Kun suunnittelu vaatii sisäisiä jäähdytyskanavia, monimutkaisia alaleikkauksia tai erittäin{0}}ohuita seiniä, insinöörit iskevät usein seinään perinteisellä valmistuksella. CNC-työstö tulee kalliiksi-kielletyksi työkalujen käyttörajoitusten vuoksi, ja moniosaiset kokoonpanot aiheuttavat ei-toivottuja vikakohtia.
Tässä tarkkuusvalu (erityisesti investointivalu) erottuu. Sen sijaan, että tarkkuusvalu taistelee vähentävän valmistuksen lakeja vastaan, se hyödyntää nestedynamiikkaa luodakseen "lähellä-netto-muotoisia" komponentteja, joita muuten on mahdotonta tuottaa.
Mikä määrittelee "monimutkaisen geometrian" modernissa valmistuksessa?
Valimossa se viittaa ominaisuuksiin, jotka haastavat leikkaustyökalujen tai jäykkien muottien fyysiset rajat.
Sisäiset kanavat: Kaarevat kanavat tai ontot sisätilat, joita käytetään nesteen tai kaasun virtaukseen (yleistä pumpun siipipyörissä ja jakotukissa).
Syvät alaleikkaukset: Syvennykset, joihin 3- tai jopa 5-akselinen CNC-työkalu ei yksinkertaisesti pääse ilman useita asetuksia.
Ohuet{0}}seinämäiset rakenteet: jopa 0,8–1,5 mm ohuet ominaisuudet, jotka vaativat suurta rakenteellista eheyttä.
Orgaaniset ääriviivat: Aerodynaamiset tai ergonomiset muodot, joita löytyy turbiinien siivistä tai lääketieteellisistä implanteista.
Subtraktiivisten menetelmien ongelma: CNC-työstö on "näkökulman"-prosessi-. Jos työkalu ei tavoita sitä, se ei pääse siihen. Vaikka 3D-tulostus ratkaisee tämän prototyyppien kohdalla, se ei useinkaan täytä teollisen tuotannon materiaaliominaisuuksia tai tilavuuskustannusvaatimuksia.
Investment Casting -etu: Suunnittelu ilman rajoja
Tarkkuusvalu, joka tunnetaan myös kadonneen{0}}vahaprosessina, käyttää keraamista kuorta, joka on rakennettu vahakuvion ympärille. Koska muotti luodaan osan ympärille ja sitten irrotetaan, se kiertää hiekkavalun ja koneistuksen "vetokulman" ja "työkalun pääsyn" rajoitukset.
Suorituskyvyn vertailu: Tarkkuusvalu vs. vaihtoehdot
|
Tekijä |
Tarkkuusvalu |
CNC-työstö |
Hiekkavalu |
|
Geometrian vapaus |
Erinomainen (korkein) |
Työkalun polun rajoittama |
Keskitaso (vaatii luonnoksen) |
|
Sisäiset ominaisuudet |
Monimutkainen ja sileä |
Erittäin vaikeaa |
Rajoitettu (vaatii ytimiä) |
|
Pinnan viimeistely (Ra) |
3.2 – 6.3 µm |
0.8 – 3.2 µm |
12.5 – 25 µm |
|
Materiaalijätteet |
Minimaalinen (lähellä-verkkoa) |
Korkea (lastut/romu) |
Kohtalainen |
|
Etukäteistyökalut |
Kohtalainen |
Ei mitään (pieni äänenvoimakkuus) |
Matala |
Kolme parasta syytä valita tarkkuusvalu monimutkaisille osille
Osien yhdistäminen ("Asennusveron" alentaminen)
Yksi valmistuksen suurimmista "piilokustannuksista" on kokoonpano. Monimutkainen venttiilirunko, joka vaati aiemmin kolme koneistettua osaa, viisi pulttia ja kaksi tiivistettä, voidaan usein valaa yhdeksi monoliittiseksi komponentiksi.
Tulos: Vähemmän vikakohtia, pienempi paino ja nolla kokoonpanotyötä.
Materiaalien monipuolisuutta{0}}tehokkaille metalliseoksille
Toisin kuin painevalu, joka rajoittuu suurelta osin ei--rautapitoisiin metalleihin, kuten alumiiniin ja sinkkiin,tarkkuusvaluloistaa seuraavilla:
Ruostumattomat teräkset (316L, 17-4PH): Korroosionkestävyys ja lujuus.
Superseokset (Inconel, Hastelloy): Erittäin kuumuuteen ilmailussa.
Hiili- ja seosteräkset: Kestäviin teollisuussovelluksiin.
Mittatarkkuus (CT4–CT6-standardit)
Näemme usein asiakkaita yllättyneinä siitä, että sijoitusvalulla voidaan saavuttaa ±0,005 tuuman lineaariset toleranssit tuumalla. Vaikka se ei korvaa CNC:tä laakerin sovituksessa, se poistaa usein tarpeen toissijaista työstöä varten 90 %:lla osan pinnoista.
