Liešana ir vecs un daudzpusīgs ražošanas process, kas ļauj ražot sarežģītus metāla komponentus ar dažādām formām un izmēriem. Starp dažādiem liešanas procesiem investīciju liešana (pazīstama arī kā zaudēto vaska liešana) izceļas ar tās precizitāti un elastību. Tomēr konkrētajā nozarē dominē citas metodes, piemēram, smilšu liešana, liešana un pastāvīga pelējuma liešana. Šajā rakstā galvenokārt tiek pētīts, kā investīciju liešana salīdzina ar citām liešanas metodēm procesa sarežģītības, izmaksu, precizitātes, materiālu savietojamības un lietojumprogrammu ziņā.
Investīciju liešana
Investīciju liešana ietver vaska vai 3D drukāta raksta izveidi, pārklāšanu ar keramikas apvalku, vaska izkausēšanu un izkausēta metāla ieliešanu dobumā. Pēc sacietēšanas keramikas apvalks tiks sadalīts, lai atklātu pēdējo daļu. Šī metode ir pazīstama ar sarežģītu ģeometriju ražošanu ar stingrām pielaidēm un vienmērīgu virsmas apstrādi. Investīciju liešanu plaši izmanto kosmiskajā aviācijas, medicīnas ierīcēs, automobiļu rūpniecībā un citur.
Salīdzinājums ar citām liešanas metodēm
1. Smilšu liešana
Smilšu liešanā tiek izmantotas izdevīgas smilšu veidnes, kas veidojas ap rakstu. Pēc metāla ieliešanas veidne tiek iznīcināta, lai iegūtu daļu.
Priekšrocības:
- Zemas izmaksas lielās daļas un ražošanas daudzums var būt no zema līdz vidējam.
- Piemērots dažādām lielām daļām (piemēram, motora detaļas, sūkņu korpusi).
- Var sakausēt ar lielāko daļu metālu, piemēram, dzelzi, tēraudu, alumīniju un tā tālāk.
Ierobežojumi:
- Virsmas apdare un izmēru precizitāte ir slikta.
- Dizains ir ierobežots pelējuma ierobežojumu dēļ.
Salīdzinājums:
Investīciju liešana darbojas labāk nekā smilšu liešana precizitātē un virsmas kvalitātē, bet tā nav vienkāršām un lielām daļām. Bet smilšu liešana joprojām ir ideāli piemērota smagas rūpniecības lietojumprogrammām, jo precizitātes prasība ir sekundāra.
2. Die liešana
Die liešanas spēki izkausē metālu zem augsta spiediena atkārtoti lietojamās tērauda veidnēs, kuras parasti izmanto nekrāsainiem metāliem, piemēram, cinka, alumīnija un magnija.
Die liešanas priekšrocības:
- Liels ražošanas ātrums.
- Lieliska izmēru konsistence un gludas virsmas.
- Nepieciešama minimāla pēcapstrāde.
Ierobežojumi:
- Augstas instrumentu izmaksas agrīnā stadijā, padarot to dzīvotspējīgu tikai masveida ražošanai.
- Ierobežots ar šiem metāliem ar zemiem kušanas punktiem.
- Tas radīs gaisa caurumu problēmas gaisa ieslodzījuma dēļ.
Salīdzinājums:
Salīdzinot ar investīciju liešanu, die liešana ir ātrāka un lētāka masveida ražošanā, taču tai trūkst investīciju liešanas dizaina elastības. Investīciju liešana atbalsta sarežģītāku formu un augstas temperatūras sakausējumus (piemēram, titānu, sakausējumus ar augstu temperatūru), padarot to neizbēgamu aviācijas turbīnām.
3. Pastāvīga pelējuma liešana
Līdzīgi kā liešana, bet pastāvīgā pelējuma liešana izmanto smagumu vai zemu spiedienu, lai piepildītu atkārtoti lietojamas metāla veidnes. Tas bieži ir piemērots alumīnija un vara sakausējumiem.
