Калі большасць людзей чуюць «ліццё па выплачаных восках», яны ўяўляюць апошнюю бліскучую металічную частку — лапатку турбіны, медыцынскі імплантат, мудрагелісты ювелірны выраб. Тое, што амаль заўсёды замазваецца, - гэта цвіль. Керамічная абалонка, якая не з'яўляецца прадуктам, але без якой прадукт проста не існуе. Гэта негатыўная прастора, якая вызначае ўсё. І існуе распаўсюджанае, дарагое памылковае меркаванне, што васковы ўзор - гэта самая складаная частка. З майго досведу, там сапраўдная праца яшчэ нават не пачалася. Цвіль - гэта тое, дзе працэс выйграецца або прайграецца.
Гульня Shell: гэта ўсё пра пласты
Пагаворым аб самой абалонцы. Гэта не аднаразовае апусканне. Гэта рытуал. Вы пачынаеце з васковай зборкі - дрэва, гронкі, усё, што вы выкарыстоўваеце. Першае пакрыццё, грунтоўны раствор, з'яўляецца найбольш важным. Гэта інтэрфейс, які фіксуе кожную дэталь вашага васковага малюнка. Калі ў вас аздабленне паверхні Ra 3.2 або вышэй, гэта паліто вызначае, ці патрапіце вы ў яго. Я бачыў, як крамы выкарыстоўваюць суспензію на аснове цыркону для гэтага першага пласта, асабліва для дэталяў высокай цэласнасці, такіх як аэракасмічныя або медыцынскія. Вогнетрывалая мука тут вельмі тонкая, амаль як мука, з якой вы б пяклі. Ёсць камячкі? Вы ўбачыце іх пазней як вузельчыкі на адліўцы. Гарантавана.
Працэс нанясення шпаклявання, які ідзе пасля кожнага акунання, - гэта яшчэ адзін прысуд. Памер зярністасці ляпніны — плаўленага кремнезема, гліназёму, цырконавага пяску — павялічваецца з кожным пластом. Для захавання дэталяў першая ляпніна можа быць памерам 200 меш, амаль пылам. Да чацвёртага ці пятага пласта вы выкарыстоўваеце больш грубы матэрыял 30-50 меш, каб павялічыць таўшчыню і трываласць для дэпарафінізацыі і залівання. Рытм - гэта ўсё: апусканне, зліў, ляпніна, сушка. Паўтарыць. Сушыльнае асяроддзе - маўклівы партнёр. Занадта вільготна, і пласты не зацвярдзеюць належным чынам; абалонка застаецца «зялёнай» і слабой. Занадта гарачы і сухі, вы рызыкуеце парэпацца з-за занадта хуткага выпарэння растваральніка. У сушыльных памяшканнях з дрэнным кантролем у мяне здаралася, што партыі атрымлівалі нешта накшталт скурыстай скуркі, якая пазней выклікала праблемы.
А колькасць слаёў? Гэта не з падручніка. Невялікая бронзавая скульптура можа абысціся 5-6 пластамі. Лапасць турбіны з суперсплава на аснове нікеля заліваецца пры 1500°C+? Вы бачыце 9, магчыма, 12 слаёў. Вы будуеце, пакуль снарад не атрымае пэўную вагу, пэўны глухі гук, калі вы пастукаеце па ім. Гэта тактыльная рэч. Мэтай з'яўляецца абалонка, якая можа перажыць цеплавой шок пры дэпарафінізацыі (у наш час звычайна ў паравым аўтаклаве), а затым стрымліваць раку расплаўленага металу без дэфармацыі і расколін. Вось і ўся мэта формы для ліцця па страчаным воску.
Дэпарафінізацыя: Момант ісціны
Гэта першае сапраўднае выпрабаванне вашай абалонкі. Усе гэтыя дбайныя пласты хутка нагрэюцца. Стары метад успышкі ў асноўным знік - занадта брудны, занадта напружаны для абалонкі. Цяпер гэта паравыя аўтаклавы высокага ціску. Прынцып просты: хутка нагрэць шкарлупіну, выплавіць воск знутры. Выкананне не. Хуткасць павышэння тэмпературы і ціску - рэцэпт. Занадта хутка, і воск, які пашыраецца, можа разнесці абалонку знутры, як граната. Занадта павольна, і воск можа расплавіцца і сцякаць нераўнамерна, пакідаючы рэшткі, якія пазней выгараюць і выклікаюць дэфекты.
