Amikor egy tervezéshez belső hűtőcsatornákra, bonyolult alávágásokra vagy ultravékony falakra van szükség, a mérnökök gyakran falba ütköznek a hagyományos gyártással. A CNC-megmunkálás költsége-tiltó a szerszámhozzáférési korlátok miatt, és a több-részes összeállítások nemkívánatos meghibásodási pontokat okoznak.
Ez az a pont, ahol a precíziós öntés (különösen a befektetési öntés) különbözik egymástól. Ahelyett, hogy a kivonó gyártás törvényei ellen harcolna, a precíziós öntés a folyadékdinamikát használja fel, hogy "közeli -nettó-alakú" alkatrészeket hozzon létre, amelyeket egyébként lehetetlen előállítani.
Mi határozza meg a „komplex geometriát” a modern gyártásban?
Az öntödében olyan jellemzőkre utal, amelyek megkérdőjelezik a vágószerszámok vagy a merev formák fizikai korlátait.
Belső járatok: ívelt csatornák vagy üreges belső terek, amelyeket folyadék- vagy gázáramlásra használnak (gyakran a szivattyú járókerekeiben és elosztóiban).
Mély alámetszések: Olyan mélyedések, amelyeket egy 3 vagy akár 5 tengelyes CNC-szerszám egyszerűen nem ér el többszöri beállítás nélkül.
Vékony-falú szerkezetek: Akár 0,8–1,5 mm vékony jellemzők, amelyek magas szerkezeti integritást igényelnek.
Organikus kontúrok: Aerodinamikus vagy ergonomikus formák a turbinalapátokban vagy az orvosi implantátumokban.
Probléma a kivonó módszerekkel: A CNC-megmunkálás egy „látóvonal--folyamat. Ha egy eszköz nem éri el, akkor nem tudja elérni. Míg a 3D nyomtatás megoldja ezt a prototípusok esetében, gyakran nem teljesíti az ipari gyártás anyagtulajdonságait vagy mennyiségi költségigényét.
A befektetési öntés előnye: korlátok nélküli tervezés
A precíziós öntés, más néven elveszett{0}}viasz eljárás, viaszmintázat köré épített kerámiahéjat használ. Mivel az öntőforma az alkatrész körül jön létre, majd letörik, megkerüli a homoköntéssel és a megmunkálással kapcsolatos "huzatszög" és "szerszámhoz való hozzáférés" korlátait.
Teljesítmény-összehasonlítás: Precíziós öntés vs. Alternatívák
|
Tényező |
Precíziós öntés |
CNC megmunkálás |
Homoköntés |
|
Geometria szabadság |
Kiváló (legmagasabb) |
Szerszámút korlátozza |
Mérsékelt (vázlat szükséges) |
|
Belső jellemzők |
Bonyolult és sima |
Rendkívül nehéz |
Korlátozott (magok szükségesek) |
|
Felületi kikészítés (Ra) |
3.2 – 6.3 µm |
0.8 – 3.2 µm |
12.5 – 25 µm |
|
Anyaghulladék |
Minimális (Net{0}}közel) |
Magas (forgács/hulladék) |
Mérsékelt |
|
Előzetes szerszámozás |
Mérsékelt |
Nincs (alacsony hangerő) |
Alacsony |
A 3 legfontosabb ok, amiért érdemes a precíziós öntvényt választani összetett alkatrészekhez
Részkonszolidáció (az "összeszerelési adó" csökkentése)
A gyártás egyik legnagyobb "rejtett" költsége az összeszerelés. Egy összetett szeleptest, amely korábban három megmunkált alkatrészt, öt csavart és két tömítést igényelt, gyakran önthető egyetlen, monolitikus alkatrészként.
Az eredmény: kevesebb hibapont, kisebb súly és nulla összeszerelési munka.
Anyagok sokoldalúsága nagy{0}}teljesítményű ötvözetek számára
Ellentétben a présöntéssel, amely nagyrészt nem-vasfémekre, például alumíniumra és cinkre korlátozódik,precíziós öntéskiemelkedik:
Rozsdamentes acélok (316L, 17-4PH): A korrózióállóság és a szilárdság érdekében.
Szuperötvözetek (Inconel, Hastelloy): Extrém hőséghez repülésben.
Szénacélok és ötvözött acélok: Masszív ipari alkalmazásokhoz.
Méretpontosság (CT4–CT6 szabványok)
Gyakran látjuk, hogy az ügyfelek meglepődnek azon, hogy a befektetési öntéssel ±0,005 hüvelyk/inch lineáris tűrés érhető el. Bár nem helyettesíti a CNC-t a csapágy illeszkedésénél, gyakran szükségtelenné teszi a másodlagos megmunkálást az alkatrész felületeinek 90%-án.
