ઝડપી રોકાણ કાસ્ટિંગ

જ્યારે તમે 'રેપિડ ઇન્વેસ્ટમેન્ટ કાસ્ટિંગ' સાંભળો છો, ત્યારે મોટા ભાગનાને લાગે છે કે તે જૂની લોસ્ટ-વેક્સ પ્રક્રિયા પર 'ઝડપી' મારવા વિશે છે. તે પ્રથમ મુશ્કેલી છે. અહીં સાચી ઝડપીતા માત્ર ચક્ર સમય સંકોચન વિશે નથી; તે પેટર્ન પ્રોડક્શન, શેલિંગ અને ડિવેક્સિંગની પદ્ધતિસરની પુનઃવિચારણા છે, જ્યારે તે તમામ પરિમાણીય વફાદારીને પકડી રાખે છે જે રોકાણ કાસ્ટિંગને મૂલ્યવાન બનાવે છે. ઘણી દુકાનો તેનો દાવો કરે છે, પરંતુ દાવો કરવા અને પહોંચાડવા વચ્ચેનું અંતર એ છે કે જ્યાં વાસ્તવિક કાર્ય-અને રસપ્રદ નિષ્ફળતાઓ થાય છે.

મુખ્ય ગેરસમજ: ઝડપ વિ. અખંડિતતા

હું જોઉં છું તે સૌથી મોટી ભૂલ એ ધારણા છે કે તમે ફક્ત પરંપરાગત પ્રક્રિયાને વેગ આપી શકો છો. તમે કરી શકતા નથી. પેટર્ન માટે ઝડપી 3D પ્રિન્ટરોમાં નાણાં રેડવું એ એક બાબત છે, પરંતુ જો તમારું શેલ બિલ્ડિંગ શેડ્યૂલ ચાલુ ન રહી શકે, અથવા તમારું બર્નઆઉટ ચક્ર અસ્થિર બની જાય, તો તમે હમણાં જ એક ખૂબ જ ખર્ચાળ અડચણ ઊભી કરી છે. 'ઝડપી' ભાગ દરેક તબક્કામાં એન્જીનિયર હોવો જોઈએ, અને તે એન્જિનિયરિંગ બિન-વાટાઘાટપાત્ર છે. નવા સ્લરી ફોર્મ્યુલેશનની થર્મલ ડાયનેમિક્સ અને હેન્ડલિંગ માટે જરૂરી યાંત્રિક શક્તિ વચ્ચે તે સંતુલન છે, હંમેશા સંતુલન છે.

દાખલા તરીકે, અમે એકવાર નવી UV-સાધ્ય પેટર્ન સામગ્રી અપનાવવાનો પ્રયાસ કર્યો હતો જેણે પેટર્નના ઉત્પાદનના સમયમાં 60% ઘટાડાનું વચન આપ્યું હતું. ઝડપ વાસ્તવિક હતી. ઑટોક્લેવ ડીવેક્સિંગ દરમિયાન સમસ્યા ઊભી થઈ. અમારા પ્રમાણભૂત મીણની તુલનામાં વિવિધ થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંકને કારણે પ્રાથમિક સ્લરી કોટમાં સૂક્ષ્મ તિરાડો સર્જાય છે, જે પ્રથમ ટ્રાયલ બેચમાં 40% શેલ નિષ્ફળતા દર તરફ દોરી જાય છે. તે એ પ્રકારનો 'ઝડપી' છે જે તમને વધુ સમય અને નાણાં ખર્ચે છે. તે નવી સામગ્રી માટે ખાસ કરીને સ્લરીના પ્રત્યાવર્તન અને બાઈન્ડર રેશિયોમાં ફેરફાર કરવા માટે અમને લેબમાં પાછા જવાની ફરજ પડી. ઉકેલ સાર્વત્રિક ન હતો; તે એક અનુકૂળ સુધારો હતો.

