فرآیند ریخته گری سرمایه گذاری

ریخته‌گری‌ها را می‌توان از مدل موم اصلی (روش مستقیم) یا از کپی‌های مومی یک الگوی اصلی که لازم نیست از موم ساخته شود (روش غیرمستقیم). مراحل زیر فرآیند غیرمستقیم را شرح می دهد که ممکن است دو تا هفت روز طول بکشد.

1. یک الگوی اصلی تولید کنید: یک هنرمند یا قالب ساز یک الگوی اصلی ازموم،خاک رس،چوب،پلاستیک، یا ماده دیگری^[5]در سال های اخیر تولید الگوهای با استفاده ازپرینت سه بعدیاز مدل های تولید شده توسططراحی به کمک رایانهنرم افزار به طور عمده با استفاده از محبوب شده استرزینمستقراستریولیتوگرافیچاپگرهای سه بعدی (SLA) یا DLP برای الگوهای با وضوح بالا یا رشته استاندارد PLA زمانی که به دقت بالایی نیاز نیست. اگر از الگوی چاپ سه بعدی استفاده می کنید مستقیماً به مرحله 5 بروید.
2. یک قالب ایجاد کنید: آقالب، معروف بهاستاد بمیر، متناسب با الگوی اصلی ساخته شده است. اگر الگوی اصلی از فولاد ساخته شده باشد، قالب اصلی را می توان مستقیماً از روی الگو با استفاده از فلز با نقطه ذوب پایین تر ریخته شد.لاستیکقالب ها را می توان مستقیماً از الگوی اصلی نیز ریخت. متناوبا، یک قالب اصلی می تواند به طور مستقل ماشینکاری شود - بدون ایجاد الگوی اصلی.^[5]
3. الگوهای مومی تولید کنید: اگرچه نامیده می شودالگوهای مومیمواد الگو ممکن است شامل پلاستیک و منجمد نیز باشدسیاره تیر.^[5]الگوهای مومی را می توان به یکی از دو روش تولید کرد. در یک فرآیند، موم در قالب ریخته می‌شود و به اطراف چرخانده می‌شود تا یک پوشش یکنواخت، معمولاً حدود 3 میلی‌متر (0.12 اینچ) ضخامت، سطح داخلی قالب را بپوشاند. این کار تا رسیدن به ضخامت الگوی مورد نظر تکرار می شود. روش دیگر شامل پر کردن کل قالب با موم مذاب و اجازه دادن به آن به عنوان یک جسم جامد است.^{[استناد مورد نیاز است]}
   اگر هسته مورد نیاز است، دو گزینه وجود دارد: موم محلول یا سرامیک. هسته های موم محلول برای ذوب شدن از پوشش سرمایه گذاری با بقیه الگوی موم طراحی شده اند. پس از سفت شدن محصول، هسته های سرامیکی جدا می شوند.^[5]
4. الگوهای موم را جمع آوری کنید: چندین الگوی موم را می توان ایجاد کرد و در یک الگوی بزرگ مونتاژ کرد تا در یک بار ریختن دسته ای ریخته شود. در این شرایط، الگوها به یک موم متصل می شونداسپروبرای ایجاد یک خوشه الگو، یادرختبرای چسباندن الگوها، از یک ابزار حرارتی برای ذوب کردن سطوح مومی مشخص شده استفاده می‌شود که سپس روی یکدیگر فشار داده می‌شوند تا خنک و سفت شوند. می توان چندین صد الگو را در یک درخت مونتاژ کرد.^[5][6]الگوهای مومی نیز می تواند باشدتعقیب کردند، که به معنیخطوط جدایییاچشمک زنبا استفاده از ابزار فلزی گرم شده مالش داده می شوند. در نهایت، الگوها هستندلباس پوشیده(با حذف نواقص) مانند قطعات تمام شده به نظر برسد.^[7]
5. استفاده از مواد سرمایه گذاری: قالب سرامیک معروف بهسرمایه گذاری، با تکرار یک سری مراحل - پوشش، گچ کاری و سخت شدن - تا رسیدن به ضخامت مطلوب تولید می شود.
   1. پوشششامل فرو بردن یک خوشه الگو در دوغابی از مواد نسوز ریز و سپس تخلیه برای ایجاد یک پوشش سطحی یکنواخت است. در این مرحله اول از مواد ریز استفاده می شود که a نیز نامیده می شودکت پرایم، برای حفظ جزئیات دقیق از قالب.
   2. گچ بریذرات درشت سرامیکی را با فرو بردن الگوها در a اعمال می کندبستر سیالقرار دادن آن در سمباده بارانی یا با استفاده از مواد با دست.
