prednosti i ograničenja.

Tradicionalni investicioni livenje

Tradicionalno livenje po investiciji, opšte poznato kaoLost Wax Casting, ima istoriju koja seže hiljadama godina unazad. Proces počinje stvaranjem glavnog uzorka, obično napravljenog od voska ili sličnog materijala. Ovaj uzorak je tačna replika završnog dijela koji će biti izliven. Vješti zanatlije koriste različite alate kao što su noževi za rezbarenje, kalupi i strugovi za oblikovanje voštanog uzorka s visokom preciznošću.

Kada je glavni uzorak spreman, više kopija se proizvodi ubrizgavanjem voska u kalup. Ovi voštani uzorci se zatim pričvršćuju na centralni voštani vod kako bi se formirala struktura nalik drvetu. Ovaj sklop se zatim više puta uranja u keramičku smjesu, omogućavajući slojevima keramike da se nakupe oko uzoraka voska. Svaki sloj se ostavlja da se osuši prije nanošenja sljedećeg, stvarajući tvrdu keramičku školjku.

Sljedeći ključni korak je proces deparavanja. Keramička školjka koja sadrži voštane uzorke stavlja se u peć i zagrijava na visoku temperaturu. Vosak se topi i cijedi kroz male rupice na ljusci, ostavljajući iza sebe šupljinu u točnom obliku željenog dijela. Nakon što se vosak ukloni, keramička školjka se peče na još višoj temperaturi kako bi se ojačala.

Na kraju, rastopljeni metal se sipa u prethodno zagrijanu keramičku školjku. Metal ispunjava šupljinu koju je ostavio vosak i poprima svoj oblik. Nakon što se metal ohladi i očvrsne, keramička školjka se lomi, a liveni dio se uklanja. Dio zatim prolazi kroz procese završne obrade kao što su brušenje, poliranje i strojna obrada kako bi se postigla potrebna završna obrada površine i točnost dimenzija.

Jedna od ključnih prednosti tradicionalnog livenja je njegova sposobnost proizvodnje delova sa odličnom završnom obradom površine i visokom preciznošću dimenzija. Proces može stvoriti složene geometrije i strukture tankih zidova koje bi bilo teško ili nemoguće postići drugim proizvodnim metodama. Takođe je pogodan za širok spektar metala i legura, uključujućiDio za livenje od legure titana, nerđajući čelik i aluminijum.

Međutim, tradicionalno livenje u investiciju takođe ima neka ograničenja. Proces je radno intenzivan i dugotrajan, posebno kada je u pitanju kreiranje uzoraka voska. Sve promjene u dizajnu dijela zahtijevaju stvaranje novog uzorka voska, što može biti skupo i dugotrajno. Uz to, vrijeme za proizvodnju dijelova pomoću tradicionalnog livenja može biti relativno dugo, što možda nije prikladno za projekte sa kratkim rokovima.

3D - Printed Investment Casting

3D - printano livenje po investiciji je relativno nov pristup koji kombinuje prednosti tehnologije 3D štampanja sa principima tradicionalnog investicionog livenja. Umjesto korištenja voštanih uzoraka, 3D - printani investiciono livenje koristi 3D - odštampane uzorke napravljene od materijala kao što su smola ili plastika.

Proces počinje izradom digitalnog 3D modela željenog dijela pomoću softvera za kompjuterski potpomognuto projektovanje (CAD). Ovaj digitalni model se zatim šalje na 3D štampač, koji gradi uzorak sloj po sloj koristeći različite tehnologije štampanja, kao što su stereolitografija (SLA) ili digitalna obrada svetla (DLP).

Kada se 3D štampani uzorak završi, naredni koraci su slični onima kod tradicionalnog livenja. Uzorak se pričvrsti na sprud i uroni u keramičku smjesu kako bi se stvorila keramička školjka. Školjka se zatim deparazira zagrijavanjem u peći, koja sagorijeva 3D štampani uzorak, ostavljajući šupljinu za rastopljeni metal. Rastopljeni metal se zatim sipa u školjku, a nakon hlađenja i skrućivanja, dio se uklanja i završava.

Jedna od glavnih prednosti 3D štampanog livenja je njegova fleksibilnost u dizajnu. Budući da se uzorci kreiraju pomoću digitalnih modela, lako je napraviti promjene u dizajnu dijela. Ovo omogućava brzu izradu prototipa i iterativna poboljšanja dizajna, smanjujući vrijeme i troškove povezane s promjenama dizajna. 3D - odštampani uzorci se također mogu proizvesti mnogo brže od tradicionalnih voštanih uzoraka, značajno smanjujući vrijeme za proizvodnju dijelova.

Još jedna prednost je mogućnost stvaranja vrlo složenih i zamršenih geometrija koje je teško ili nemoguće postići tradicionalnim uzorcima od voska. Tehnologija 3D štampanja može sa lakoćom proizvesti šare sa unutrašnjim kanalima, podrezima i drugim složenim karakteristikama.

