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Casting de inversión, también conocido como casting de cera perdida. Con una historia de 5,000 años, combina perfectamente la artesanía antigua con la tecnología de precisión moderna. Hace un molde de cera, envuelve el material refractario, derrite el molde de cera para formar una cavidad y luego vierte el metal fundido para finalmente obtener la fundición.

Este método es particularmente bueno para hacer piezas con formas complejas, paredes delgadas o superficies extremadamente lisas.Es una opción ideal para fundiciones hechas de acero al carbono, acero inoxidable y otros materiales. Debido a que estos aceros tienen alta fuerza y ​​son adecuadas para diseños complejos de paredes delgadas, al mismo tiempo, la fundición de inversión puede superar el problema de los puntos de fusión altos que hacen que la superficie sea rugosa, lo que hace productos más hermosos y prácticos. Hasta el día de hoy, sigue siendo una tecnología clave indispensable en muchos campos de fabricación de alta gama.

¿Qué es el casting de inversión?

El proceso de casting de inversiónPrimero usa la cera para hacer un modelo que sea exactamente el mismo que la parte final, y luego envuelve el molde de cera con una lechada de cerámica resistente a alta temperatura. En endurecimiento dela cerámica, la cera en el interior esderretidoyimpulsado afuera por calor, partidadetrásamuy precisocáscara de cerámica. Luego, el líquido de metal fundido se inyecta en la cáscara. Después de que el metal se enfría y se endurece, elimine la cubierta de cerámica exterior para obtener una fundición de metal.

El poder de este método es que puede producir complejo yDelicadas piezas de metal con superficies muy lisas. A diferencia de la fundición de arena, se requieren superficies de separación, y el interior debe estar soportado por núcleos de arena, y la superficie también es propensa a la rugosidad. La fundición de inversión tiene menos restricciones en el diseño de moho, siempre que se pueda convertir en un molde de cera, se puede copiar. Aunque el costo de todo el proceso es un poco alto, se intercambia por una mayor precisión y superficies más delicadas, que es particularmente adecuada para piezas con altos requisitos.

¿Cómo se llevan a cabo los 8 pasos de casting de inversión?

1. Haz un molde de cera:

El primer paso esproduciraréplicade la forma de la parte, que escera.Para la producción a pequeña escala o cuandoUso de la tecnología de casting de inversión de impresión 3D, puede imprimir directamente los moldes de cera o procesar bloques de cera. Para la producción en masa tradicional, es necesario primero hacer un molde de metal duradero basado en los datos de diseño 3D (modelo CAD) del producto, y luego usar este molde para presionar múltiples moldes de cera completamente idénticos.

2. Ensamble el árbol de cera:

No es rentable lanzar un solo modelo de cera pequeña directamente. Para reducir el costo de las piezas, ensamblamos y fijamos cuidadosamente múltiples modelos de cera a un palo de cera para formar una estructura similar a un árbol. De esta manera, se pueden producir múltiples partes simultáneamente en un proceso de fundición.

3. Haz una cáscara de cerámica:

El modelo de cera en sí es muy frágil y no puede soportar la alta temperatura del metal fundido. Necesitamos hacer una capa de caparazón de cerámica resistente a alta temperatura en el exterior del árbol de cera. El método de producción es sumergir repetidamente el árbol de cera ensamblado en una suspensión de cerámica especial. Después de cada inmersión, espolvoree la arena refractaria para aumentar la resistencia, y luego secar y endurecer. Este proceso generalmente debe repetirse muchas veces para lograr el grosor y la fuerza de la carcasa requeridos.

4. Retirado:

Coloque la carcasa con el recubrimiento completado en un horno de vapor de alta presión. Bajo la acción de altas temperaturas y vapor de alta presión, el material de cera interna se derretirá y fluirá rápidamente, dejando una cubierta de cerámica hueca cuya forma interna replica el modelo de cera original. Este paso es el origen del nombre del casting de cera perdido.Después de quitar el material de cera, la carcasa de cerámica se puede usar para verter metal.

5. vertido de metal:

(1) Precaliente el molde:

Antes de verter el metal, el molde de concha de cerámica debe calentarse primero. Esto se hace para calentar el molde, de modo que el molde frío no absorbe instantáneamente el calor del metal fundido, lo que hace que el metal se solidifique prematuramente.El precalentamiento puede mantener el metal en estado líquidopor unmás extensoduración del tiempoy fluye suavementeenCada esquina del molde.

