Kui disain nõuab sisemisi jahutuskanaleid, keerulisi sisselõikeid või üliõhukesi seinu, löövad insenerid traditsioonilise tootmisega sageli vastu seina. CNC-mehaaniline töötlemine muutub tööriista juurdepääsupiirangute tõttu kulu-keelavaks ja mitmeosalised koostud põhjustavad soovimatuid tõrkepunkte.
See on koht, kus täppisvalu (eriti investeerimisvalu) eristub. Lahutava tootmise seaduste vastu võitlemise asemel kasutab täppisvalu vedeliku dünaamikat, et luua peaaegu -neto-kujulisi komponente, mida muidu pole võimalik toota.
Mis määratleb "keerulise geomeetria" kaasaegses tootmises?
Valukojas viitab see omadustele, mis seavad kahtluse alla lõikeriistade või jäikade vormide füüsilised piirid.
Sisekanalid: kõverad kanalid või õõnsad sisemised, mida kasutatakse vedeliku või gaasi liikumiseks (tavaline pumba tiivikutes ja kollektorites).
Sügavad sisselõiked: süvendid, kuhu 3-teljeline või isegi 5-teljeline CNC-tööriist lihtsalt ei ulatu ilma mitme seadistuseta.
Õhukese{0}}seinaga konstruktsioonid: 0,8–1,5 mm õhukesed omadused, mis nõuavad kõrget konstruktsiooni terviklikkust.
Orgaanilised kontuurid: turbiini labadel või meditsiinilistel implantaatidel leiduvad aerodünaamilised või ergonoomilised kujundid.
Probleem lahutavate meetoditega: CNC-mehaaniline töötlemine on "vaatejoone--protsess". Kui tööriist ei ulatu selleni, ei saa see seda teha. Kuigi 3D-printimine lahendab selle prototüüpide puhul, ei vasta see sageli tööstusliku tootmise materjaliomadustele ega mahu{5}}kulunõuetele.
Investeeringu eelis: piiranguteta disain
Täppisvalamisel, mida tuntakse ka kaotatud{0}}vaha protsessina, kasutatakse vahamustri ümber ehitatud keraamilist kesta. Kuna vorm luuakse detaili ümber ja seejärel murtakse lahti, siis väldib see liivavalu ja mehaanilise töötlemise piiranguid "tõmbenurga" ja "tööriista juurdepääsu" piirangutest.
Toimivuse võrdlus: täppisvalu vs. alternatiivid
|
tegur |
Täppisvalu |
CNC töötlemine |
Liiva valamine |
|
Geomeetria vabadus |
Suurepärane (kõrgeim) |
Piiratud tööriista teekonnaga |
Mõõdukas (vajab mustandit) |
|
Sisemised omadused |
Keeruline ja sujuv |
Äärmiselt raske |
Piiratud (vajab südamikke) |
|
Pinna viimistlus (Ra) |
3.2 – 6.3 µm |
0.8 – 3.2 µm |
12.5 – 25 µm |
|
Materjalijäätmed |
Minimaalne (neto{0}}lähedal) |
Kõrge (laastud/jäägid) |
Mõõdukas |
|
Esialgsed tööriistad |
Mõõdukas |
Puudub (madal helitugevus) |
Madal |
Kolm peamist põhjust, miks valida keeruliste osade jaoks täppisvalu
Osade konsolideerimine ("montaažimaksu" vähendamine)
Tootmise üks suuremaid "peidetud" kulusid on kokkupanek. Keerulist klapikorpust, mis varem vajas kolme töödeldud osa, viit polti ja kahte tihendit, saab sageli valada ühe monoliitse komponendina.
Tulemus: vähem tõrkepunkte, väiksem kaal ja null koostetööd.
Materjali mitmekülgsus suure jõudlusega{0}}sulamite jaoks
Erinevalt survevalust, mis on suures osas piiratud värviliste metallidega, nagu alumiinium ja tsink,täppisvalupaistab silma:
Roostevaba teras (316L, 17-4PH): korrosioonikindluse ja tugevuse tagamiseks.
Supersulamid (Inconel, Hastelloy): äärmusliku kuumuse jaoks lennunduses.
Süsinik- ja legeerteras: vastupidavatele tööstuslikele rakendustele.
Mõõtmete täpsus (CT4–CT6 standardid)
Näeme sageli kliente üllatunud, et investeerimisvalu võib saavutada lineaarsed tolerantsid ±0,005 tolli tolli kohta. Kuigi see ei asenda CNC-d laagrite sobivuse jaoks, välistab see sageli vajaduse 90% detaili pindadest teisese töötlemise järele.