Gyártható tervezés (DFM): Tippek az öntödei padlóról
A precíziós öntés előnyeinek maximalizálása érdekében a tervezőknek figyelembe kell venniük a következő „szakértői{0}}szintű” DFM-elveket:
Egységes falvastagság
A "zsugorodási" hibák elkerülése érdekében kerülje a hirtelen átmeneteket vastagról vékonyra. Ha átmenetekre van szükség, használjon nagyvonalú sugarakat.
01
Filé és sugarak
Az éles sarkok feszültségkoncentrátorok. A minimális 0,5 mm-es - 1.0 mm-es sugár javítja a fém áramlását és a héj szilárdságát.
02
Lyukmélységek
Alapszabály, hogy az öntött furat mélysége nem haladhatja meg az átmérőjének kétszeresét. Mélyebb furatok esetén a másodlagos fúrás gyakran költséghatékonyabb-.
03
Tolerancia-valóságellenőrzés
Csak akkor adjon meg szűk tűrést, ha azok működőképesek. A nem-kritikus funkciók túl-tűrése megnöveli a selejtezési arányt és az egy-alkatrészköltséget.
04
Költségelemzés: Mikor térül meg a befektetés?
Míg a kezdeti viaszbefecskendező szerszám előzetes költséget jelent (általában 2000–10 000 USD, a bonyolultságtól függően), a teljes birtoklási költség (TCO) jelentősen csökken 100 és 5000 darab közötti mennyiségnél.
Alacsony hangerő (<50 pcs): CNC or 3D printing is usually cheaper.
Közepes és nagy térfogat: A precíziós öntés nyer az anyagpazarlás csökkentésével (különösen a drága ötvözetek, például a kobalt esetében) és a másodlagos munka kiküszöbölésével.
Valós{0}}alkalmazások
miért minket válasszon
Csodálatos a Creative-vel dolgozni. elképesztően szervezett, könnyű vele kommunikálni. érzékeny a következő iterációkra, és gyönyörű munka.
Repülőgép
Tüzelőanyag-fúvókák összetett belső szórási mintákkal.
Orvosi
Ortopédiai implantátumok bio{0}}kompatibilis szerves formákkal.
Autóipar
Turbófeltöltő házak és{0}}nagy teljesítményű kipufogócsonkok.
Energia
Turbinalapátok energiatermeléshez, amelyeknek ellenállniuk kell a nagy centrifugális erőknek.
GYIK
K: A precíziós öntéssel nulla -húzási szög érhető el?
V: Igen. A homok- vagy présöntéssel ellentétben a befektetett öntőformák kerámiából készülnek, és az öntés után letörnek, így nulla-huzatot és mély alámetszéseket tesznek lehetővé, amelyeket lehetetlen „kihúzni” egy állandó formából.
K: Milyen a felületkezelés a 3D nyomtatáshoz képest?
V: A legtöbb ipari fém 3D-nyomat (DMLS) viszonylag durva "homokos" felülettel rendelkezik. A precíziós öntés sokkal simább öntési felületet biztosít (Ra 3,2 µm), ami gyakran elfogadható a nem illeszkedő felületeken további polírozás nélkül.
K: Lehetséges belső szálakat önteni?
V: Bár technikailag lehetséges, ritkán ajánlott. A menetek öntése általában rossz illeszkedést eredményez a fém zsugorodása miatt. A pontosság érdekében általában azt javasoljuk, hogy öntsd be a kiemelkedést, és a meneteket CNC-n keresztül ütögesd meg.
K: Mi a tipikus átfutási idő a precíziós öntéshez a CNC vagy 3D nyomtatáshoz képest?
V: A precíziós öntéshez viaszszerszám (matrica) gyártása szükséges, ami az alkatrész összetettségétől függően általában 4–8 hetet vesz igénybe. Ez az előzetes átfutási idő hosszabb, mint a CNC (nap) vagy a 3D nyomtatás (óra) az első darabnál. A szerszámozás befejezése után azonban a gyártási idő tételenként 2–4 hét.
K: A precíziós öntvények hőkezelhetők vagy hegeszthetők öntés után?
V: Igen. Sok precíziós öntvényen megy keresztül az öntés utáni hőkezelés -(pl. oldatos izzítás, öregítés) a mechanikai tulajdonságok - javítása érdekében, különösen a rozsdamentes acélok (17-4PH, 316L) és szuperötvözetek (Inconel) esetében. A hegesztés javítás vagy összeszerelés esetén is lehetséges, de ezt mielőbb meg kell beszélni az öntödével.