Investeringsstøpeprosess

Støpegods kan lages fra en original voksmodell (den direkte metoden) eller fra vokskopier av et originalt mønster som ikke trenger å være laget av voks (den indirekte metoden). De følgende trinnene beskriver den indirekte prosessen, som kan ta to til syv dager å fullføre.

1. Lag et mestermønster: En kunstner eller formmaker lager et originalt mønster avvoks,leire,tre,plast, eller annet materiale.^[5]I de siste årene produksjon av mønstre ved hjelp av3D-utskriftav modeller produsert avdatastyrt designprogramvare har blitt populært å bruke hovedsakeligharpiksbasertStereolitografi(SLA) eller DLP 3D-skrivere for mønstre med høy oppløsning eller standard PLA-filament når høye nivåer av nøyaktighet ikke er nødvendig. Hvis du bruker et 3D-trykt mønster, fortsett direkte til trinn 5.
2. Lag en form: Aform, kjent sommester dø, er laget for å passe til mastermønsteret. Hvis mastermønsteret ble laget av stål, kan masterdysen støpes direkte fra mønsteret ved bruk av metall med lavere smeltepunkt.Gummiformer kan også støpes direkte fra mastermønsteret. Alternativt kan en masterdyse maskineres uavhengig – uten å lage et mastermønster.^[5]
3. Lag voksmønstre: Selv om det er kaltvoksmønstre, mønstermaterialer kan også inkludere plast og frossenkvikksølv.^[5]Voksmønstre kan produseres på en av to måter. I en prosess helles voksen i formen og sveises rundt til et jevnt belegg, vanligvis omtrent 3 mm (0,12 in) tykt, dekker den indre overflaten av formen. Dette gjentas til ønsket mønstertykkelse er nådd. En annen metode går ut på å fylle hele formen med smeltet voks og la den avkjøles som en fast gjenstand.^{[kilde trengs]}
   Hvis en kjerne er nødvendig, er det to alternativer: løselig voks eller keramikk. Løselige vokskjerner er designet for å smelte ut av investeringsbelegget med resten av voksmønsteret; keramiske kjerner fjernes etter at produktet har herdet.^[5]
4. Sett sammen voksmønstre: Flere voksmønstre kan lages og settes sammen til ett stort mønster som kan støpes i én sats. I denne situasjonen er mønstre festet til en voksspruefor å lage en mønsterklynge, ellertre.For å feste mønstre, brukes et varmeverktøy for å smelte angitte voksoverflater litt, som deretter presses mot hverandre og får avkjøles og stivne. Så mange som flere hundre mønstre kan settes sammen til et tre.^[5][6]Voksmønstre kan også værejaget, som betyrskillelinjerellerblinkergnis ut med det oppvarmede metallverktøyet. Endelig er mønstrekledd(ved å fjerne ufullkommenheter) for å se ut som ferdige deler.^[7]
5. Bruk investeringsmateriell: Den keramiske formen, kjent sominvestering, produseres ved å gjenta en rekke trinn – belegg, stukk og herding – til en ønsket tykkelse er oppnådd.
   1. Belegginnebærer å dyppe en mønsterklynge i en slurry av fint ildfast materiale og deretter drenere for å skape et jevnt overflatebelegg. Fine materialer brukes i dette første trinnet, også kalt enprime strøk, for å bevare fine detaljer fra formen.
   2. Stuccoingpåfører grove keramiske partikler ved å dyppe mønstre i enfluidisert seng, plassere den i en regnsliper, eller ved å påføre materialer for hånd.
