تفاوت بین ریخته گری سرمایه گذاری سنتی و ریخته گری سرمایه گذاری با چاپ سه بعدی چیست؟

به عنوان یک تامین کننده ریخته گری سرمایه گذاری، من از نزدیک شاهد تکامل تکنیک های ریخته گری سرمایه گذاری در طول سال ها بوده ام. ریخته‌گری سرمایه‌گذاری سنتی مدت‌هاست که سنگ بنای صنعت تولید بوده است، اما ظهور ریخته‌گری سرمایه‌گذاری با چاپ سه‌بعدی نحوه رویکرد ما به این فرآیند قدیمی را تغییر می‌دهد. در این وبلاگ، تفاوت‌های این دو روش را بررسی می‌کنم و ویژگی‌ها، مزایا و محدودیت‌های منحصربه‌فرد آن‌ها را برجسته می‌کنم.

ریخته گری سرمایه گذاری سنتی

ریخته گری سنتی سرمایه گذاری، که معمولا به عنوان شناخته شده استریخته گری موم گم شده، سابقه ای دارد که به هزاران سال قبل باز می گردد. این فرآیند با ایجاد یک الگوی اصلی شروع می شود که معمولاً از موم یا مواد مشابه ساخته می شود. این الگو یک کپی دقیق از قسمت نهایی است که قرار است ریخته شود. صنعتگران ماهر از ابزارهای مختلفی مانند چاقوهای حکاکی، قالب و ماشین تراش برای شکل دادن به الگوی موم با دقت بالا استفاده می کنند.

پس از آماده شدن الگوی اصلی، چندین نسخه با تزریق موم در قالب تولید می شود. این الگوهای مومی سپس به یک اسپرو موم مرکزی متصل می شوند تا ساختاری شبیه به درخت را تشکیل دهند. سپس این مجموعه چندین بار در دوغاب سرامیکی فرو می‌رود و به لایه‌های سرامیکی اجازه می‌دهد تا در اطراف الگوهای موم ایجاد شود. هر لایه قبل از اعمال لایه بعدی اجازه داده می شود تا خشک شود و یک پوسته سرامیکی سخت ایجاد می کند.

مرحله مهم بعدی فرآیند موم زدایی است. پوسته سرامیکی حاوی الگوهای مومی در یک کوره قرار می گیرد و تا دمای بالا گرم می شود. موم از طریق سوراخ‌های کوچک پوسته ذوب می‌شود و تخلیه می‌شود و حفره‌ای به شکل دقیق قسمت مورد نظر بر جای می‌گذارد. پس از برداشتن موم، پوسته سرامیکی در دمای بالاتری برای تقویت آن شلیک می شود.

در نهایت، فلز مذاب داخل پوسته سرامیکی که از قبل گرم شده است، ریخته می شود. فلز حفره به جا مانده از موم را پر می کند و شکل خود را به خود می گیرد. هنگامی که فلز سرد و جامد شد، پوسته سرامیکی شکسته شده و قسمت ریخته‌گری شده جدا می‌شود. سپس این قطعه تحت فرآیندهای تکمیلی مانند سنگ زنی، پرداخت و ماشین کاری قرار می گیرد تا به سطح مورد نیاز و دقت ابعادی دست یابد.

یکی از مزایای کلیدی ریخته‌گری سرمایه‌گذاری سنتی، توانایی آن در تولید قطعات با سطح عالی و دقت ابعادی بالا است. این فرآیند می تواند هندسه های پیچیده و ساختارهای دیوار نازک ایجاد کند که دستیابی به آنها با سایر روش های تولید دشوار یا غیرممکن است. همچنین برای طیف وسیعی از فلزات و آلیاژها از جمله مناسب استقطعه ریخته گری آلیاژ تیتانیوم، فولاد ضد زنگ و آلومینیوم.

با این حال، ریخته گری سنتی سرمایه گذاری نیز محدودیت هایی دارد. این فرآیند کار - فشرده و وقت گیر - است، به خصوص زمانی که صحبت از ایجاد الگوهای مومی باشد. هرگونه تغییر در طراحی قطعه مستلزم ایجاد یک الگوی مومی جدید است که می تواند هزینه بر و زمان بر باشد. علاوه بر این، زمان تولید قطعات با استفاده از ریخته‌گری سرمایه‌گذاری سنتی می‌تواند نسبتاً طولانی باشد، که ممکن است برای پروژه‌هایی با مهلت‌های زمانی محدود مناسب نباشد.