   3. سخت شدناجازه می دهد تا پوشش ها درمان شوند. این مراحل تا زمانی تکرار می‌شوند که سرمایه‌گذاری به ضخامت مورد نیاز خود برسد - معمولاً 5 تا 15 میلی‌متر (0.2 تا 0.6 اینچ). قالب های سرمایه گذاری به طور کامل خشک می شوند که می تواند 16 تا 48 ساعت طول بکشد. خشک کردن را می توان با اعمال خلاء یا به حداقل رساندن رطوبت محیط تسریع کرد. قالب های سرمایه گذاری را نیز می توان با قرار دادن خوشه های الگو در a ایجاد کردفلاسکو سپس ریختن مواد سرمایه گذاری مایع از بالا. سپس فلاسک ارتعاش داده می شود تا هوای محبوس شده خارج شود و به مواد سرمایه گذاری کمک می کند تا هر جا خالی کوچکی را پر کند.^[5][8]
   4. مواد: مشترکنسوزمواد مورد استفاده برای ایجاد سرمایه گذاری عبارتند از: سیلیس، زیرکون، مختلفسیلیکات آلومینیوم، وآلومینا. سیلیس معمولا درسیلیس ذوب شدهفرم، اما گاهی اوقاتکوارتزاستفاده می شود زیرا هزینه کمتری دارد.سیلیکات های آلومینیوممخلوطی از آلومینا و سیلیس هستند که در آن مخلوط‌های معمولی دارای محتوای آلومینا از 42 تا 72 درصد هستند. در 72٪ آلومینا این ترکیب به عنوان شناخته شده استمولایت. در طول پوشش (های) اولیه،زیرکونمعمولاً از دیرگدازهای پایه استفاده می شود، زیرازیرکونیومکمتر احتمال دارد با فلز مذاب واکنش نشان دهد.^[8]قبل از سیلیس، مخلوطی از گچ و قالب های قدیمی آسیاب شده (شاموت) مورد استفاده قرار گرفت.^[9]چسب های مورد استفاده برای نگه داشتن مواد نسوز در جای خود عبارتند از:اتیل سیلیکات(بر پایه الکل و ترکیب شیمیایی)سیلیس کلوئیدی(بر پایه آب، همچنین به عنوان سل سیلیس شناخته می شود، تنظیم شده توسط خشک کردن)،سیلیکات سدیم، و ترکیبی از این کنترل شده برایpHوویسکوزیته.
6. موم: قالب های سرامیکی پس از خشک شدن کامل، زیر و رو می شوند و در a قرار می گیرندکورهیااتوکلاوبرای ذوب و/یا تبخیر موم. اکثر خرابی های پوسته در این نقطه اتفاق می افتد زیرا واکس های مورد استفاده دارای aضریب انبساط حرارتیکه بسیار بیشتر از مواد سرمایه‌گذاری اطراف آن است - همانطور که موم گرم می‌شود، منبسط می‌شود و استرس ایجاد می‌کند. برای به حداقل رساندن این تنش‌ها، موم با حداکثر سرعت ممکن گرم می‌شود تا سطوح خارجی موم بتوانند به سرعت ذوب شده و تخلیه شوند و فضایی برای انبساط بقیه موم ایجاد شود. در شرایط خاص، ممکن است قبل از گرم کردن، سوراخ هایی در قالب ایجاد شود تا به کاهش این تنش ها کمک کند. هر مومی که از قالب خارج شود معمولاً بازیابی و استفاده مجدد می شود.^[10]
7. پیش گرمایش فرسودگی: سپس قالب در معرض الف قرار می گیردسوختنکه قالب را بین 870 درجه سانتیگراد تا 1095 درجه سانتیگراد گرم می کند تا رطوبت و موم باقیمانده از بین برود.متخلخلقالب گاهی اوقات از این گرما برای گرم کردن قالب قبل از ریختن استفاده می شود، اما در برخی مواقع اجازه می دهند قالب خنک شود تا بتوان آن را آزمایش کرد. پیش گرم کردن به فلز اجازه می دهد مدت بیشتری مایع بماند تا بتواند تمام جزئیات قالب را بهتر پر کند و دقت ابعاد را افزایش دهد. اگر قالب به حال خود رها شود تا خنک شود، هر ترکی که پیدا شد را می توان با دوغاب سرامیکی یا سیمان های مخصوص ترمیم کرد.^[10][11]
8. ریختن: قالب سرمایه گذاری سپس از سمت باز به بالا در یک وان پر از ماسه قرار می گیرد. فلز ممکن است با اعمال فشار هوای مثبت یا سایر نیروها با نیروی گرانش ریخته یا تحت فشار قرار گیرد.ریخته گری در خلاء،ریخته گری شیب، ریختن کمک فشار وریخته گری گریز از مرکزروش هایی هستند که از نیروهای اضافی استفاده می کنند و به ویژه زمانی مفید هستند که قالب ها دارای بخش های نازکی هستند که در غیر این صورت پر کردن آنها دشوار است.^[11]
9. واگذاری: پوسته چکش خورده است،رسانه ها منفجر شدند،ارتعاش کرد،پر آب شده، یا از نظر شیمیایی حل می شود (گاهی اوقات بانیتروژن مایع) برای آزاد کردن قالب. اسپرو قطع شده و بازیافت می شود. سپس ممکن است ریخته گری تمیز شود تا علائم فرآیند ریخته گری از بین برودسنگ زنی.^[11]
10. به پایان رساندن: پس از سنگ زنی، ریخته گری تکمیل شده در معرض تکمیل قرار می گیرد. این معمولا فراتر از سنگ زنی است و ناخالصی ها و مواد منفی از طریق ابزار دستی و جوشکاری حذف می شوند. در مواردی که قطعه نیاز به صاف کردن اضافی داشته باشد، این فرآیند معمولاً توسط پرس های صاف کننده هیدرولیک انجام می شود که محصول را با تلورانس های خود مطابقت می دهد.^[12]