Apa itu Casting Investasi?

Pengantar proses casting investasi

Pengecoran investasi, juga dikenal sebagai pengecoran presisi atau pengecoran lilin yang hilang, adalah proses manufaktur di mana pola lilin digunakan untuk membentuk cetakan keramik sekali pakai. Sebuah pola lilin dibuat dalam bentuk yang tepat dari item yang akan dilemparkan. Pola ini dilapisi dengan bahan keramik tahan api. Setelah bahan keramik mengeras, dibalik dan dipanaskan sampai lilin meleleh dan mengalir keluar. Cangkang keramik yang mengeras menjadi cetakan investasi yang dapat dibuang. Logam cair dituangkan ke dalam cetakan dan dibiarkan dingin. Pengecoran logam kemudian dipecah dari cetakan bekas.

Istilah casting investasi berasal dari proses "investasi" (mengelilingi) suatu pola dengan bahan tahan api. Pengecoran investasi sering dipilih daripada metode pencetakan lainnya karena coran yang dihasilkan menyajikan detail halus dan permukaan akhir cetakan yang sangat baik. Mereka juga dapat dicor dengan dinding tipis dan lorong internal yang kompleks. Tidak seperti pengecoran pasir, pengecoran investasi tidak memerlukan draft.

Kualitas proses ini dapat memberikan coran bentuk bersih atau hampir bersih, yang memberi pelanggan penghematan biaya yang signifikan dalam bahan, tenaga kerja, dan permesinan. Itu dapat menggunakan logam yang paling umum, termasuk aluminium, perunggu, magnesium, baja karbon, dan baja tahan karat. Suku cadang yang diproduksi dengan casting investasi meliputi bilah turbin, peralatan medis, komponen senjata api, roda gigi, perhiasan, kepala tongkat golf, dan banyak komponen mesin lainnya dengan geometri kompleks.

Proses casting investasi

Proses pengecoran investasi terdiri dari beberapa langkah:konstruksi cetakan logam, produksi pola lilin, pembuatan cetakan keramik, penuangan, pemadatan, pengocokan, dan pembersihan.

1. Konstruksi cetakan logam

Pola lilin dan cetakan keramik dihancurkan selama proses pengecoran investasi, sehingga setiap pengecoran membutuhkan pola lilin baru. Kecuali pengecoran investasi digunakan untuk menghasilkan volume yang sangat kecil (seperti yang biasa dilakukan untuk karya seni atau perhiasan asli), cetakan atau cetakan diperlukan untuk membuat pola lilin.

Ukuran master die harus dihitung dengan cermat; itu harus mempertimbangkan penyusutan yang diharapkan dari pola lilin, penyusutan yang diharapkan dari bahan keramik yang diinvestasikan di atas pola lilin, dan penyusutan yang diharapkan dari pengecoran logam itu sendiri.

2. Produksi pola lilin

Jumlah pola lilin selalu sama dengan jumlah coran yang akan diproduksi; setiap pengecoran individu membutuhkan pola lilin baru.

Lilin panas disuntikkan ke dalam cetakan atau die dan dibiarkan memadat. Core mungkin diperlukan untuk membentuk fitur internal apa pun. Pola lilin yang dihasilkan adalah replika yang tepat dari bagian yang akan diproduksi. Metodenya mirip dengan die-casting, tetapi dengan lilin yang digunakan sebagai pengganti logam cair.

3. Pembuatan cetakan

Sistem gating (sprue, runner bar, dan riser) dipasang pada cetakan lilin. Untuk coran yang lebih kecil, beberapa pola lilin dilekatkan pada sistem gating lilin pusat untuk membentuk rakitan seperti pohon. Cangkir tuang, biasanya dipasang di ujung runner bar, berfungsi untuk memasukkan logam cair ke dalam cetakan.

"Pohon pola" yang dirakit dicelupkan ke dalam bubur silika berbutir halus. Itu dicelupkan berulang kali, dilapisi dengan bubur yang semakin tahan api dengan setiap celupan. Setelah lapisan tahan api mencapai ketebalan yang diinginkan, dibiarkan mengering dan mengeras; lapisan kering membentuk cangkang keramik di sekitar pola dan sistem gerbang.

Ketebalan cangkang keramik tergantung dari ukuran dan berat bagian yang dicor, dan suhu penuangan logam yang dicor. Ketebalan dinding rata-rata adalah sekitar 0,375 inci (9,525 mm). Cetakan keramik yang mengeras dibalik, dimasukkan ke dalam oven, dan dipanaskan sampai lilin meleleh dan habis. Hasilnya adalah cangkang keramik berongga.