આ તે છે જ્યાં લાંબા ગાળાના ઓપરેશનલ અનુભવ મહત્વપૂર્ણ બની જાય છે. જેવી કંપની ક્વિન્ગડાઓ કિઆંગસેન્યુઆન ટેકનોલોજી કંપની લિમિટેડ (QSY)માં તેમના 30-વર્ષના ફાઉન્ડેશન સાથે શેલ મોલ્ડ કાસ્ટિંગ અને રોકાણ કાસ્ટિંગ, સંભવતઃ નવીનતા અને રીગ્રેશનના આ ચક્ર જોયા છે. સામગ્રી તણાવમાં કેવી રીતે વર્તે છે તે અંગેની સંસ્થાકીય યાદશક્તિ દરેક નવા 'ઝડપી' ઉકેલમાં આંધળા ધસારાને અટકાવે છે. તમે તેમની સાઇટ પર તેમના અભિગમ વિશે વધુ શોધી શકો છો, tsingtaocnc.com. કાસ્ટ આયર્નથી લઈને નિકલ-આધારિત એલોય સુધીની તેમની વિશેષતા સૂચવે છે કે તેઓ સમજે છે કે સ્ટેનલેસ સ્ટીલ માટેના 'ઝડપી' પરિમાણો કોબાલ્ટ-આધારિત એલોય પર લાગુ થશે નહીં. તે સૂક્ષ્મતા છે.

પેટર્ન રિવોલ્યુશન: બિયોન્ડ 3D પ્રિન્ટિંગ

હા, 3D પ્રિન્ટીંગ, ખાસ કરીને સ્ટીરીઓલિથોગ્રાફી (SLA) અથવા બાઈન્ડર જેટીંગ, કાસ્ટિંગ માટે ઝડપી પ્રોટોટાઈપિંગ માટે મોટાભાગના માટે પ્રવેશદ્વાર છે. પરંતુ પ્રિન્ટેડ પેટર્નને સીધા મીણના વિકલ્પ તરીકે ગણવી એ એક રુકી ભૂલ છે. સપાટીની પૂર્ણાહુતિ, બર્નઆઉટ પછી રાખનું પ્રમાણ અને શેષ પોલિમર આ બધા સિરામિક શેલ સાથે અલગ રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. સપાટીને સીલ કરવા માટે તમારે ઘણીવાર ગૌણ કોટિંગ અથવા સુધારેલ પ્રથમ સ્લરી ડીપની જરૂર પડે છે. અમે ઉત્પાદન ચલાવવા માટે પ્રતિબદ્ધતા પહેલાં નવી પેટર્ન સામગ્રી અથવા ભૂમિતિ માટે પ્રક્રિયામાં ડાયલ કરવા માટે - કેટલીકવાર માત્ર એક ડઝન શેલ - નાની માન્યતા બેચ ચલાવવાનું શીખ્યા.

વાસ્તવિક 'ઝડપી' પ્રગતિ, મારી દૃષ્ટિએ, વર્ણસંકર અભિગમમાં છે. સિલિકોન ટૂલિંગ માટે માસ્ટર પેટર્ન બનાવવા માટે 3D પ્રિન્ટીંગનો ઉપયોગ કરીને, જેમાંથી તમે પછી બહુવિધ મીણ અથવા દ્રાવ્ય પેટર્નની નકલો ઇન્જેક્ટ કરી શકો છો. આ એક-ઑફ પ્રોટોટાઇપ ઝડપ અને નાના-બેચ ઉત્પાદન સુસંગતતાની જરૂરિયાત વચ્ચેના અંતરને દૂર કરે છે. તે સંપૂર્ણ ડિજિટલ વર્કફ્લો કરતાં ઓછું સેક્સી છે, પરંતુ તે ઘણીવાર 20-50 ટુકડાઓના રન માટે વધુ વિશ્વસનીય અને ખર્ચ-અસરકારક છે.

માં ટર્બાઇન ઘટક માટેનો પ્રોજેક્ટ યાદ કરું છું સ્ટીલ જ્યાં ક્લાયન્ટને એન્જિન પરીક્ષણ માટે 30 કાર્યાત્મક પ્રોટોટાઇપ્સની જરૂર હતી. શુદ્ધ 3D-પ્રિન્ટેડ પેટર્ન પ્રતિબંધિત રીતે ખર્ચાળ હશે. અમે માસ્ટર પ્રિન્ટ કર્યું, ક્વિક-ટર્ન યુરેથેન મોલ્ડ બનાવ્યો અને લો-મેલ્ટ-પોઇન્ટ એલોય પેટર્ન ઇન્જેક્ટ કરી. તેણે ફ્રન્ટ-એન્ડમાં એક અઠવાડિયું ઉમેર્યું પરંતુ ભાગ દીઠ પેટર્ન પ્રિન્ટિંગ સમયમાં લગભગ ત્રણ અઠવાડિયા બચાવ્યા અને અમને વધુ સુસંગત શેલ-બિલ્ડિંગ લાક્ષણિકતાઓ આપી. શેલ્સ રાખવામાં આવ્યા હતા, કાસ્ટિંગ સાઉન્ડ હતા, અને ક્લાયંટને તેમની ટેસ્ટ શ્રેણી શેડ્યૂલ પર મળી હતી. તે વ્યવહારુ ઝડપી રોકાણ કાસ્ટિંગ છે.

