Penanaman Cetak Vakuum: Presisi, Kualitas, dan Keandalan untuk Bagian Logam Integritas Tinggi

Penanaman cetak vakuum menghasilkan bagian logam berkualitas sangat tinggi dengan detail halus dan finishing permukaan yang utamanya. Ini juga lebih kompleks daripada penanaman cetak konvensional dan membutuhkan peralatan pelehuran dan pengisian cetakan yang canggih. Akibatnya, ini disediakan untuk cetakan bagian yang membutuhkan tingkat integritas struktural yang sangat tinggi dan di mana cacat mahal.

Mengapa Menggunakan Vakuum?

Logam cair cenderung "bergejolak" saat mengalir ke dalam cetakan. Turbulensi ini menyebabkan dua jenis cacat: oksida dan porositas.

Oksida terbentuk saat atom logam terikat dengan oksigen. Ini terjadi pada batas logam-udara di mana terbentuk lapisan oksida. Pada beberapa logam, seperti aluminium, oksidasi permukaan bermanfaat karena menciptakan lapisan tahan korosi. Namun, ini adalah masalah selama cetakan.

Ini karena, saat logam cair bergejolak, oksida terbentuk di permukaan dan diserap ke dalam tubuh bagian cetak. Setelah logam mengeras, ketidakterusan ini membentuk area kelemahan.

Porositas adalah pembentukan gelembung di dalam tubuh logam. Seperti oksida, ini mengurangi kekuatan, terutama di area stres tinggi saat diekspos oleh pemesinan.

Salah satu cara untuk meminimalkan turbulensi, oksidasi, dan porositas adalah dengan mengisi perlahan dari bawah cetakan. Sebagian besar perusahaan cetakan mencoba melakukan ini tetapi keterbatasan desain bagian dan waktu siklus sering membatasi apa yang mungkin. Metode lain adalah mengeluarkan udara dari cetakan sebelum logam mengalir masuk.

Proses Penanaman Cetak Vakuum

Penanaman cetak digunakan untuk membuat bagian logam kompleks yang membutuhkan sedikit pemesinan sekunder. Cetakan dibuat dengan melapisi pola lilin dengan serapan keramik. Setelah serapan kering menjadi cangkang keras, lilin dilelehkan untuk meninggalkan ruang kosong bagi logam untuk diisi.

Dalam penanaman cetak vakuum, cetakan dibuat dengan cara yang sama tetapi kemudian udara dipompa keluar dari ruang kosong cetakan, sebelum diisi dengan logam. Karena tujuannya adalah untuk mencegah logam cair oksidasi, selama pelehuran dan penuangan keduanya dilakukan di bawah vakuum. Ini terjadi di mesin pelehuran indusi vakuum (VIM).

Dalam satu konfigurasi VIM, mesin terdiri dari dua kamber yang diatur secara vertikal. Konfigurasi VIM lainnya berisi sistem indusi vakuum tiga kamber horizontal yang efisien. Konfigurasi dua kamber vertikal memiliki kamber atas dan kamber bawah yang berada di bawah vakuum. Cangkang penanaman cetak keramik ditempatkan ke dalam kamber bawah kemudian diompol ke level mikron rendah. Kemudian, katup isolasi dibuka dan cetakan diangkat ke posisi, dekat dengan krui peleleh, untuk penuangan. Setelah penuh, dengan logam, cangkang dikeluarkan dari kamber vakuum cetakan. Setelah pengeringan selesai, keramik dipecahkan untuk mengungkap bagian cetakan. Sistem VIM tiga kamber horizontal memiliki katup isolasi yang memungkinkan konsistensi level vakuum antara kamber. Efisiensi meningkat dengan ramming krui dan pelehuran yang integral dengan siklus cetakan menyediakan lebih banyak pelehuran/lebih banyak pon ituang per jam sambil mempertahankan level vakuum tinggi dan kualitas cetakan unggulan.

Dalam variasi proses ini, kamber krui dapat difungsikan dengan tekanan. (Penggunaan gas iners menghindari oksidasi.) Tekanan meningkat kecepatan pengisian cetakan dan membantu memastikan setiap bagian ruang kosong cetakan terisi.

Manfaat Penanaman Cetak Vakuum

Keuntungan utama dari proses ini adalah eliminasi hampir total cacat oksidasi dan porositas serta kekurangan di dalam bagian cetakan. (Hanya "hampir" karena tidak mungkin untuk mengeluarkan setiap molekul oksigen dari cetakan.) Selain itu, ini mencegah non-fills yang disebabkan oleh kantong udara.

Manfaat lainnya adalah proses dapat membentuk fitur yang sangat halus dan bagian dinding tipis yang luar biasa karena vakuum memastikan ruang kosong terisi sepenuhnya. Selain itu, kualitas permukaan sangat baik.

Logam untuk Penanaman Cetak Vakuum

Setiap logam yang cocok untuk penanaman cetak dapat diproses di bawah vakuum. Namun, proses ini paling sering digunakan dengan nikel, superalloy berbasis kobalt, dan alloy titanium karena logam ini memiliki affinitas oksigen yang sangat tinggi dan membentuk oksida dengan mudah. Selain itu, nilai tinggi logam ini dan penggunaannya dalam produk kompleks dan bernilai tinggi membuatnya menguntungkan untuk meminimalkan scrap.

Apakah Anda Harus Menggunakan Penanaman Cetak Vakuum?

Membuat vakuum pada alat cetakan sebelum logam dituangi mencegah udara menciptakan cacat di dalam tubuh cetakan. Digabungkan dengan penanaman cetak, teknik ini memungkinkan produksi bagian berkualitas tinggi yang cocok untuk aplikasi beban dan stres tinggi. Ekonomi proses membuat penanaman cetak vakuum sangat menarik untuk logam bernilai tinggi seperti nikel, superalloy berbasis kobalt, dan alloy titanium.

Spesialis cetakan Impro dapat membantu Anda memutuskan apakah penanaman cetak vakuum akan tepat untuk bagian yang Anda buat. Hubungi kami untuk memulai diskusi tersebut.