4. Menuangkan

Cetakan keramik dipanaskan hingga sekitar 1000 – 2000°F (550 – 1100 °C). Proses pemanasan semakin memperkuat cetakan, menghilangkan sisa lilin atau kontaminan, dan menguapkan air dari bahan cetakan.

Logam cair dituangkan ke dalam cetakan saat masih panas – logam cair mengalir ke dalam cangkir tuang, melalui sistem gerbang pusat, dan ke setiap rongga cetakan di pohon. Cetakan yang dipanaskan sebelumnya memungkinkan logam mengalir dengan mudah melalui bagian yang tipis dan terperinci. Ini juga menciptakan casting dengan akurasi dimensi yang lebih baik, karena cetakan dan casting akan mendingin dan menyusut bersama.

5. Pendingin

Setelah cetakan dituangkan, logam mendingin dan mengeras. Waktu yang dibutuhkan cetakan untuk mendingin menjadi padat tergantung pada bahan yang dicetak dan ketebalan pengecoran yang dibuat.

6. Goyangan

Setelah casting mengeras, cetakan keramik rusak, dan casting dapat dilepas. Cetakan keramik biasanya dipecah secara manual atau dengan pancaran air. Setelah dilepas, masing-masing coran dipisahkan dari pohon sistem gatingnya menggunakan tumbukan manual, penggergajian, pemotongan, pembakaran, atau pemecah dingin dengan nitrogen cair.

7. Menyelesaikan

Operasi finishing seperti penggilingan atau sandblasting biasanya digunakan untuk menghaluskan bagian di gerbang dan menghilangkan ketidaksempurnaan. Tergantung pada logam dari mana pengecoran dituangkan, perlakuan panas dapat digunakan untuk mengeraskan bagian akhir.

Kapan menggunakan casting investasi

Karena kompleksitas dan persyaratan tenaga kerja, casting investasi adalah proses yang relatif mahal – namun manfaatnya sering kali lebih besar daripada biayanya. Hampir semua logam dapat menjadi cor investasi. Suku cadang yang diproduksi oleh pengecoran investasi biasanya berukuran kecil, tetapi prosesnya dapat digunakan secara efektif untuk suku cadang dengan berat 75 lbs atau lebih.

Pengecoran investasi mampu menghasilkan bagian-bagian kompleks dengan permukaan akhir as-cast yang sangat baik. Coran investasi tidak perlu memiliki lancip yang terpasang untuk melepaskan komponen dari cetakannya karena cangkang keramik terlepas dari bagian saat didinginkan. Fitur produksi ini memungkinkan pengecoran dengan sudut 90 derajat dirancang tanpa penyisihan penyusutan bawaan, dan tanpa pemesinan tambahan yang diperlukan untuk mendapatkan sudut tersebut.

Proses pengecoran investasi menciptakan bagian dengan akurasi dimensi yang unggul; bagian bentuk jaring mudah dicapai, dan bentuk jadi sering diproduksi tanpa pemesinan sekunder. Setiap proses pengecoran unik membutuhkan cetakan baru untuk menghasilkan pola lilin. Perkakas untuk casting investasi bisa sangat mahal; tergantung pada kerumitannya, biaya perkakas dapat berkisar antara $1000 dan $10,000.

Untuk pesanan volume tinggi, waktu dan tenaga yang dihemat dengan menghilangkan atau mengurangi pemesinan sekunder dengan mudah menggantikan biaya perkakas baru. Pengecoran kecil kemungkinan kecil untuk menebus investasi. Umumnya, casting investasi adalah pilihan logis untuk menjalankan 25 bagian atau lebih.

Biasanya dibutuhkan 7 hari untuk beralih dari pola lilin baru ke pengecoran lengkap; sebagian besar waktu itu diambil dengan membuat dan mengeringkan cetakan cangkang keramik. Beberapa pengecoran memiliki kemampuan cepat kering untuk menghasilkan coran lebih cepat. Waktu dan sifat padat karya dari casting investasi tidak hanya mempengaruhi biaya. Pabrik pengecoran memiliki peralatan dan kapasitas produksi yang terbatas, sehingga waktu tunggu yang lebih lama untuk pengecoran investasi adalah hal biasa.

Layanan casting khusus

Reliance Foundry bekerja sama dengan klien untuk merancang pola dan metode pencetakan untuk setiap pengecoran khusus. Minta Penawaran untuk mendapatkan informasi lebih lanjut tentang bagaimana layanan casting kami dapat memenuhi persyaratan proyek Anda.