Međutim, 3D štampano livenje za ulaganje takođe ima neke izazove. Materijali koji se koriste za 3D štampane uzorke možda nemaju ista svojstva kao vosak, što može uticati na kvalitet završnog livenog dela. Na primjer, neki 3D štampani materijali mogu ostaviti pepeo ili ostatke tokom procesa devoskanja, koji mogu kontaminirati rastopljeni metal i utjecati na završnu obradu dijela. Dodatno, troškovi opreme i materijala za 3D štampanje mogu biti relativno visoki, posebno za proizvodnju velikih razmera.

Ključne razlike između tradicionalnog i 3D - štampanog livenja

Kreiranje uzorka

Najznačajnija razlika između ove dvije metode leži u procesu kreiranja šablona. Tradicionalno livenje se oslanja na ručni rad i kalupe za stvaranje voštanih uzoraka, što može biti dugotrajno i skupo, posebno za složene dizajne. Nasuprot tome, 3D štampano livenje za ulaganje koristi digitalne modele i tehnologiju 3D štampanja za kreiranje uzoraka, koji se mogu proizvesti brzo i jednostavno uz minimalnu ljudsku intervenciju.

Fleksibilnost dizajna

3D - odštampano livenje po ulaganju nudi veću fleksibilnost dizajna u poređenju sa tradicionalnim livenjem po ulaganju. Uz 3D štampu, dizajneri mogu lako modificirati digitalni model dijela, omogućavajući brzu izradu prototipa i optimizaciju dizajna. U tradicionalnom livenju, sve promjene dizajna zahtijevaju stvaranje novog uzorka voska, što može biti dugotrajan i skup proces.

Lead Time

Vrijeme isporuke za 3D štampano livenje po investiciji je generalno kraće nego kod tradicionalnog livenja. 3D - štampani uzorci mogu se proizvesti za nekoliko sati ili dana, ovisno o veličini i složenosti dijela. Nasuprot tome, stvaranje voštanih uzoraka u tradicionalnom livenju može potrajati nedeljama, posebno za velike ili složene delove.

Troškovi

Struktura troškova ove dvije metode također se razlikuje. Tradicionalno livenje ima relativno visoke prvobitne troškove povezane sa stvaranjem voštanih uzoraka i kalupa. Međutim, za proizvodnju velikih razmjera, cijena po dijelu može biti relativno niska. 3D štampano livenje za ulaganje ima niže prve troškove jer nema potrebe za kreiranjem kalupa. Međutim, troškovi opreme i materijala za 3D štampanje mogu je učiniti skupljim za proizvodnju velikih količina.

Završna obrada i kvaliteta

I tradicionalno i 3D štampano livenje po ulaganju može proizvesti delove sa visokom završnom obradom i kvalitetom. Međutim, tradicionalno livenje u investicionom obliku ima dugu reputaciju u proizvodnji delova sa odličnom završnom obradom površine zahvaljujući upotrebi voštanih uzoraka. Kod 3D štampanog livenja za ulaganje, na kvalitet završne obrade mogu uticati svojstva 3D štampanih materijala i proces devoštanja.

Zaključak

Zaključno, i tradicionalno livenje po ulaganjima i 3D štampano livenje za ulaganje imaju svoje jedinstvene prednosti i ograničenja. Tradicionalno livenje pod uloškom je dobro uspostavljen proces koji nudi odličnu završnu obradu površine i visoku preciznost dimenzija, što ga čini pogodnim za širok spektar primena. Međutim, to je radno - intenzivno, dugotrajno i možda nije najbolji izbor za projekte sa kratkim rokovima ili čestim promjenama dizajna.

S druge strane, 3D štampano livenje za ulaganje nudi veću fleksibilnost dizajna, kraće vremensko trajanje i niže početne troškove. To je idealno rješenje za brzu izradu prototipa i proizvodnju malih do srednjih obima. Međutim, suočava se i sa izazovima vezanim za svojstva 3D - štampanih materijala i cenu opreme i materijala.

Kao dobavljač livenja za ulaganje, razumemo važnost odabira prave metode livenja za svaki projekat. Posvećeni smo pružanju naših kupaca najprikladnijim rješenjem na osnovu njihovih specifičnih zahtjeva, bilo da se radi o tradicionalnom livenju ili 3D štampanom livenju. Ako tražite visokokvalitetne livene dijelove, pozivamo vas dakontaktirajte nasza detaljnu diskusiju o vašem projektu. Naš tim stručnjaka blisko će sarađivati ​​s vama kako bi razumio vaše potrebe i pružio vam isplativo i efikasno rješenje za livenje.

Reference

• ASM priručnik, svezak 5: Casting, ASM International.
• "Tehnologija investicionog livenja" Petera F. Moona.
• Različiti industrijski izvještaji i istraživački radovi o investicionom livenju i 3D štampanju.