В сравнении с традиционным процессом литья, где мастер-модель изготавливается вручную или с помощью механической обработки, использование пятиосевых обрабатывающих центров с ЧПУ позволяет создавать более разнообразные формы, но такой подход стоит дороже. Для массового производства это актуально, но для малых и средних серий более рациональным является использование 3D-печати.

Литье по выжигаемым моделям 

Этапы литья по выжигаемым моделям

ЭТАП 1: Разработка цифровой 3D модели является первым этапом в создании будущего изделия. Специализированное программное обеспечение позволяет учесть все необходимые детали и требования к конечному продукту.
ЭТАП 2: Далее, с использованием аддитивных технологий, создается физическая модель изделия. Для этого используются специальные воски или пластики, которые могут быть легко устранены на последующих этапах. 3D печать позволяет создавать модели с высокой степенью детализации и сложности, которые были бы сложно или невозможно изготовить традиционными методами.
ЭТАП 3: Полученная 3D модель покрывается огнеупорным материалом для формирования оболочки. Этот процесс включает погружение модели в слой огнеупорной жидкости и последующее обсыпание огнеупорным порошком, повторяемое несколько раз, чтобы достичь нужной толщины оболочки.
ЭТАП 4: После застывания оболочки производится выжигание моделей. Модель с оболочкой помещается в печь, где при высокой температуре модель выжигается или выплавляется, оставляя после себя полость точной формы будущего изделия.
ЭТАП 5: Затем расплавленный металл заливается в полость оболочки. После остывания и затвердевания металла оболочка удаляется, оставляя металлический отливок.
ЭТАП 6: После литья отливка очищается от остатков огнеупорного материала, удаляются системы заливки и вентиляции. При необходимости проводится дополнительная механическая, термическая или химическая обработка для достижения требуемых характеристик и внешнего вида изделия.

Выплавляемые модели

Для формирования воскового прототипа применяют различные сорта воска, выбор которых определяется рядом критериев, включая способность к текучести, возможности повторного использования, стабильность размеров, финишную обработку поверхности и специфические требования проекта. К основным типам воска относятся воск с добавками для улучшения характеристик модели, чистый воск для высокоточных деталей, воск для формирования каналов подачи металла (спру-воск), воск, растворимый в воде, для создания внутренних полостей, и адгезивный воск для соединения элементов модели.

Особенности построения выплавляемых и выжигаемых моделей для литья

Структура сот

---

Сотовая структура занимает ~20 % от внутреннего пространства 3D-модели. Благодаря этому вы получаете:

• Меньший объем печати и соответственно более низкую стоимость изготовления заготовки

• Более быструю скорость печати по сравнению с печатью цельных деталей.

• Облегчение процесса выжигания за счет уменьшенного объема выжигания.

• Уменьшение вероятности срыва модели во время печати по сравнению с печатью цельной модели.

• Уменьшение вероятности разрыва формы при выжигании. Достигается за счет того, что при выжигании тонкая сетчатая структура сгорает первой, тем самым высвобождая больше пространства для выгорания более толстой стенки формообразующей модели.

• Более чистую поверхность за счет меньшего кол-ва оставшейся золы

СОТОВАЯ СТРУКТУРА:

Основой является сотовая структура, состоящая из множества маленьких пустот или ячеек, подобно структуре пчелиных сот. Эти ячейки могут иметь различную форму – чаще всего шестиугольную, но также возможны квадратные, треугольные и другие геометрические формы. Сотовая структура обеспечивает прочность и жесткость модели при минимальном использовании материала.

ПУСТОТЫ ДЛЯ ОБЛЕГЧЕНИЯ ВЫЖИГАНИЯ:

Внутри сотовой структуры создаются специальные пустоты или каналы, которые облегчают процесс выжигания модельного материала. Сотовая структура, способная сворачиваться внутрь без нарушения конструкции, представляет собой интригующий пример применения принципов оригами и трансформируемого дизайна в инженерии и архитектуре.

МАТЕРИАЛ МОДЕЛИ:

Модели с сотовой структурой обычно изготавливаются из воска, полистирола или других легко выплавляемых материалов. Выбор материала зависит от требований к конечной отливке, технологических возможностей и экономических соображений.

ПРОЧНОСТЬ И ЛЕГКОСТЬ:

Сотовая структура позволяет достичь оптимального сочетания прочности и легкости модели. Это особенно важно для крупных отливок, где необходимо снизить риск деформации или разрушения модели под собственным весом в процессе изготовления огнеупорной оболочки.

Сравнение литья в песчаные формы и литья по выжигаемым моделям

	Литье по выжигаемым/выплавляемым моделям	Литье в песчаные формы
Время производственного цикла	От 10 дней	От 6 недель
Ограничения по весу готового изделия	До 350 кг	До 1 т
Наименьшая возможная толщина стенок, мм	1.5	3
Квалитет точности	с точностью до 12	с точностью до 16
Качество поверхности Ra, мкм	до 6,3	до 12,5
Основное назначение	Крупные детали с высокими точностью и качеством поверхности	Крупные детали с низкими требованиями к точности и качеству поверхности

Преимущества литья по выжигаемым/выплавляемым моделям

• Высокая точность и детализация: Этот метод позволяет достигать высокой точности размеров и сложности деталей без значительной дополнительной обработки.

• Лучшее качество поверхности: Готовые изделия имеют гладкую поверхность, что снижает необходимость в дополнительной обработке.

• Сложность конструкции: Метод выплавляемых моделей позволяет создавать сложные и тонкостенные конструкции, которые сложно или невозможно выполнить с помощью литья в песчаные формы.

• Минимизация отходов материала: Благодаря высокой точности метода, количество отходов материала минимально, что экономично при работе с дорогими сплавами.

• Гибкость в выборе материалов: Литье по выплавляемым моделям можно использовать с широким спектром металлов и сплавов, включая высокотемпературные и специальные материалы.

Литье по выжигаемым моделям по применению в различных отраслях

Литье по выжигаемым моделям широко применяется для изготовления сложных деталей для авиационных двигателей, компрессоров и других компонентов самолетов. Этот метод позволяет получить высокую точность отливок, а также обеспечивает легкость и прочность деталей.

АВТОМОБИЛЬНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ:

В производстве автомобилей литье по выжигаемым моделям используется для создания различных частей двигателей, корпусов и других компонентов автомобилей. Благодаря этому процессу можно получить сложные геометрические формы с высокой точностью и поверхностной отделкой.

МАШИНОСТРОЕНИЕ И ЭНЕРГЕТИКА:

Литье по выжигаемым моделям применяется для производства деталей и компонентов в машиностроении и энергетических установках. Этот метод позволяет получить качественные и прочные детали, которые могут выдерживать экстремальные условия эксплуатации.

МЕДИЦИНСКАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ:

В производстве медицинского оборудования и имплантатов литье по выжигаемым моделям используется для создания сложных и точных деталей. Этот метод обеспечивает высокую точность и поверхностную отделку, что важно для медицинских приборов и имплантатов.

ЭЛЕКТРОННАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ:

Литье по выжигаемым моделям также используется в электронной промышленности для создания корпусов и деталей различных электронных устройств. Этот метод позволяет получить детали с высокой точностью и сложной геометрией, при этом сохраняя их электрические свойства.