(2) Operación de vertido:

Gire el molde de concha de cerámica con calefacción boca abajo y enterrarlo en la caja de arena para arreglarlo. El metal fundido se inyecta principalmente en la carcasa por su propia gravedad o aplicando presión adicional.

Un método más eficiente es el vertido asistido por vacío: el vacío se dibuja en la parte inferior de la carcasa, y la presión negativa se usa para chupar el metal fundido a la cavidad.Una vezelprincipal componentes se han endurecido,Se libera al vacío para permitir que el exceso de metal no coledado fluya de regreso al horno.La fundición de succión al vacío puede reducir en gran medida el desperdicio, con una tasa de utilización de material de hasta 95%, que es mucho más ahorro de material que la fundición de gravedad ordinaria (tasa de utilización del 15%-50%). Después de completar el vertido, espere a que el metal se enfríe por completo y se solidifique en la carcasa.

6. Eliminación de la carcasa del molde:

Cuando el metal se enfría a una temperatura que es segura de tocar, se puede procesar la carcasa de cerámica externa. La cubierta de cerámica es muy frágil y generalmente se rompe y se elimina por el impacto en chorro de agua de alta presión, vibración mecánica o golpe. En este punto, la estructura del árbol de cera original se ha transformado en un árbol de fundición de metal. A continuación, es necesario separar las piezas terminadas del corredor central y el elevador aserrando o moliendo el corte de la rueda.

7. Limpieza de fundición y postprocesamiento:

Las piezas fundidas por la fundición de inversión generalmente tienen una superficie relativamente suave y pueden no necesitar un procesamiento adicional antes de que puedan usarse. Sin embargo, si algunos lugares no son ideales, se requiere algún procesamiento. Las operaciones comunes incluyen molienda para eliminar las huellas residuales del corredor,pulir la superficie o recortar rebabas. Para defectos individuales, también se pueden usar el recorte de herramientas manuales, la reparación de soldadura o los métodos de corrección hidráulica.

8. Inspección final:

Después de que las piezas se recortan, deben ser estrictamente inspeccionadas. Primero, las dimensiones deben medirse para ver si cumplen completamente los requisitos de los dibujos. En segundo lugar, se utilizan métodos de prueba no destructivos (como pruebas de rayos X, pruebas ultrasónicas, etc.) para verificar si hay defectos ocultos como poros, contracción, grietas, etc. en el interior. Solo cuando todas las inspecciones están calificadas, las piezas están realmente completadas.

¿Qué materiales son adecuados para la fundición de inversión?

La selección de material de la fundición de inversión es muy flexible, y diferentes materiales tienen sus propias características. Saber esto te ayudará a obtener buenos castings:

Categoría de material	Ventaja	Áreas de aplicación comunes	Puntos clave a los que prestar atención en el casting
Acero inoxidable	Buena resistencia a la corrosión y amplia aplicabilidad.	Piezas de maquinaria de alimentos, equipos químicos y componentes generales de maquinaria.	Durante la fundición, la superficie es propensa a la rugosidad, y se deben seleccionar materiales refractarios para controlarla.
Acero al carbono y acero de baja aleación	Alta fuerza, particularmente resistente al desgaste.	Componentes automotrices, piezas de maquinaria de ingeniería y piezas de base de herramientas	El proceso de fundición es relativamente maduro y estable.
Aleación a base de níquel	Puede mantener la resistencia incluso a temperaturas muy altas (> 800 ° C).	Componentes del motor a reacción, componentes de alta temperatura de las centrales eléctricas.	El lanzamiento de aleaciones de alta temperatura es difícil y requiere un control preciso.
Aleación a base de cobalto	Especialmente resistente al desgaste y resistente a la corrosión.	Implantes médicos, herramientas de corte de alto rendimiento, válvulas resistentes a la corrosión.	El costo suele ser más alto.
Latón	Hermoso color (dorado), resistente a la corrosión, fácil de lanzar (bajo punto de fusión).	Grifos, válvulas, hardware marino, decoraciones.	El zinc puede evaporarse y perder durante la fundición, por lo que es importante prevenir la inhalación y los cambios en la composición.
Súper aleación	Excelente rendimiento en entornos corrosivos extremos y de temperatura ultra alta.	Componentes de turbina de gas de gama alta, piezas especiales de equipos químicos.	El casting es extremadamente complejo y costoso.

