แม่พิมพ์การลงทุนการหล่อความแม่นยำ

การหล่อแบบสูญเสียขี้ผึ้งนั้นเรียกกันในปัจจุบันว่าการหล่อแบบแม่นยำเพื่อการลงทุน เป็นกระบวนการหล่อแบบตัดน้อยหรือไม่ต้องตัดเลย ถือเป็นเทคโนโลยีกระบวนการที่ยอดเยี่ยมในอุตสาหกรรมการหล่อ โดยมีการใช้งานอย่างกว้างขวาง ไม่เพียงแต่เหมาะสำหรับการหล่อโลหะผสมประเภทต่างๆ เท่านั้น แต่ความแม่นยำของขนาดและคุณภาพพื้นผิวของการหล่อที่ผลิตยังสูงกว่าวิธีการหล่ออื่นๆ อีกด้วย และแม้แต่การหล่อที่ซับซ้อน ทนต่ออุณหภูมิสูง และไม่ง่ายในการประมวลผล ซึ่งยากต่อการหล่อด้วยวิธีการหล่ออื่นๆ ก็สามารถหล่อได้ด้วยการหล่อแบบแม่นยำเพื่อการลงทุน

การหล่อแบบแม่นยำด้วยแม่พิมพ์การลงทุนได้รับการพัฒนาบนพื้นฐานของการหล่อแม่พิมพ์ขี้ผึ้งโบราณ ในฐานะอารยธรรมโบราณ จีนเป็นหนึ่งในประเทศแรกๆ ที่ใช้เทคโนโลยีนี้ ย้อนกลับไปหลายร้อยปีก่อนคริสตกาล คนงานสมัยโบราณของจีนได้สร้างเทคโนโลยีการหล่อแบบสูญเสียขี้ผึ้งนี้ขึ้น ซึ่งใช้ในการหล่อลวดลายและลักษณะต่างๆ ที่ละเอียดอ่อนของระฆังและภาชนะและผลิตภัณฑ์อื่นๆ เช่น ช่วงฤดูใบไม้ผลิและฤดูใบไม้ร่วงของสุสาน Zeng Hou Yi ฐานของสุสาน Zeng Hou Yi เป็นมังกรที่พันกันหลายตัวซึ่งเชื่อมต่อกันปลายต่อปลายและสลับกันขึ้นและลง ทำให้เกิดลวดลายมัวร์หลายชั้นที่กลวงตรงกลาง ลวดลายเหล่านี้ทำได้ยากด้วยกระบวนการหล่อแบบธรรมดา แต่กระบวนการหล่อแบบสูญเสียขี้ผึ้งสามารถใช้ประโยชน์จากลักษณะของขี้ผึ้งพาราฟินได้ ซึ่งไม่มีความแข็งแรงและแกะสลักได้ง่าย คุณสามารถใช้เครื่องมือธรรมดาแกะสลักวัสดุพาราฟินชนิดเดียวกันกับแผ่นหลุมศพของ Zeng Hou Yi จากนั้นจึงติดตั้งระบบการเท การเคลือบ การขจัดขี้ผึ้ง การเท คุณก็จะได้แผ่นหลุมศพอันประณีตของ Zeng Hou Yi เรียบร้อยแล้ว

วิธีการหล่อแบบสมัยใหม่ถูกนำมาใช้จริงในการผลิตทางอุตสาหกรรมในช่วงทศวรรษที่ 1940 ในเวลานั้น การพัฒนาเครื่องยนต์เจ็ทสำหรับการบินจำเป็นต้องมีการผลิตชิ้นส่วนโลหะผสมทนความร้อนที่มีรูปร่างซับซ้อน ขนาดที่แม่นยำ และพื้นผิวเรียบ เช่น ใบพัด ใบพัด และหัวฉีด เนื่องจากวัสดุโลหะผสมทนความร้อนนั้นยากต่อการประมวลผลทางกล รูปร่างของชิ้นส่วนจึงซับซ้อน จึงไม่สามารถใช้หรือยากต่อการใช้วิธีการอื่นในการผลิต ดังนั้นจึงจำเป็นต้องค้นหาวิธีการขึ้นรูปที่มีความแม่นยำแบบใหม่ ดังนั้น เรียนรู้จากการหล่อแบบสูญเสียขี้ผึ้งโบราณ ผ่านการปรับปรุงวัสดุและกระบวนการ วิธีการหล่อแบบสมัยใหม่ในกระบวนการโบราณบนพื้นฐานของการพัฒนาที่สำคัญ ดังนั้น การพัฒนาอุตสาหกรรมการบินจึงส่งเสริมการใช้การหล่อแบบหล่อ และการปรับปรุงและความสมบูรณ์แบบของการหล่อแบบหล่อแบบหล่ออย่างต่อเนื่องยังสร้างเงื่อนไขที่เอื้ออำนวยต่ออุตสาหกรรมการบินในการปรับปรุงประสิทธิภาพต่อไป

จีนเริ่มนำการหล่อแบบหล่อโลหะมาใช้กับการผลิตภาคอุตสาหกรรมในช่วงทศวรรษปี 1950 และ 1960 ต่อมากระบวนการหล่อขั้นสูงนี้ได้รับการพัฒนาอย่างมาก และถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการบิน รถยนต์ เครื่องมือกล เรือ เครื่องยนต์สันดาปภายใน กังหันแก๊ส เครื่องมือโทรคมนาคม อาวุธ อุปกรณ์และเครื่องมือทางการแพทย์ และอุตสาหกรรมการผลิตอื่นๆ แต่ยังใช้ในการผลิตงานศิลปะและงานฝีมืออีกด้วย

