导演吉姆·麦吉尼FS精密技术加利福尼亚州兰乔·多明格斯(Rancho Dominguez)
最新的熔模铸造是古代和现代技术的成功结合。
由于熔模铸造是4000年前发明的，你可能会认为它是一种完全成熟的金属成型工艺。然而，熔模铸造是适应性强的，很容易将自己用于诸如三维建模、数值凝固模拟和快速原型等现代制造技术，简化了今天的制造周期。它与机械加工和锻造是平等的，同时仍然保持其关键的历史优势，能够形成高度复杂的零件。
古人以如此精细的细节铸造珠宝、雕像和艺术作品，在珠宝商的放大镜下才能最好地欣赏它们。四千年后，同样的能力将OEM设计师吸引到了熔模铸造上:那些无法用更传统的制造方法(甚至cnc)在经济上或实际上做出来的形状可以用熔模铸造。诸如标识、标识文本和表面纹理等细节可以投射到零件的主体中。限制其他铸造形式的牵伸角度不适用。形状的选择几乎是无限的。
它是如何工作的
利用零件的三维CAD模型(修正以补偿凝固过程中的金属收缩)，投资铸锭机一个注塑模腔复制零件几何形状。专门的蜡被注入到腔内以形成零件图案(图1)。图案被复制多少次就有多少件要制造。这些图案被排列成“树”状，然后涂上多层陶瓷浆，形成一个能够接受熔融金属的“外壳”。一旦蜡从树上融化，陶瓷就会被烧成一个坚固的外壳，在陶瓷外壳中留下空腔。在这些外壳中注入了钢、钴、钛、镍、锆和许多其他合金。
图1:熔模铸造从数控加工的模具开始，使用零件CAD。将特殊的蜡注入模具腔内形成零件图案。使用蜡门、浇道和下浇道，将多个蜡模式(蜡焊接)构建成一棵树。这棵树被“投资”了多层陶瓷泥浆，在图案周围形成一个外壳。蜡油从炮弹中熔化，炮弹被点燃，留下空隙，熔化的金属被注入其中。冷却后，剥去外壳，从树上切下零件。
当熔化的金属冻结时，从外壳中出来的是一些复杂的部件，如渐开线、内部通道弯曲的流形、螺旋形和独特的结构，如涡轮增压器压缩机或带有凸出物或连接支柱的生物医学工具(图2)。
图2:铸态零件的精度是其他常规成形工艺无法比拟的。由钛铸造的涡轮增压器压缩机就是很好的例子。虽然有一些叶片是通过机械加工形成的，但有高度背角的薄叶片是不可能用锻造形成的，用数控加工形成也不经济。
“精益生产”
从制造业的角度来看，精熔铸造的第二重要方面是它的效率。没有一个近净过程比近净过程更接近。大多数后成型操作是不必要的。当零件从外壳中取出时，通常剩下的唯一任务就是将它们从闸门中切割出来，然后喷砂或喷丸去除熔化过程中产生的瑕疵。铸态光洁度可达60-90 μin。RMS。一些零件可能需要轻微的矫直或热处理过程，但二次加工和连接通常是不必要的，因为铸造创建和集成了复杂的零件几何形状。
精铸材料效率高，产生的废物比锻造工艺少得多。当使用昂贵的合金时，这一点变得越来越重要。而且，这个过程是准确的。尺寸公差±0.003 in /in。很容易实现。对于涡轮增压器压缩机轮等转速超过每分钟200,000转的部件来说，这种公差是至关重要的，它们必须精确地保持平衡。最后是壁薄0.025英寸的精致零件。可熔模铸造。
几乎任何可以浇铸的金属都可以熔模铸造。然而，因为它是如此的材料效率，经济对高性能合金特别有吸引力。在高温和腐蚀性环境下，钛因其优异的强度重量比而名列前茅。锆是类似的，在极具腐蚀性的应用中，通常是阀门组件等部件的选择。其他金属包括用于生物医学植入物的钴铬合金，一些不锈钢合金和镍合金，在航空航天应用中需要非常高的耐高温蠕变性能。
形状的复杂性促使设计者选择熔模铸造作为成型工艺。这把军用枪的外壳重2.9磅，用定制的钛合金铸造成一整块。
理想的投资铸造零件