Casting de inversión vs Casting de arena: ¿Cuál es la diferencia entre los dos?

La fundición de inversión y la fundición de arena son métodos convencionales para fabricar piezas de metal, y difieren mucho en los detalles del proceso. Centrémonos en la comparación del casting de arena versus el casting de inversión.

1. Proceso diferente

Casting de arena:

• Su operación es más simple. Primero,La arena húmeda se usa para hacer una cavidad en forma de parte, y el metal fundido se vierte en la cavidad. Después de que se enfría y se solidifica, se retira el molde de arena para obtener la pieza.
• Características centrales: se basa en moldes de arena desechables. El proceso de fabricación es relativamente simple, y la inversión en equipos no es costosa, lo que lo hace fácil de dominar.
• Limitaciones principales: el molde de arena se destruye cuando se desmoldea y no se puede reutilizar. Un molde de arena solo puede lanzar una vez.

Casting de inversiones:

• Este proceso es más complicado. El primer paso es hacer un molde de cera, aplicar un material resistente a alta temperatura para formar una cubierta de molde y luego endurecer la cubierta del molde y derretir la cera después de la cocción a alta temperatura.
• Finalmente,Llénelo con líquido metálico para formar la pieza.Puede producir una alta tolerancia dimensional y fundiciones de calidad de la superficie. Sin embargo, el casting de inversión no es ventajoso, ya que hay más pasos de proceso y el ciclo de producción es relativamente más largo.

2. Selección de material y escenarios de aplicación

El material de molde de arena de la fundición de arena generalmente se mezcla con arcilla, que es barato y fácil de encontrar, y es adecuado para producir piezas con formas simples y precisión media. ​​

La fundición de inversión utiliza materiales de concha de cerámica de precisión como conchas, que pueden soportar altas temperaturas y tener detalles ricos, y pueden manejar metales de alta demanda, como acero de aleación o acero inoxidable.Es común en lotes pequeños y productos de forma compleja.

Comparación de parámetros clave	Fundición de arena	Casting de inversión
Rugosidad de la superficie (valor de AR, μm)	12.5 - 25	3.2 - 6.3
Precisión dimensional (tolerancia, mm)	± 0.5 - 1.0	± 0.1 - 0.2
Grosor mínimo de la pared (mm)	≥3.0	≥1.0
Diferencia de costo típica por unidad (pariente)	Más bajo	Más alto (aproximadamente 1.5-2 veces más alto)

3. Diferencia en precisión

La superficie de las piezas fundidas por fundición de arena es áspera y requiere una molienda o procesamiento adicional (por ejemplo, el valor de RA de la superficie es superior a 12.5). La precisión dimensional también es pobre, y la tolerancia a menudo se atasca a ± 0.5 mm. Está bien para hacer formas simples, pero no adecuada para micro piezas.

El casting de inversión tiene una alta precisión yLa tolerancia se puede presionar dentro de ± 0.1 mm. La superficie es suave directamente (el valor de RA es de aproximadamente 3.2), lo que guarda muchos pasos de procesamiento posteriores.

4. Costo y complejidad

Factores de influencia de costos	Fundición de arena	Casting de inversión
Comparación de costos unitarios individuales	Inferior (establecido como punto de referencia).	Más alto (aproximadamente 1.5-2 veces que el molde de arena).
Tasa de reutilización de moho	Muy bajo (casi desechado una vez).	Más alto (la cáscara de cerámica puede soportar varios vertidos).
Costos del material principal	Muy bajo (arena, arcilla).	Medio a alto (cera, materiales refractarios, recubrimientos).
La complejidad de la operación manual	Relativamente simple y fácil de mecanizar.	Más complejo y depende de operaciones manuales calificadas.
Inversión típica de equipos	Inferior (mezcladora de arena, equipo de moldeo, etc.).	Moderado a alto (fabricación de cera, pegajosa, horno de tostado, etc.).
Mecanizado de precisión posterior	Requerido frecuentemente (pulido, desgaste).	Menos necesidad (buena superficie, ahorrar dinero para pulir directamente).

El costo de una sola pieza de fundición de inversión suele ser de 1,5 a 2 veces mayor que el de un molde de arena. Sin embargo, también tiene una ventaja, es decir, un molde tiene una alta tasa de uso múltiple, que es más rentable cuando se produce piezas complejas en pequeños lotes.