શેલ બિલ્ડીંગ: મેક-ઓર-બ્રેક તબક્કો

આ તે છે જ્યાં પ્રક્રિયા ક્યાં તો વિશ્વાસ મેળવે છે અથવા અલગ પડી જાય છે. ત્વરિત સૂકવણી આકર્ષક છે - બળજબરીથી હવા, ડિહ્યુમિડિફાયર અથવા હળવા હૂંફનો ઉપયોગ કરીને. પરંતુ તેને ઉતાવળ કરો, અને તમે ભેજને ફસાવશો અથવા કોટ્સ વચ્ચે નબળા લેમિનેશન બનાવો. જ્યાં સુધી તે ભઠ્ઠી સાથે અથડાય નહીં ત્યાં સુધી શેલ સારી દેખાઈ શકે છે, પછી તે વિનાશક રીતે નિષ્ફળ જાય છે. અમે ચોક્કસ ભેજ અને તાપમાન મોનિટરિંગ સાથે નિયંત્રિત પર્યાવરણ રૂમમાં ગયા છીએ. તે મૂળભૂત લાગે છે, પરંતુ આ નિયંત્રણ અમને અખંડિતતા સાથે સમાધાન કર્યા વિના આંતર-કોટ સૂકવવાના સમયને અનુમાનિત રીતે 20-30% ઘટાડવાની મંજૂરી આપે છે. તે આકર્ષક નથી, પરંતુ તે અસરકારક છે.

સ્ટુકોની પસંદગી - સ્લરી ડીપ્સ વચ્ચે લાગુ કરવામાં આવતી પ્રત્યાવર્તન રેતી - અન્ય સૂક્ષ્મ લીવર છે. બરછટ, વધુ કોણીય સાગોળ શેલની જાડાઈને ઝડપથી બનાવી શકે છે, આપેલ જાડાઈ માટે જરૂરી કોટ્સની સંખ્યા ઘટાડે છે. પરંતુ તે કાસ્ટિંગ પર વધુ રફ આંતરિક સપાટી પણ બનાવી શકે છે. સરફેસ ફિનિશની જરૂર હોય તેવા ભાગ માટે, તમે ફાઇનર સ્ટુકો સાથે ચોંટી શકો છો અને વધુ કોટ્સ સ્વીકારી શકો છો. ત્યાં કોઈ મફત લંચ નથી; દરેક સમય-બચાવના નિર્ણયમાં અન્ય વિશેષતા પર ટ્રેડ-ઓફ હોય છે.

જટિલ એલોય માટે, જેમ કે નિકલ આધારિત એલોય QSY સાથે કામ કરે છે, શેલ રસાયણશાસ્ત્ર પોતે સર્વોપરી છે. શેલ પીગળેલી ધાતુ સાથે પ્રતિક્રિયા કર્યા વિના ઉચ્ચ રેડતા તાપમાનનો સામનો કરવો જોઈએ. કાર્બન સ્ટીલ માટે પ્રમાણભૂત શેલ ફોર્મ્યુલેશનનો ઉપયોગ કરતી 'ઝડપી' પ્રક્રિયા સુપરએલોય સાથે સંપૂર્ણપણે નિષ્ફળ જશે. શેલ નરમ પડી શકે છે અથવા સમાવેશ બનાવી શકે છે. તેથી, 'ઝડપી' પદ્ધતિ એ એલોય-વિશિષ્ટ હોવી જોઈએ. સ્પેશિયલ એલોય્સમાં તેમનું લાંબા ગાળાનું કામ, જેમ કે તેમની કંપની પ્રોફાઇલમાં નોંધ્યું છે, તે સૂચવે છે કે તેઓએ આ સામગ્રીઓ માટે માલિકીની શેલ સિસ્ટમ્સ વિકસાવવી પડશે (અને સંભવતઃ રક્ષણ કરવું પડશે).