Valmistatavus (DFM): näpunäited valukoja põrandalt
Täppisvalamise eeliste maksimeerimiseks peaksid disainerid arvestama järgmiste DFM-i "ekspertide{0}}tasemel" põhimõtetega.
Seina ühtlane paksus
Vältige järske üleminekuid paksudelt õhukesteks osadeks, et vältida "kahanemise" defekte. Kui üleminekud on vajalikud, kasutage suuremaid raadiusi.
01
Fileed ja raadiused
Teravad nurgad on stressi koondajad. Minimaalne raadius 0,5 mm - 1.0 mm parandab metalli voolu ja kesta tugevust.
02
Aukude sügavused
Rusikareegel on, et valatud augu sügavus ei tohiks ületada 2 korda selle läbimõõtu. Sügavamate aukude puhul on sekundaarne puurimine sageli kuluefektiivsem-.
03
Tolerantsi tegelikkuse kontroll
Määrake ranged tolerantsid ainult siis, kui need on funktsionaalsed. Mittekriitiliste funktsioonide liigne-tolereerimine{2}} suurendab praagi määra ja teie osade maksumust-.
04
Kulude analüüs: millal investeering end ära tasub?
Kui esialgne vaha süstimisvorm kujutab endast esialgset maksumust (tavaliselt 2000–10 000 dollarit olenevalt keerukusest), langeb kogukulu (TCO) märkimisväärselt, kui maht jääb vahemikku 100–5000 tükki.
Madal helitugevus (<50 pcs): CNC or 3D printing is usually cheaper.
Keskmine kuni suur maht: täppisvalamine võidab, kuna vähendab materjali raiskamist (eriti kallites sulamites, nagu koobalt) ja kõrvaldab teisese tööjõu.
Päris-maailma rakendused
miks meid valida
Creative'iga on suurepärane töötada. hämmastavalt organiseeritud, lihtne suhelda. reageerib järgmiste iteratsioonidega ja on ilus töö.
Lennundus
Keeruliste sisemiste pihustusmustritega kütusepihustid.
Meditsiiniline
Bio{0}}ühilduva orgaanilise kujuga ortopeedilised implantaadid.
Autotööstus
Turboülelaaduri korpused ja suure jõudlusega{0}}väljalaskekollektorid.
Energia
Turbiini labad elektritootmiseks, mis peavad taluma suuri tsentrifugaaljõude.
KKK
K. Kas täppisvalamisega on võimalik saavutada null-tõmbenurka?
V: Jah. Erinevalt liiva- või survevalust on valuvormid keraamilised ja purunevad pärast valamist, mis võimaldab null-tõmbust ja sügavaid sisselõiget, mida oleks võimatu püsivalt vormilt välja tõmmata.
K: Kuidas on pinnaviimistlus võrreldes 3D-printimisega?
V: Enamikul tööstuslikel metallist 3D-printidel (DMLS) on suhteliselt kare "liiva" viimistlus. Täppisvalu tagab palju siledama valupinna (Ra 3,2 µm), mis on sageli vastuvõetav mittevastavate pindade jaoks ilma täiendava poleerimiseta.
K: Kas sisekeere on võimalik valada?
V: Kuigi see on tehniliselt võimalik, on see harva soovitatav. Keermete valamine põhjustab tavaliselt metalli kokkutõmbumise tõttu halva sobivuse. Tavaliselt soovitame täpsuse huvides ülaosa valada ja keermetele CNC kaudu koputada.
K: Mis on tüüpiline täppisvalamise aeg võrreldes CNC- või 3D-printimisega?
V: Täppisvalamiseks on vaja vahatööriistade valmistamist, mis võtab tavaliselt olenevalt osa keerukusest 4–8 nädalat. See esialgne teostusaeg on pikem kui CNC (päevad) või 3D-printimine (tunnid) esimese tüki puhul. Kuid kui tööriistad on lõpetatud, on tootmisaeg partii kohta 2–4 nädalat.
K: Kas täppisvalandeid saab pärast valamist kuumtöödelda või keevitada?
V: Jah. Paljud täppisvalandid läbivad -valamisjärgse kuumtöötluse (nt lahusega lõõmutamine, vanandamine), et parandada mehaanilisi omadusi -, eriti roostevaba terase (17-4PH, 316L) ja supersulamite (Inconel) puhul. Keevitamine on võimalik ka parandamiseks või kokkupanekuks, kuid seda tuleks valukojaga varakult arutada.