กระบวนการหล่อแบบหลอมเหลวนั้นใช้เพียงวัสดุหลอมเหลว (เช่น ขี้ผึ้งหรือพลาสติก) เพื่อสร้างแบบจำลองหลอมเหลว (เรียกว่าแม่พิมพ์หล่อหลอมเหลวหรือแบบจำลอง) เคลือบด้วยสีทนไฟพิเศษหลายชั้น หลังจากแห้งและแข็งตัวเพื่อสร้างเปลือกทั้งหมด จากนั้นใช้ไอน้ำหรือน้ำร้อนเพื่อหลอมแบบจำลองออกจากเปลือก จากนั้นจึงวางเปลือกในกล่องทรายที่เต็มไปด้วยทรายแห้งรอบ ๆ ในที่สุด แม่พิมพ์จะถูกใส่ในเตาเผาผ่านการอบที่อุณหภูมิสูง (เช่น การใช้เปลือกที่มีความแข็งแรงสูง คุณไม่จำเป็นต้องขึ้นรูปแม่พิมพ์หลังจากปล่อยเปลือกแล้วจึงคั่วโดยตรง) แม่พิมพ์หรือเปลือกหลังจากการคั่ว ซึ่งโลหะหลอมเหลวจะถูกเทลงไปเพื่อให้ได้แม่พิมพ์

ความแม่นยำของมิติของการหล่อแบบหล่อแบบหล่อลงนั้นค่อนข้างสูง โดยทั่วไปจะอยู่ที่ CT4 ~ 6 (การหล่อทรายคือ CT10 ~ 13 และการหล่อแบบฉีดคือ CT5 ~ 7) แน่นอนว่าเนื่องจากกระบวนการหล่อแบบหล่อลงนั้นซับซ้อน จึงมีปัจจัยหลายประการที่ส่งผลต่อความแม่นยำของมิติของการหล่อ เช่น การหดตัวของแม่พิมพ์ การเสียรูปของแม่พิมพ์หล่อลง การเปลี่ยนแปลงเชิงเส้นของเปลือกในกระบวนการให้ความร้อนและทำความเย็น อัตราการหดตัวของโลหะผสม และการเสียรูปของการหล่อระหว่างกระบวนการแข็งตัว เป็นต้น ดังนั้นความแม่นยำของมิติของการหล่อแบบหล่อลงแบบหล่อลงทั่วไปจึงสูงกว่า แต่ความสม่ำเสมอของมันยังต้องได้รับการปรับปรุง (ความสม่ำเสมอของมิติของการหล่อโดยใช้สารขี้ผึ้งที่มีอุณหภูมิปานกลางและสูงควรได้รับการปรับปรุงอย่างมาก)

เมื่อกดแม่พิมพ์การลงทุน จะใช้พื้นผิวที่เสร็จสิ้นของโพรงสูง ดังนั้น พื้นผิวที่เสร็จสิ้นของแม่พิมพ์การลงทุนจึงค่อนข้างสูง นอกจากนี้ เปลือกยังทำจากสารยึดเกาะพิเศษที่ทนต่ออุณหภูมิสูงและวัสดุทนไฟที่ทำจากการเคลือบทนไฟบนแม่พิมพ์การลงทุน และพื้นผิวของโพรงที่สัมผัสโดยตรงกับโลหะหลอมเหลวจะมีพื้นผิวที่เสร็จสิ้นสูง ดังนั้น พื้นผิวที่เสร็จสิ้นของงานหล่อการลงทุนจึงสูงกว่างานหล่อทั่วไป โดยทั่วไปจะสูงถึง Ra.1.6~3.2μ m

ข้อดีที่ใหญ่ที่สุดของการหล่อแบบลงทุนคือเนื่องจากความแม่นยำของมิติและการตกแต่งพื้นผิวที่สูงของการหล่อแบบลงทุน จึงสามารถลดงานกลึงได้ โดยสามารถเหลือค่าเผื่อการประมวลผลเพียงเล็กน้อยสำหรับชิ้นส่วนที่มีข้อกำหนดที่สูงกว่า และแม้แต่การหล่อบางประเภทก็เหลือค่าเผื่อการเจียรและขัดเงาเท่านั้น ซึ่งสามารถใช้ได้โดยไม่ต้องใช้กระบวนการทางกล จะเห็นได้ว่าการใช้การหล่อแบบลงทุนสามารถประหยัดอุปกรณ์เครื่องมือเครื่องจักรและชั่วโมงการประมวลผลได้อย่างมาก และยังช่วยประหยัดวัตถุดิบโลหะได้มากอีกด้วย

ข้อดีอีกประการของวิธีการหล่อแบบลงทุนคือสามารถหล่อโลหะผสมชนิดต่างๆ ที่ซับซ้อนได้ โดยเฉพาะการหล่อโลหะผสมพิเศษ ตัวอย่างเช่น ใบพัดของเครื่องยนต์เจ็ท โปรไฟล์เพรียวลม และช่องระบายความร้อนนั้นแทบจะขึ้นรูปด้วยเครื่องจักรไม่ได้ กระบวนการผลิตด้วยวิธีการหล่อแบบลงทุนไม่เพียงแต่ทำให้ผลิตได้จำนวนมากเท่านั้น แต่ยังรับประกันความสม่ำเสมอของการหล่ออีกด้วย และยังหลีกเลี่ยงความเค้นที่เกิดจากใบพัดที่เหลือหลังการกลึงอีกด้วย