ડીવેક્સિંગ અને બર્નઆઉટ: થર્મલ ગૉન્ટલેટ

આ સૌથી નાટકીય પગલું છે. પરંપરાગત સ્ટીમ ઓટોક્લેવિંગ કામ કરે છે પરંતુ ગાઢ પેટર્ન માટે ધીમી હોઈ શકે છે. ઉચ્ચ-તાપમાનની ભઠ્ઠીમાં ફ્લેશ ડીવેક્સિંગ ઝડપી છે પરંતુ શેલ પર ભારે થર્મલ આંચકો લાદે છે. જ્યારે મીણ ખૂબ ઝડપથી વિસ્તર્યું ત્યારે અમારી પાસે શેલ્સ શાબ્દિક રીતે વિસ્ફોટ થયા છે. અમે જે સમાધાન કર્યું છે તે બે-તબક્કાનો અભિગમ છે: મીણના મોટા ભાગને દૂર કરવા માટે સંક્ષિપ્ત, નીચા દબાણવાળા ઓટોક્લેવ ચક્ર, ત્યારબાદ અવશેષોને દૂર કરવા અને શેલને સિન્ટર કરવા માટે નિયંત્રિત ભઠ્ઠી બર્નઆઉટ દ્વારા અનુસરવામાં આવે છે. તે સૌથી ઝડપી પદ્ધતિ નથી, પરંતુ તે જટિલ ભૂમિતિઓ માટે સર્વોચ્ચ શેલ સર્વાઇવલ રેટ આપે છે.

બર્નઆઉટ સાયકલ એ ઑપ્ટિમાઇઝેશન માટે યોગ્ય અન્ય ક્ષેત્ર છે. ધ્યેય સિરામિક પર વધુ ભાર મૂક્યા વિના પેટર્નના તમામ અવશેષોને દૂર કરવાનો છે. ડમી શેલ્સની અંદર મૂકવામાં આવેલા થર્મોકપલ્સ થર્મલ ગ્રેડિયન્ટને મેપ કરવામાં મદદ કરે છે. આ ડેટાનું પૃથ્થકરણ કરીને, અમે તાપમાનના ઝોનમાં જ્યાં શેલ સૌથી વધુ સ્થિર હોય છે ત્યાં ઝડપી રેમ્પ-અપ સેગમેન્ટ્સ ડિઝાઇન કરવામાં સક્ષમ થયા છીએ અને જટિલ સંક્રમણ તબક્કાઓ દ્વારા ધીમી પડીએ છીએ. તે અમારા કુલ ભઠ્ઠીના સમયમાંથી લગભગ 25% દૂર કરે છે. તે ડેટા આધારિત 'રેપિડ' પ્રકાર છે, અનુમાન નથી.

અહીં નિષ્ફળતા ખર્ચાળ છે. બર્નઆઉટ પછી શોધાયેલ તિરાડ શેલનો અર્થ એ છે કે તમે તે બિંદુ સુધીનો તમામ સમય અને ખર્ચ ગુમાવ્યો છે - પેટર્ન, સ્લરી, શ્રમ, ઊર્જા. એટલા માટે 'ઝડપી' માનસિકતામાં મજબૂત પ્રક્રિયાની માન્યતા શામેલ હોવી જોઈએ. તમે જે પગલાંને નિયંત્રિત અને માપી શકો છો તેને તમે ઝડપી બનાવો છો અને જ્યાં જોખમ વધારે હોય ત્યાં તમે બફર્સ છોડી દો છો.

મશીનિંગ એકીકરણ: જટિલ સમાપ્ત

જ્યારે ભાગ શેલમાંથી હલાવવામાં આવે ત્યારે ઝડપી રોકાણ કાસ્ટિંગ કરવામાં આવતું નથી. તરીકે-કાસ્ટ રાજ્ય લગભગ હંમેશા કેટલાક જરૂરી છે CNC મશીનિંગ-ડ્રિલિંગ, ક્રિટીકલ ફેસ મિલિંગ, થ્રેડીંગ. આ તે છે જ્યાં 'ઝડપી' સાંકળ ફરીથી તૂટી શકે છે જો કાસ્ટિંગ શરૂઆતથી ઉત્પાદનક્ષમતા (DFM) માટે રચાયેલ ન હોય. જો તમે કાસ્ટિંગ પર બે અઠવાડિયા બચાવો છો પરંતુ પછી નબળી ડેટમ સપાટીઓ અથવા અપ્રાપ્ય સુવિધાઓને કારણે ત્રણ અઠવાડિયાના જટિલ, મલ્ટિ-એક્સિસ મશીનિંગની જરૂર હોય, તો તમે રેસ ગુમાવી દીધી છે.