形状的复杂性将引导您走向熔模铸造;零件越难加工，越有可能是熔铸的。例如，具有多个不同方向弯曲的内部通道的歧管，具有交叉孔和非均匀通道的阀体，压缩机翼型，生物医学植入物和定制的外科器械，以及复杂的火器接收器，通过机械加工是不切实际的。
选择这个连接件的成型工艺可以是CNC加工(多步骤)，再加上焊接两个部分。然而，相当多的材料将被废弃。熔模铸造基本上只需要一步就能成型。
与其他制造工艺不同的是，形状复杂性与精铸件的加工成本几乎没有关系。主要的开销在于创建工具。例如，一旦工具被制造出来，一个带有轮廓叶片的涡轮增压器叶轮就不会比一个简单的直杆更难铸造。
形状的指导方针
要从精铸中获得最好的零件，记住它本质上是一个流动过程，(图3)。保持连接处光滑，避免半径小于0.030英寸的尖角。避免尖锐的边缘，并允许至少0.060英寸。外半径。也要避免在截面厚度上的重大转变，因为这往往会在金属冻结时引起流动问题。分隔出各部分连接的交叉点，对于较大的平面区域使用肋和加强筋，以避免翘曲。
图3:熔模铸造本质上是一个流动过程。保持连接光滑。避免尖角。避免锋利的边缘。避免在截面厚度上发生大的变形。
部分评估
熔模铸造适合所有最先进的现代建模和快速成型技术。对于潜在的产品，设计师提供3d模型和2d打印，详细说明规格和公差。如果产品的形状复杂，壁厚有多次变化，铸造者将使用数值凝固模型来评估它，以分析金属流动和潜在的收缩问题。下一步是通过立体光刻或五轴蜡加工使零件的蜡原型。门的位置设置和原型外壳是由原型铸造。
用白光扫描捕获原型，数字化创建电子模型，并与原始CAD设计进行比较。如果需要，修改数字零件模型以适应非均匀收缩。到那时，零件就准备好了。
原型开发的典型时间是10-14天。
用熔模铸造将两个或多个部件组合成一个部件是很简单的。而不是形成这个闩锁的身体和手柄焊接在一起，他们被设计成一个部件。
熔模铸造的表现如何
众所周知，熔模铸造的底线是，设计师用它制造出了其他任何方式都无法以经济的方式制造的东西。
除了形状的通用性外，与锻造和机加工相比，熔模铸造还具有许多经济优势(图4)。例如，熔模铸造的坯料是铸锭坯料，最坏的情况下，它的成本比锻造坯料低50%，甚至可以低一个数量级。此外，在熔模铸造中，被切断的浇道、浇口和浇口都可以回收利用。地板上留下了一些“芯片废料”。
图4:能够形成复杂形状的三种成形工艺的相对成本。
就像注射成型一样，有时你可以使用熔模铸造将多个部件组合成一个单元，从而节省大量的制造步骤。很少有其他金属成形工艺具有这种能力。
具体来说，下面是它与其他常见成型过程的比较:
锻造可以生产出最坚固的金属零件，因为热加工使金属晶粒以一种增加强度和韧性的方式排列。熔模铸件通常不能与锻件的绝对强度相比。然而，特殊的技术——如选择性凝固和凝固过程中的晶粒细化——使得铸造工艺能够在很大程度上缩小这一差距。现在，成品零件比传统的铸态零件更坚固。此外，仔细的设计可以添加金属来加强关键区域，使熔模铸件几乎和锻件一样坚固。在加工过程中对合金化学成分进行改性可以提高强度，这在锻造中是不可能实现的。这些加固技术的成功证明了一个事实，即今天许多商业锤子——总是在过去锻造的——都是投资铸造的。
机械加工是生产金属零件的最快方法之一，但同时也会从昂贵的锻件中产生大量的切屑废料。复杂的零件需要多个加工步骤，很快就会增加昂贵的加工时间。加工的形状通用性很明显，但不如精铸。
FS精密技术
http://fs-precision.com
了下:机床行业+减法制造业，压铸
你好,
你能铸造锆吗?Zr702。我是来自芬兰的珠宝供应商，需要这样的服务。