¿Cuáles son las aplicaciones representativas del lanzamiento de inversiones?

De hecho, el casting de inversión se usa ampliamente, y la mayoría de las industrias lo usan para fabricar piezas porque tiene algunas ventajas especiales. El primer paso de todo el proceso es hacer un modelo de cera de fundición de inversión que sea una réplica exacta con la pieza.

1. Aeroespacial

En lugares de alta precisión como hacer aviones y cohetes, se utiliza para producir piezas clave, como cuchillas de turbina, piezas del motor y piezas estructurales. Debido a que los requisitos de precisión son extremadamente altos, y se deben utilizar varias aleaciones especiales para cumplir con los requisitos de seguridad y rendimiento ultra altos, este proceso es particularmente adecuado.

2. Industria automotriz

A la industria automotriz también le gusta usarla.Las piezas hechas con él, como piezas en la caja de cambios, el bloque del motor y las piezas del sistema de suspensión, no solo son fuertes y duraderas, sino que también pueden ser más ligeras. Esto es muy útil para mejorar la eficiencia del combustible y la experiencia del usuario del vehículo.

3. Aplicaciones médicas

En el campo de la medicina,El casting de inversión es muy bueno para fabricar piezas pequeñas y complejastales como instrumentos quirúrgicos, implantes humanos o equipos de diagnóstico de precisión. La clave es que los productos que hace son de alta precisión y los materiales son biocompatibles con el cuerpo humano, lo cual es muy importante para el uso médico.

4. Equipo industrial

Muchos equipos industriales con los que entramos en contacto en la vida diaria también tienen piezas hechas. Por ejemplo, las piezas en varias bombas, válvulas y dispositivos mecánicos se valoran para este método de fundición que puede garantizar dimensiones precisas y puede seleccionar varias propiedades de material adecuadas para satisfacer las necesidades específicas.

¿Por qué elegir el casting de inversión?

1. Fabricación de piezas de alta precisión

Aquí es donde la fundición de inversión es particularmente poderosa, y la superficie de las piezas es muy suave, y básicamente no se requiere un gran esfuerzo para pulirlas. Esta es una gran ventaja para muchas partes que requieren un ajuste perfecto o una apariencia hermosa.

2. Creación de estructuras complejas

Es mejor tratar con diseños que son particularmente complejos y delicados. Algunas partes tienen una estructura interna similar a un laberinto, o hay muchos patrones y agujeros finos en la superficie, que pueden no hacerse utilizando métodos de fundición ordinarios. Pero el casting de inversión puede resolver estos problemas.Puede reproducir las formas complejas en los dibujos de diseño exactamente.

3. Bueno para usar materiales de alta resistencia y resistentes a la corrosión

Por ejemplo, algunos aceros de aleación de alto rendimiento, aceros inoxidables, aleaciones de alta temperatura e incluso algunas aleaciones de titanio. Estos materiales suelen ser difíciles de procesar cortando, ya sea porque son demasiado duros y las herramientas se usan rápidamente, o porque el costo de procesamiento es demasiado alto. La fundición de inversión los pone directamente en forma con metal líquido, sin pasar por estos problemas de procesamiento.

¿Por qué el casting de inversión sigue siendo relevante hoy?

1. Use nuevas tecnologías

La cera de impresión 3D para la fundición de inversión se ha convertido en la corriente principal para hacer moldes complejos (moldes de cera). Esto ha cambiado por completo el método tradicional de fabricación de moho manual, con velocidad rápida, alta precisión y menor costo, lo que hace que la producción sea más flexible y eficiente.

2. Irrugable en campos de alta gama

En las industrias que requieren precisión extrema, súper durabilidad y confiabilidad (como las cuchillas del motor de la aeronave, los implantes médicos y las piezas clave de energía), la fundición de inversión sigue siendo la primera opción. Puede replicar perfectamente diseños complejos yproporcionar un excelente acabado superficial.

3. Mastering de materiales difíciles de procesar

Este proceso es particularmente bueno enProcesamiento de aleaciones de alta resistencia y materiales especiales resistentes a la corrosión/resistentes al calor(como aleaciones de titanio y aleaciones de alta temperatura), y pueden producir piezas con una excelente calidad intrínseca para cumplir con los estrictos requisitos de rendimiento.