ફાઉન્ડ્રી અને મશીન શોપ વચ્ચે ગાઢ સહયોગ જરૂરી છે. QSY જેવા સંકલિત ઓપરેશનમાં, જ્યાં કાસ્ટિંગ અને CNC મશીનિંગ એક છત હેઠળ છે, આ હેન્ડઓફ સીમલેસ હોવું જોઈએ. તેઓ મશીનિંગ ફિક્સરને ધ્યાનમાં રાખીને કાસ્ટિંગ પ્રક્રિયાને ડિઝાઇન કરી શકે છે, યોગ્ય સ્થાનો પર ન્યૂનતમ સ્ટોક ઉમેરી શકે છે અને એલોયની મશીનબિલિટી ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે તેની ખાતરી કરી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, એક ચોક્કસ ગ્રેડ સ્ટેનલેસ સ્ટીલ સુંદર રીતે કાસ્ટ કરી શકે છે પરંતુ જો હીટ ટ્રીટમેન્ટ પોસ્ટ-કાસ્ટિંગને યોગ્ય રીતે સંચાલિત કરવામાં ન આવે તો તે મશીન માટે દુઃસ્વપ્ન બની શકે છે. એક સંકલિત પ્રદાતા તે સાતત્યને સંભાળે છે.

સૌથી સફળ ઝડપી પ્રોજેક્ટ્સ જેનો હું ભાગ રહ્યો છું તે હંમેશા પ્રારંભિક ડિઝાઇન સમીક્ષાઓમાં મશીનિસ્ટને સામેલ કરે છે. તેઓ એક નાનો ડ્રાફ્ટ એંગલ ફેરફાર દર્શાવે છે જે સરળ ફિક્સ્ચર માટે પરવાનગી આપશે અથવા ક્લીનર ડેટમ બનાવવા માટે વિભાજન રેખાને સ્થાનાંતરિત કરવાનું સૂચન કરશે. તે વાતચીતો, જે અગાઉથી થઈ રહી છે, તે જ છે જે સમગ્ર પાઈપલાઈનને બનાવે છે-ડિજિટલ મોડલથી સમાપ્ત, મશિન કમ્પોનન્ટ સુધી-ખરેખર ઝડપી અને વિશ્વસનીય.

નિષ્કર્ષ: તે એક ફિલોસોફી છે, બટન નથી

તો, આ બધા પછી, શું છે ઝડપી રોકાણ કાસ્ટિંગ? તમે ખરીદો છો તે એક જ તકનીક નથી. તે સંકલિત પ્રક્રિયા ઓપ્ટિમાઇઝેશનની ફિલસૂફી છે, જે ઊંડા સામગ્રીના જ્ઞાન દ્વારા સમર્થિત છે અને નિયંત્રિત પ્રયોગો ચલાવવાની ઇચ્છા ધરાવે છે (અને કેટલીક નિષ્ફળતાઓને સ્વીકારે છે). તે જાણવા વિશે છે કે તમે ક્યાં દબાણ કરી શકો છો અને તમારે ક્યાં ધીરજ રાખવી જોઈએ. માત્ર કાસ્ટિંગ બનાવતી દુકાન અને સમયના દબાણમાં એન્જિનિયર્ડ સોલ્યુશન્સ પહોંચાડતી દુકાન વચ્ચેનો તફાવત છે.

જે કંપનીઓ આ સારી રીતે કરે છે, જેમ કે વિવિધ સામગ્રીઓમાં દાયકાઓનો ટ્રેક રેકોર્ડ ધરાવતી કંપનીઓ કાસ્ટ આયર્ન અને ખાસ એલોય, તેમની ઝડપ મેળવી છે. તેઓએ તેને સંચિત, ક્યારેક પીડાદાયક, અનુભવ દ્વારા બનાવ્યું છે. તેઓ શીખ્યા છે કે સાચી ઝડપીતા એ કાર્યાત્મક, લાયક ભાગ માટે કુલ લીડ ટાઈમ ઘટાડવા વિશે છે, માત્ર મેટલ મોલ્ડમાં વિતાવેલા કલાકો વિશે નહીં. તે વાસ્તવિક ધ્યેય છે, અને તે લાગે છે તેના કરતાં ઘણું મુશ્કેલ-અને વધુ રસપ્રદ છે.