La principale differenza tra colata di investimento La fusione in stampo permanente è il tipo di stampo e la sua applicazione. La fusione a cera persa utilizza stampi ceramici monouso per parti con dettagli elevati e forme complesse. La fusione in stampo permanente utilizza stampi metallici riutilizzabili per una produzione più rapida e parti più resistenti e meno complesse.
La fusione a cera persa, nota anche come "fusione a cera persa", utilizza uno stampo monouso per ogni ciclo di fusione. Il processo prevede la creazione di un guscio, solitamente in ceramica, attorno a un pezzo sacrificale. modello in cera Si tratta di una replica esatta del componente finale. Dopo che il metallo fuso è stato colato e si è solidificato, questo guscio ceramico viene intenzionalmente distrutto, staccato dalla fusione, per recuperare il componente finito.
Poiché lo stampo viene creato ex novo per ogni parte e non è necessario aprirlo o conservarlo, può essere modellato attorno a geometrie di complessità pressoché illimitata.
Gli operai iniettano cera liquida negli stampi di alluminio per creare repliche esatte della parte finale. Ogni modello in cera rappresenta una fusione finita. Gli stampi mantengono una precisione dimensionale entro 0.002 pollici.
I tecnici fissano più modelli di cera a un sistema centrale di scorrimento della cera, chiamato albero. Un singolo albero può contenere da 10 a 100 modelli.
L'albero di cera viene immerso in una miscela di ceramica e poi rivestito con particelle di sabbia fine. Questo processo di immersione e rivestimento viene ripetuto da 5 a 10 volte. Ogni strato impiega dalle 2 alle 4 ore per asciugarsi completamente.
Il guscio in ceramica entra in un'autoclave riscaldata a una temperatura compresa tra 200 °F e 375 °F. La pressione del vapore scioglie tutta la cera in 10-30 minuti.
Gli operai della fonderia riscaldano lo stampo in ceramica a una temperatura compresa tra 1,000 e 2,000 °C prima di colare. Il metallo fuso scorre in ogni dettaglio della cavità.
Dopo un raffreddamento che può durare dai 30 minuti alle 3 ore, gli operai staccano il guscio ceramico. Le singole fusioni vengono tagliate dall'albero con seghe o cannelli da taglio. La pulizia finale rimuove eventuali residui di materiale ceramico.
La fusione in stampo permanente utilizza stampi metallici riutilizzabili per produrre componenti in alluminio, magnesio e leghe di rame. Gli stampi in acciaio o ferro possono essere utilizzati per 10,000-120,000 fusioni prima di essere sostituiti. Questo processo crea componenti con spessori di parete da 0.1 a 0.5 pollici. A ogni ciclo, lo stampo viene chiuso, riempito di metallo fuso, aperto per espellere il componente solidificato e quindi preparato per la colata successiva.
Gli operatori preriscaldano lo stampo in acciaio a una temperatura compresa tra 300 e 700 °C utilizzando bruciatori a gas o riscaldatori elettrici. Spruzzano poi sulle superfici della cavità un rivestimento in grafite o ceramica.
Sistemi idraulici o meccanici serrano le due metà dello stampo con una forza da 10 a 50 tonnellate. Un corretto allineamento garantisce una precisione della linea di separazione entro 0.002 mm. Eventuali anime vengono posizionate prima della chiusura finale.
Il metallo fuso entra nello stampo tramite sistemi a gravità o a bassa pressione. Il sistema a gravità riempie lo stampo in 3-30 secondi. I sistemi a bassa pressione utilizzano una pressione dell'aria compresa tra 2 e 15 psi per un migliore controllo.
La fusione si solidifica in un tempo compreso tra 30 secondi e 5 minuti. I canali di raffreddamento ad acqua nello stampo accelerano questo processo.
Dopo la completa solidificazione, lo stampo si apre automaticamente. I perni di espulsione spingono il getto fuori dalla cavità. Il tempo di ciclo varia da 1 a 10 minuti totali.
Gli operai rimuovono cancelli, montanti e sbavature utilizzando presse di rifilatura o seghe a nastro. La maggior parte delle fusioni in stampi permanenti richiede una finitura minima. La tolleranza dimensionale rimane entro ±0.015 pollici senza lavorazioni meccaniche.
| caratteristica | Casting di investimento | Colata in stampo permanente |
|---|---|---|
| Tipo di stampo | Guscio in ceramica monouso | Stampo metallico riutilizzabile (10,000-120,000 utilizzi) |
| Finitura di superficie | 63-125 RMS | 150-350 RMS |
| Tolleranza dimensionale | ±0.003 pollici | ±0.015 pollici |
| Spessore parete | pollici 0.025-5.0 | pollici 0.1-0.5 |
| Peso della parte | da 0.1 oz a 200 libbre | da 1 oz a 70 libbre |
| Velocità di produzione | 20-200 parti al giorno | 50-250 parti all'ora |
| Costo dell'attrezzatura | $ 1,000- $ 25,000 | $ 15,000- $ 150,000 |
| Complessità delle parti | Molto complesso con sottosquadri | Complessità moderata, sottosquadri limitati |
| Leghe adatte | Oltre 100 leghe tra cui acciaio e titanio | Principalmente leghe di alluminio, magnesio, rame |
| Applicazioni tipiche | Pale di turbine, impianti medici, valvole | Pistoni, testate, alloggiamenti |
| Costo per parte | Più alto ($ 5-$ 500) | Inferiore ($ 2-$ 50) |
| Tempi Di Consegna | settimane 2-8 | 4-12 settimane per la lavorazione, poi produzione rapida |