3D - ریخته گری سرمایه گذاری چاپ شده

ریخته گری سرمایه گذاری چاپی سه بعدی رویکرد نسبتا جدیدی است که مزایای فناوری چاپ سه بعدی را با اصول ریخته گری سرمایه گذاری سنتی ترکیب می کند. به جای استفاده از الگوهای مومی، ریخته گری سرمایه گذاری با چاپ سه بعدی از الگوهای چاپ شده سه بعدی ساخته شده از موادی مانند رزین یا پلاستیک استفاده می کند.

این فرآیند با ایجاد یک مدل دیجیتال سه بعدی از قطعه مورد نظر با استفاده از نرم افزار طراحی به کمک کامپیوتر (CAD) آغاز می شود. این مدل دیجیتال سپس به یک چاپگر سه بعدی فرستاده می‌شود که با استفاده از انواع فناوری‌های چاپ مانند استریولیتوگرافی (SLA) یا پردازش نور دیجیتال (DLP) الگو را لایه به لایه می‌سازد.

هنگامی که الگوی چاپ سه بعدی کامل شد، مراحل بعدی مشابه مراحل ریخته‌گری سرمایه‌گذاری سنتی است. این الگو به یک اسپرو متصل می شود و در یک دوغاب سرامیکی فرو می رود تا یک پوسته سرامیکی ایجاد شود. پوسته سپس با حرارت دادن آن در یک کوره موم زدایی می شود، که الگوی چاپ شده سه بعدی را می سوزاند و حفره ای برای فلز مذاب باقی می گذارد. سپس فلز مذاب داخل پوسته ریخته می شود و پس از سرد شدن و انجماد، قطعه جدا شده و تمام می شود.

یکی از مزیت های اصلی ریخته گری سرمایه گذاری با چاپ سه بعدی، انعطاف پذیری آن در طراحی است. از آنجایی که الگوها با استفاده از مدل های دیجیتال ایجاد می شوند، به راحتی می توان تغییراتی در طراحی قطعه ایجاد کرد. این اجازه می دهد تا نمونه سازی سریع و بهبود طراحی تکرار شونده، کاهش زمان و هزینه مرتبط با تغییرات طراحی. الگوهای چاپ سه بعدی نیز می توانند بسیار سریعتر از الگوهای مومی سنتی تولید شوند و زمان تولید قطعه را به میزان قابل توجهی کاهش می دهند.

مزیت دیگر، توانایی ایجاد هندسه های بسیار پیچیده و پیچیده است که دستیابی به آنها با الگوهای مومی سنتی ممکن است دشوار یا غیرممکن باشد. فناوری پرینت سه بعدی می تواند الگوهایی با کانال های داخلی، برش های زیرین و سایر ویژگی های پیچیده را به راحتی تولید کند.

با این حال، ریخته گری سرمایه گذاری با چاپ سه بعدی نیز چالش هایی دارد. مواد مورد استفاده برای الگوهای پرینت سه بعدی ممکن است خواص مشابهی با موم نداشته باشند که می تواند بر کیفیت قسمت ریخته گری نهایی تأثیر بگذارد. به عنوان مثال، برخی از مواد پرینت سه بعدی ممکن است در طول فرآیند موم زدایی خاکستر یا بقایایی از خود به جای بگذارند که می تواند فلز مذاب را آلوده کرده و بر روی سطح قطعه تأثیر بگذارد. علاوه بر این، هزینه تجهیزات و مواد چاپ سه بعدی می تواند نسبتاً بالا باشد، به خصوص برای تولید در مقیاس بزرگ.

تفاوت های کلیدی بین سنتی و سه بعدی - ریخته گری سرمایه گذاری چاپ شده

ایجاد الگو

مهمترین تفاوت بین این دو روش در فرآیند ایجاد الگو نهفته است. ریخته گری سنتی سرمایه گذاری بر کار دستی و قالب ها برای ایجاد الگوهای مومی متکی است که می تواند زمان بر و پرهزینه باشد، به خصوص برای طرح های پیچیده. در مقابل، ریخته‌گری سرمایه‌گذاری چاپ سه‌بعدی از مدل‌های دیجیتال و فناوری چاپ سه‌بعدی برای ایجاد الگوهایی استفاده می‌کند که می‌توانند به سرعت و به راحتی با حداقل دخالت انسان تولید شوند.

انعطاف پذیری طراحی

ریخته‌گری سرمایه‌گذاری با چاپ سه بعدی، انعطاف‌پذیری طراحی بیشتری را در مقایسه با ریخته‌گری سرمایه‌گذاری سنتی ارائه می‌دهد. با پرینت سه بعدی، طراحان می توانند به راحتی مدل دیجیتال قطعه را تغییر دهند و امکان نمونه سازی سریع و بهینه سازی طراحی را فراهم کنند. در ریخته‌گری سرمایه‌گذاری سنتی، هرگونه تغییر طراحی مستلزم ایجاد یک الگوی مومی جدید است که می‌تواند فرآیندی زمان‌بر و پرهزینه باشد.