¿Cómo planifica JS su proyecto de casting de inversión?

1. Claro de demanda de coincidencia

Cuando nos diga los requisitos de su proyecto, nos comunicaremos con usted en profundidad para comprender con precisión la forma requerida, las dimensiones clave, las propiedades del material, el entorno de uso y la escala de producción esperada de las piezas.

2. Desarrollo de diseño y moho

Envíe sus requisitos,Nuestro equipo de ingenieríaDiseñará el plan de casting y creará un modelo de producto preciso. Luego, use la tecnología de fabricación de moldes profesionales para fabricar moldes prototipo, que es la base de la posterior producción en masa de moldes de cera de alta calidad.

3. Verificación y optimización del prototipo

Primero produciremos un pequeño lote de fundiciones prototipo y se las enviaremos para pruebas rigurosas y verificación dimensional. Sus comentarios son cruciales para ayudarnos a confirmar que el diseño es correcto o nos guía para hacer las mejoras y ajustes necesarios hasta que cumplamos completamente con sus expectativas.

4. Producción y entrega en masa estable

Después de confirmar el plan, JS ingresa a la etapa de producción formal. Monitoreamos estrictamente cada paso, desde la fabricación de patrones de cera y la preparación de la carcasa hasta la fundición, limpieza y postprocesamiento de precisión. Nos centramos en el control de calidad y la colaboración eficiente a lo largo del proceso para garantizar que pueda ofrecer piezas de precisión estables y confiables a tiempo.

Elegir JS significa elegir un socio de casting de inversión profesional y confiable. Con experiencia en más de 3.000 materiales de aleación, procesos de producción perfectos y sistemas de calidad estrictos, estamos comprometidos a transformar con precisión sus diseños en productos finales de alta calidad.

Resumen

El casting de inversión, también conocido como el método de cera perdido, es un método antiguo que se ha avanzado mucho después de ser transformado por la tecnología moderna.Su mayor ventaja es que no está restringido por forma, permitiendo a los diseñadores convertir diseños particularmente complejos y sofisticados en piezas metálicas de alto rendimiento. Aunque es costoso y requiere mucho tiempo, si realmente necesita piezas metálicas extremadamente complejas, particularmente precisas y de alto rendimiento, la fundición de inversión es a menudo la mejor opción.

¿Has entrado en contacto con las fundiciones de inversión en el trabajo? ¿O tienes más preguntas sobre este proceso? ¡Bienvenido a dejar un comentario en el área de comentarios para compartir sus ideas o hacer preguntas!

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Preguntas frecuentes

1. ¿Cómo hacer un modelo de cera?

En la fundición de inversión, el modelo de cera debe estar hecho primero de un molde de metal, y luego la cera fundida se inyecta en el molde a alta presión. Después de enfriar, la parte de cera se saca y se ensambla con el corredor después de recortar para formar un árbol modelo de cera. La superficie del modelo de cera debe recubrirse con un material resistente a alta temperatura para formar una carcasa.

2. ¿Cuál es el principio de funcionamiento del casting de inversión?

La fundición de inversión utiliza materiales fusibles (como cera) para hacer un modelo de precisión, y la superficie está recubierta con múltiples capas de materiales refractarios para formar una carcasa. El modelo de cera se derrite mediante hornear a alta temperatura para obtener una cavidad, y luego el metal fundido se vierte en él. Después de enfriar, la carcasa está rota para obtener una fundición de alta precisión.

3. ¿Qué metales se pueden lanzar?

La fundición a la inversión es adecuada para una variedad de materiales metálicos, que incluyen acero inoxidable, acero de aleación, acero al carbono, aleación de aluminio, aleación de titanio, aleación de alta temperatura (como a base de níquel/cobalto) y aleaciones de cobre, oro, plata y otros metales preciosos. Este proceso es particularmente adecuado para fundir piezas metálicas con altos puntos de fusión, procesamiento difícil y formación de precisión.

4. ¿Cuáles son las limitaciones del casting de inversión?

El proceso es complejo y el ciclo es largo, y el costo por pieza es alto (especialmente para lotes pequeños). El tamaño de fundición es limitado (generalmente ≤30 kg), y es difícil producir piezas de fundición gruesas y grandes. La cubierta de cerámica es propensa a grietas, y la limpieza de la superficie y el control de tolerancia son desafiantes.

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