Priekšrocības:
- Pastāvīgai pelējuma liešanai ir labāka virsmas apdare un precizitāte nekā smilšu liešanai.
- Pastāvīgās pelējuma liešanas izmaksas ir zemākas nekā ieguldījumu liešanai vidējā ražošanā.
Ierobežojumi:
- Pastāvīgā pelējuma liešana ir ierobežota ar vienkāršāku formu, salīdzinot ar ieguldījumu liešanu.
- Pastāvīgās pelējuma liešanas izmaksas ir augstākas nekā smilšu liešana.
Pastāvīgā pelējuma liešana saglabā līdzsvaru starp smiltīm un investīciju liešanu, bet nevar sasniegt tādu pašu detaļu līmeni. Investīciju liešanai joprojām ir priekšrocība, veidojot plānas sienas vai sarežģītas galvenās daļas.
4. Centrbēdzes liešana
Centrbēdzes liešanas procesā izkausētu metālu ielej rotējošā veidnē, dobuma piepildīšanai izmantojot centrbēdzes spēku. Tas ir ideāli piemērots cilindriskas daļas, piemēram, caurules un gredzenus.
Priekšrocības:
- Centrbēdzes liešanai ir augsta blīvuma, bez defektiem.
- Centrbēdzes liešana ir piemērota simetriskām detaļām.
Ierobežojumi:
- Centrbēdzes liešana ir ierobežota ar asimetriskām formām.
- Mazāka dizaina elastība salīdzinājumā ar ieguldījumu liešanu.
Salīdzinot ar investīciju liešanu, centrbēdzes liešana labi darbojas īpašās formās, bet tai trūkst investīciju liešanas daudzpusības sarežģītās, asimetriskās daļās.
Galvenais metožu izvēles standarts
- Sarežģītība: Investīciju liešana var radīt sarežģītas neto formas detaļas ar smalkām detaļām.
- Virsmas apdare: Die liešanas un investīciju liešana atbalsta labāko izskatu, bet investīciju liešana var izvairīties no gaisa caurumu problēmām, kas novērota die liešanā.
- Materiāla elastība: Investīciju liešana atbalsta augstas veiktspējas sakausējumus, piemēram, Inconel, Titanium), savukārt Die liešana un pastāvīgā pelējuma liešana ir ierobežota ar zemāku kausēšanas punktu metāliem.
- Izmaksas:
A.: Smilšu liešanas instrumentu izmaksas ir viszemākās, vienlaikus ar visaugstāko liešanu.
b.per vienība: Investīciju liešana ir ekonomiska mazam daudzumam (<1,000 units), but die casting is cheaper in mass production.
C. Laiks: Investīciju liešanai nepieciešama modeļa un čaumalas radīšana, kā rezultātā tiek veikts ilgāks sagatavošanās laiks nekā smiltis vai die liešana.
NākotneTendences
3D drukāšanas attīstība pilnībā maina ieguldījumu liešanu. Iespiesti vaska vai sveķu raksti novērš nepieciešamību pēc fiziskām veidnēm, samazinot izmaksas un prototipēšanas laiku. Hibrīda metode, kas apvieno ieguldījumu liešanu un piedevu ražošanu, paplašina dizaina iespējas, vienlaikus saglabājot metalurģiskos ieguvumus.
Secinājumsdažādu liešanu
Investīciju liešanas nepārspējamā precizitāte un daudzpusība padara to par vēlamo metodi augstvērtīgām detaļām prasīgajās nozarēs. Tomēr smilšu liešana, liešana un pastāvīga pelējuma liešana saglabā rentabilitātes priekšrocības vienkāršākām, liela apjoma detaļām. Galu galā lēmums ir atkarīgs no daļas sarežģītības, materiālo prasībām, ražošanas apjoma un budžeta. Izstrādājot tehnoloģiju, digitālo rīku integrācija ar tradicionālajām liešanas metodēm sola vēl vairāk izjaukt robežas starp šiem liešanas procesiem, piedāvājot ražotājiem lielāku elastību nekā jebkad agrāk.