Я памятаю працу па некаторых корпусах клапанаў з нержавеючай сталі. Васковыя ўзоры былі тоўстыя. Мы запусцілі стандартны цыкл аўтаклава. У выніку частата пераломаў абалонкі склала 30%. Воск, які апынуўся ў цэнтры тоўстых секцый, пашыраўся хутчэй, чым мог выйсці праз сістэму варот. Нам прыйшлося вярнуцца і змяніць васковыя ўзоры — дадаць унутраныя вентыляцыйныя адтуліны, змяніць канструкцыю варот — толькі для палягчэння выдалення воску. Гэта быў жорсткі ўрок: дызайн формы пачынаецца з воску, але ён павінен быць правераны на этапе дэпарафінізацыі. Абалонка не з'яўляецца пасіўнай; ён знаходзіцца ў жорсткім дыялогу з воскам, які ён прызначаны замяніць.
Аднаўленне воску - гэта свой уласны свет. Вы дастаеце воск, адфільтроўваеце яго, змешваеце з новым воскам, каб захаваць уласцівасці. Але гэта іншая гісторыя. Абалонка зараз пустая, далікатная і змяшчае ідэальную паражніну вашай часткі. Гэта называецца зялёная дзяржава. Наступны прыпынак: печ.
Burnout and Pour: Where the Chemistry Happens
Печ для выгарання выконвае дзве задачы: яна пазбаўляецца ад апошніх слядоў воску або вільгаці і спякае керамічныя часціцы, ператвараючы зялёную абалонку ў моцную маналітную форму. Хуткасць нарошчвання зноў мае вырашальнае значэнне. Неабходна павольна выпальваць арганіку, не ствараючы газаў, якія трэскаюць абалонку. Тыповы цыкл можа працягвацца пры 200°C на працягу гадзіны, затым павольна падняцца да 900-1000°C. Вы не проста награваеце яго; вы ператвараеце хімічны склад звязальнага рэчыва ў завісь.
Вось дзе матэрыяльныя веды з'яўляюцца ключавымі. Калі вы заліваеце кобальтава-хромавы медыцынскі сплаў, склад вашай абалонкі павінен супрацьстаяць пранікненню металу пры гэтай пэўнай тэмпературы. Абалонка, прызначаная для вугляродзістай сталі, можа проста ўступіць у рэакцыю з кобальтам, выклікаючы забруджванне паверхні. Кампаніі, якія маюць глыбокі матэрыяльны вопыт, як Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY), убудоўваюць гэтыя веды ў свой працэс на працягу дзесяцігоддзяў. На іх сайце, tsingtaocnc.com, яны згадваюць працу са сплавамі на аснове кобальту і нікеля. Гэта кажа мне, што яны, хутчэй за ўсё, распрацавалі спецыяльныя склады абалонак - магчыма, з дадатковым цырконам або спецыялізаванымі злучнымі рэчывамі - каб справіцца з высокай рэакцыйнай здольнасцю і тэмпературай залівання гэтых сплаваў. Гэта не агульны працэс.
Калі форма гарачая (часта вы заліваеце, калі яна яшчэ знаходзіцца пры тэмпературы некалькі сотняў градусаў Цэльсія, каб прадухіліць цеплавы шок і палепшыць цякучасць металу), вы разліваеце. Метал трапляе на кераміку. Гэта той момант формы для ліцця па страчаным воску даказаць сваю каштоўнасць. Яны павінны вытрымліваць тэрмічныя нагрузкі, металастатычны ціск і не ўводзіць ніякіх прымешак. Недастраляны снарад можа рассыпацца. Тое, што занадта абпалілі, можа стаць далікатным. Гэта вузкае акно.
Накаўт і наступствы
Пасля таго як адліўка зацвярдзее і астыне, вы разбіваеце форму. Гэта задавальняючы, жорсткі працэс - бруі вады, вібрацыя, часам грубая сіла. Добра зробленая шкарлупіна павінна адрывацца кавалкамі, а не пылам. Калі ён ператварыўся ў парашок, магчыма, яго недастаткова абпалілі. Калі ён зліваецца з металам плямамі, гэта рэакцыя — няправільны матэрыял абалонкі для сплаву.