   3. Herdinglar belegg herde. Disse trinnene gjentas til investeringen når den nødvendige tykkelsen – vanligvis 5 til 15 mm (0,2 til 0,6 in). Investeringsformer får tørke helt, noe som kan ta 16 til 48 timer. Tørking kan akselereres ved å påføre et vakuum eller minimere miljøfuktigheten. Investeringsformer kan også lages ved å plassere mønsterklyngene i enkolbeog deretter helle flytende investeringsmateriale ovenfra. Kolben vibreres deretter for å la innestengt luft slippe ut og hjelpe investeringsmaterialet med å fylle eventuelle små tomrom.^[5][8]
   4. Materialer: fellesildfastmaterialer som brukes til å lage investeringene er: silika, zirkon, diversealuminiumsilikater, ogalumina. Silica brukes vanligvis ismeltet silikaform, men noen gangerkvartsbrukes fordi det er rimeligere.Aluminiumsilikaterer en blanding av alumina og silisiumdioksyd, hvor vanlig brukte blandinger har et aluminiumoksydinnhold fra 42 til 72 %; ved 72% alumina er forbindelsen kjent sommullitt. Under primær strøk(e),zirkon-baserte ildfaste materialer er ofte brukt, fordizirkoniumer mindre sannsynlig å reagere med det smeltede metallet.^[8]Før silika, en blanding av gips og oppmalte gamle former (chamotte) var brukt.^[9]Bindemidlene som brukes til å holde det ildfaste materialet på plass inkluderer:etylsilikat(alkoholbasert og kjemisk herdet),kolloidalt silika(vannbasert, også kjent som silikasol, satt ved tørking),natriumsilikat, og en hybrid av disse kontrollert forpHogviskositet.
6. Avvoks: Når keramiske former er ferdig herdet, snus de opp-ned og legges i enovnellerautoklavå smelte ut og/eller fordampe voksen. De fleste skallfeil oppstår på dette tidspunktet fordi voksenene som brukes har entermisk ekspansjonskoeffisientdet er mye større enn investeringsmaterialet som omgir det - når voksen varmes opp, utvider den seg og introduserer stress. For å minimere disse påkjenningene varmes voksen opp så raskt som mulig slik at ytre voksoverflater kan smelte og renne raskt, noe som gir plass til resten av voksen til å utvide seg. I visse situasjoner kan det bores hull i formen før oppvarming for å redusere disse påkjenningene. Eventuell voks som renner ut av formen blir vanligvis gjenvunnet og gjenbrukt.^[10]
7. Utbrent forvarming: Formen utsettes deretter for enbrenne ut, som varmer opp formen til mellom 870 °C og 1095 °C for å fjerne eventuell fuktighet og rester av voks, og for åsinterformen. Noen ganger brukes denne oppvarmingen også til å forvarme formen før helling, men andre ganger får formen avkjøles slik at den kan testes. Forvarming gjør at metallet holder seg flytende lenger, slik at det bedre kan fylle alle formdetaljer og øke dimensjonsnøyaktigheten. Hvis formen blir avkjølt, kan eventuelle sprekker repareres med keramisk slurry eller spesialsement.^[10][11]
8. Heller: Investeringsformen plasseres deretter med åpen side opp i et kar fylt med sand. Metallet kan helles av gravitasjon eller tvinges ved å påføre positivt lufttrykk eller andre krefter.Vakuumstøping,tilt støping, trykkassistert helling ogsentrifugalstøpinger metoder som bruker ekstra krefter og er spesielt nyttige når former inneholder tynne seksjoner som ellers ville vært vanskelig å fylle.^[11]
9. Avhending: Skallet er hamret,media sprengt,vibrerte,vannstråle, eller kjemisk oppløst (noen ganger medflytende nitrogen) for å frigjøre støpingen. Innløpet kuttes av og resirkuleres. Støpingen kan deretter ryddes opp for å fjerne tegn på støpeprosessen, vanligvis vedsliping.^[11]
10. Etterbehandling: Etter sliping er den fullførte støpingen gjenstand for etterbehandling. Dette går vanligvis lenger enn sliping, med urenheter og negativer som fjernes via håndverktøy og sveising. I tilfelle at delen trenger ytterligere retting, utføres denne prosessen vanligvis av hydrauliske rettepresser, som bringer produktet i tråd med toleransene.^[12]