Design for Manufacturability (DFM): Vinkkejä valimolattialta
Maksimoidakseen tarkkuusvalun edut suunnittelijoiden tulee ottaa huomioon nämä "asiantuntijatason" DFM-periaatteet:
Tasainen seinän paksuus
Vältä äkillisiä siirtymiä paksuista osista ohuisiin "kutistumisvirheiden" estämiseksi. Jos siirtymät ovat tarpeen, käytä runsaita säteitä.
01
Fileet ja säteet
Terävät kulmat ovat jännityksen keskittäjiä. Vähimmäissäde 0,5 mm - 1.0 mm parantaa metallin virtausta ja kuoren lujuutta.
02
Reikien syvyydet
Nyrkkisääntönä on, että valureiän syvyys ei saa ylittää 2x sen halkaisija. Syvemmille reikille toissijainen poraus on usein kustannustehokkaampaa-.
03
Toleranssin todellisuuden tarkistus
Määritä tiukat toleranssit vain silloin, kun ne toimivat. Ei--kriittisten ominaisuuksien sietäminen yli- nostaa romun määrää ja nostaa -osakustannuksiasi.
04
Kustannusanalyysi: Milloin investointi maksaa itsensä takaisin?
Vaikka alkuperäinen vaharuiskutussuutin edustaa etukäteiskustannuksia (tyypillisesti 2 000 - 10 000 dollaria monimutkaisuudesta riippuen), kokonaiskustannukset (TCO) laskevat merkittävästi 100 ja 5 000 kappaleen välillä.
Pieni äänenvoimakkuus (<50 pcs): CNC or 3D printing is usually cheaper.
Keskikokoinen ja suuri volyymi: Tarkkuusvalu voittaa vähentämällä materiaalihukkaa (etenkin kalliissa metalliseoksissa, kuten koboltissa) ja eliminoimalla toissijaisen työn.
Real{0}}maailman sovellukset
miksi valita meidät
Creativen kanssa on mahtavaa työskennellä. hämmästyttävän organisoitu, helppo kommunikoida. reagoiva seuraaviin iteraatioihin ja kaunis työ.
Ilmailu
Polttoainesuuttimet, joissa on monimutkaiset sisäiset ruiskutuskuviot.
Lääketieteellinen
Ortopediset implantit, joissa on bio{0}}yhteensopivia orgaanisia muotoja.
Autoteollisuus
Turboahtimen kotelot ja{0}}tehokkaat pakosarjat.
Energiaa
Turbiinien lavat sähköntuotantoon, joiden on kestettävä suuria keskipakovoimia.
FAQ
K: Voiko tarkkuusvalulla saavuttaa nolla-vetokulmaa?
V: Kyllä. Toisin kuin hiekka- tai painevalumuotit, sijoitusvalumuotit ovat keraamisia ja rikkoutuvat kaatamisen jälkeen, mikä mahdollistaa nolla-vedon ja syvät alileikkaukset, joita olisi mahdotonta "vetää" pysyvästä muotista.
K: Miten pinnan viimeistely on verrattuna 3D-tulostukseen?
V: Useimmilla teollisuusmetallien 3D-tulosteilla (DMLS) on suhteellisen karkea "hiekkainen" viimeistely. Tarkkuusvalu tarjoaa paljon tasaisemman valupinnan (Ra 3,2 µm), mikä on usein hyväksyttävää ei--liittyville pinnoille ilman lisäkiillotusta.
K: Onko mahdollista valaa sisäisiä lankoja?
V: Vaikka se on teknisesti mahdollista, sitä suositellaan harvoin. Kierteiden valu johtaa yleensä huonoon sovitukseen metallin kutistumisen vuoksi. Suosittelemme yleensä ulokkeen valua ja kierteiden napauttamista CNC:n avulla tarkkuuden vuoksi.
K: Mikä on tyypillinen tarkkuusvalun läpimenoaika verrattuna CNC- tai 3D-tulostukseen?
V: Tarkkuusvalu vaatii vahatyökalujen valmistuksen, joka kestää tyypillisesti 4–8 viikkoa osan monimutkaisuudesta riippuen. Tämä ennakkotoimitusaika on pidempi kuin CNC-tulostus (päiviä) tai 3D-tulostus (tuntia) ensimmäiselle kappaleelle. Kuitenkin kun työkalut on valmis, tuotannon läpimenoaika erää kohti on 2–4 viikkoa.
K: Voiko tarkkuusvaluja lämpökäsitellä tai hitsata valun jälkeen?
V: Kyllä. Monet tarkkuusvalut käyvät läpi valun jälkeisen -lämpökäsittelyn (esim. liuoshehkutus, vanhentaminen) mekaanisten ominaisuuksien parantamiseksi - erityisesti ruostumattomien terästen (17-4PH, 316L) ja superseosten (Inconel) osalta. Hitsaus on mahdollista myös korjauksen tai asennuksen yhteydessä, mutta siitä tulee keskustella valimosi kanssa hyvissä ajoin.