Унутраная паверхня паражніны абалонкі, тая, што датыкалася з металам, распавядае гісторыю. Яно павінна быць адносна гладкім. Калі вы бачыце шурпатую тэкстуру апельсінавай скарынкі на паверхні паражніны, гэта азначае непасрэдна паверхню адліўкі. Гэтая шурпатасць часта ўзнікае з-за занадта тоўстага першаснага пласта або з-за таго, што першая ляпніна не ўкладваецца належным чынам. Гэта судова-медыцынскі запіс аб вашым першым купанні. Кожны недахоп унутранай часткі формы становіцца станоўчай рысай адліўкі. Няма чаго хавацца.
Тут становіцца відавочным сапраўдны кошт дэфекту цвілі. Паверхневая яма на адліўцы можа паддавацца шліфоўцы. Містун ад трэснутага снарада? Гэта поўная страта, і вы страцілі ўсю дабаўленую вартасць, пачынаючы з васковага малюнка. Форма з'яўляецца расходным матэрыялам, але гэта самы важны расходны матэрыял у ланцужку.
Па-за стандартам: складанасці і меркаванні
Не ўсе формы аднолькавыя. Падумайце аб частцы з глыбокімі, вузкімі каналамі, як пласціна вадкаснага астуджэння для электронікі. Раўнамернае нанясенне завісі на глыбіню гэтых каналаў без затрымкі паветра - кашмар. Магчыма, вам спатрэбіцца выкарыстоўваць пакрыццё з дапамогай вакууму або нават павярнуць дрэва падчас апускання. Дрэнаж складаны; жыжа можа злівацца і ствараць тоўстыя плямы, якія ў далейшым выклікаюць парэпанне абалонкі.
Або ядра. Часам вам патрэбныя ўнутраныя паражніны, якія не могуць быць утвораны адным толькі воскам. Вы ўстаўляеце керамічныя стрыжні ў васковы ўзор перад лупінай. Цяпер ваша абалонка павінна злучыцца з гэтым стрыжнем або, па меншай меры, змясціць яго падчас абпалу і залівання. Дыферэнцыяльнае цеплавое пашырэнне паміж абалонкай і матэрыялам стрыжня - гэта зусім новая зменная. Калі яны не рухаюцца разам, стрыжань можа зрушыцца або трэснуць, парушаючы ўнутраную геаметрыю. Гэта перадавая тэрыторыя, дзе форма становіцца кампазітнай структурай.
Тады ёсць велізарны маштаб. Я працаваў над формамі для дэталяў вышынёй больш за метр. Абалонка для чагосьці такога вялікага памеру павінна вытрымліваць уласную вагу падчас перамяшчэння. Матэрыяльна-тэхнічнае забеспячэнне апускання, сушкі і перамяшчэння гэтых гіганцкіх далікатных збудаванняў само па сабе з'яўляецца інжынерным праектам. Вы не можаце проста прытрымлівацца кіраўніцтва. Вы распрацоўваеце хітрасці - індывідуальныя стэлажы, спецыялізаваныя паслядоўнасці сушкі. Гэта тое, дзе 30 гадоў працы, як тое, што цытуе QSY, ператвараецца ў своеасаблівую ўкаранёную інтуіцыю для вырашэння праблем. Вы даведаецеся, як выглядае добрая ракавіна на розных тыпах узораў. Гэта рамяство, накладзенае на навуку.
Такім чынам, калі вы глядзіце на дакладнае ліццё па выплавляемым мадэлям, не бачыце толькі метал. Убачыце прывід керамічнай абалонкі, якая зрабіла гэта. Кожны контур, кожная аздабленне паверхні, кожная тонкая сценка з'яўляюцца сведчаннем якасці і кантролю гэтай слаістай, абпаленай керамікі формы для ліцця па страчаным воску. Яны неапетыя, знішчаныя сведкі ўсяго працэсу. Атрыманне іх правільным - гэта не крок у працэсе; гэта працэс. Усё астатняе - падрыхтоўка або ўборка.