زمان سرب

مدت زمان برای ریخته‌گری سرمایه‌گذاری با چاپ سه بعدی معمولاً کوتاه‌تر از ریخته‌گری سرمایه‌گذاری سنتی است. الگوهای چاپی سه بعدی بسته به اندازه و پیچیدگی قطعه می توانند در عرض چند ساعت یا چند روز تولید شوند. در مقابل، ایجاد الگوهای مومی در ریخته گری سنتی سرمایه گذاری می تواند هفته ها طول بکشد، به خصوص برای قطعات بزرگ یا پیچیده.

هزینه

ساختار هزینه این دو روش نیز متفاوت است. ریخته‌گری سرمایه‌گذاری سنتی هزینه‌های اولیه نسبتاً بالایی دارد که با ایجاد الگوها و قالب‌های مومی مرتبط است. با این حال، برای تولید در مقیاس بزرگ، هزینه هر قطعه می تواند نسبتا پایین باشد. ریخته گری سرمایه گذاری چاپ شده سه بعدی هزینه های اولیه کمتری دارد زیرا نیازی به ایجاد قالب نیست. با این حال، هزینه تجهیزات و مواد چاپ سه بعدی می تواند آن را برای تولید با حجم بالا گران تر کند.

پرداخت سطحی و کیفیت

ریخته گری سرمایه گذاری سنتی و چاپ سه بعدی می تواند قطعاتی با سطح و کیفیت بالا تولید کند. با این حال، ریخته گری سنتی سرمایه گذاری به دلیل استفاده از الگوهای مومی، سابقه طولانی در تولید قطعات با سطح عالی دارد. در ریخته گری سرمایه گذاری با چاپ سه بعدی، کیفیت پرداخت سطح می تواند تحت تاثیر خواص مواد چاپ شده سه بعدی و فرآیند موم زدایی قرار گیرد.

نتیجه گیری

در نتیجه، هر دو ریخته گری سرمایه گذاری سنتی و ریخته گری سرمایه گذاری با چاپ سه بعدی مزایا و محدودیت های منحصر به فرد خود را دارند. ریخته‌گری سرمایه‌گذاری سنتی یک فرآیند کاملاً تثبیت‌شده است که سطح عالی و دقت ابعادی بالایی را ارائه می‌دهد و آن را برای طیف گسترده‌ای از کاربردها مناسب می‌کند. با این حال، کار فشرده، زمان‌بر است و ممکن است بهترین انتخاب برای پروژه‌هایی با ضرب‌الاجل‌های محدود یا تغییرات مکرر طراحی نباشد.

از سوی دیگر، ریخته‌گری سرمایه‌گذاری با چاپ سه‌بعدی انعطاف‌پذیری بیشتر در طراحی، زمان کوتاه‌تر و هزینه‌های اولیه کمتر را ارائه می‌دهد. این یک راه حل ایده آل برای نمونه سازی سریع و تولید در مقیاس کوچک تا متوسط ​​است. با این حال، همچنین با چالش هایی در رابطه با خواص مواد چاپی سه بعدی و هزینه تجهیزات و مواد مواجه است.

به عنوان یک تامین کننده ریخته گری سرمایه گذاری، ما اهمیت انتخاب روش ریخته گری مناسب برای هر پروژه را درک می کنیم. ما متعهد هستیم که بهترین راه حل مناسب را بر اساس نیازهای خاص مشتریان خود ارائه دهیم، چه ریخته گری سرمایه گذاری سنتی یا ریخته گری سرمایه گذاری چاپ سه بعدی. اگر به دنبال قطعات ریخته گری سرمایه گذاری با کیفیت بالا هستید، از شما دعوت می کنیمبا ما تماس بگیریدبرای بحث مفصل در مورد پروژه شما تیم کارشناسان ما از نزدیک با شما همکاری خواهند کرد تا نیازهای شما را درک کنند و راه حلی مقرون به صرفه و کارآمد برای ریخته گری به شما ارائه دهند.

مراجع

• ASM Handbook, Volume 5: Casting, ASM International.
• "فناوری ریخته گری سرمایه گذاری" نوشته پیتر اف. مون.
• گزارش های مختلف صنعتی و مقالات تحقیقاتی در مورد ریخته گری سرمایه گذاری و چاپ سه بعدی.