인베스트먼트 주조에 래피드 프로토타이핑 기술 적용

제조업, 특히 항공, 항공, 국방, 자동차 등의 기간산업에 있어서 기본 핵심부품은 일반적으로 금속부품이며, 금속부품의 상당수는 비대칭의 불규칙한 곡면이나 복잡한 구조와 미세구조의 부품이다. 구조.

이러한 부품의 생산은 종종 분해 처리 또는 투자 주조 방법을 채택합니다. 인베스트먼트 주조에는 금속 부품을 복제하기 위해 마스터 몰드 또는 전이 몰드가 필요합니다. 금형의 설계 및 제조는 주물 생산을 제한하는 병목 현상이 되었습니다.

Rapid prototyping 기술은 매몰 주조에 필요한 왁스 패턴을 신속하게 제공할 수 있습니다. 이는 왁스 패턴의 긴 준비 주기, 높은 생산 비용, 곡면과 같은 복잡한 구조의 생산 어려움 등 기존 주조 공정의 문제를 해결하여 생산 효율성과 제조 유연성을 크게 향상시킵니다.

래피드 프로토타이핑 기술의 생산 과정

• Rapid prototyping 제조 기술은 RPM으로 약칭되며 SLS, SLA, SLM과 같은 성형 방법을 포함합니다. CAD 기술, 수치 제어 기술, 레이저 기술 및 재료 기술과 같은 현대 과학 및 기술 성과를 통합합니다.
• 래피드 프로토타이핑은 기존의 제조 방식과 달리 제품의 3D CAD 솔리드 모델 또는 표면 모델 파일을 먼저 생성하고 솔리드 모델을 RP 파일 표준의 STL 형식으로 변환한 후 오류를 수정하는 과정입니다. 파일 변환.
• 그런 다음 각 레이어의 데이터가 쾌속 조형기로 전송됩니다. 적층 가공과 레이저를 열원으로 사용하여 각 층이 연속적으로 소결되거나 융합되어 전체 부품이 완성될 때까지 동시에 연결됩니다.
• SLS 성형 방법에 사용되는 재료는 파라핀 왁스, 플라스틱, 저융점 금속 분말 또는 이들의 혼합물과 같은 다양한 소결 가능한 분말입니다. 프로세스 요구 사항에 따라 해당 재료를 선택하여 제품의 실제 모델을 신속하게 생산합니다.

신속한 프로토타이핑과 투자 주조의 결합된 프로세스

인베스트먼트 주조는 모든 주조 공정 중 가장 정확한 성형 방법이며 반복성이 우수하고 후속 주조 공정에 대한 요구 사항이 적습니다. 인베스트먼트 주조에는 왁스 패턴 또는 기타 소모성 금형의 설계 및 제조가 필요합니다.

주조의 복잡성과 치수에 따라 생산 주기는 일반적으로 몇 주에서 몇 달이 걸립니다. 주형을 얻은 후 주물을 생산하려면 아직 일주일이 더 필요합니다. 대부분의 시간은 왁스 패턴과 몰드 쉘을 만드는 데 사용되므로 특히 소량 생산의 경우 높은 몰드 비용과 시간 소모가 발생합니다.

RPM 기술은 금형을 제조하지 않고도 매몰 주조용 왁스 패턴을 직접 형성할 수 있습니다. SLS(Laser Rapid Prototyping)로 만든 왁스 패턴은 파라핀 왁스 분말로 만들어집니다.

기술 공정은 작업대에 분말 층을 펴고 컴퓨터의 제어하에 레이저 빔으로 선택적으로 소결하는 것입니다 (구성 요소의 중공 부분은 소결되지 않고 여전히 분말 재료입니다), 소결 부품은 함께 응고되어 구성요소의 단단한 부분을 형성합니다.

한 층이 완성되면 다음 층으로 진행하면 새 층이 이전 층과 함께 단단히 소결됩니다. 모든 소결이 완료되면 여분의 분말을 제거하여 소결 왁스 패턴을 얻습니다.

RPM 기술은 다양한 재료가 특징입니다. 파라핀 분말은 매몰 주조 왁스 패턴을 만드는 데 사용할 수 있고 세라믹 분말은 세라믹 쉘을 만드는 데 사용할 수 있으며 금속 분말은 왁스 패턴을 누르기 위한 금형을 만드는 데 사용할 수 있습니다.

인베스트먼트 주조에 대한 래피드 프로토타이핑 기술의 적용은 세 가지 상황으로 나눌 수 있습니다.

• 인베스트먼트 주조용 시제품인 성형 왁스 패턴 또는 소실 폼 패턴은 소량 생산, 제품 개발 또는 복잡한 주물의 시험 생산에 사용됩니다.
• 소량 생산을 위한 직접 쉘 성형
• 대량 생산에 사용되는 왁스 패턴 형성에 사용되는 마스터 몰드의 신속한 프로토타이핑
• 이러한 방법은 전통적인 공정에서 왁스 패턴 제조의 병목 현상 문제를 해결합니다.

결론

인베스트먼트 주조용 왁스 패턴을 구축하기 위해 래피드 프로토타이핑 기술을 사용하면 금형 생산을 절약함과 동시에 개발 주기를 크게 단축할 수 있는 금속 마스터 금형 생산으로 인한 주조 형상 및 개발 공정의 제한을 피할 수 있습니다. 비용은 더 복잡한 고정밀 첨단 주조물의 R&D 및 생산에 사용될 수 있습니다.

신속한 프로토타이핑과 매몰 주조는 상호 보완적입니다. 신속한 프로토타이핑이 없으면 마스터 몰드의 생산이 인베스트먼트 주조의 병목 현상이 될 것입니다. 그리고 인베스트먼트 캐스팅이 없다면 래피드 프로토타이핑의 적용도 큰 제약을 받게 됩니다.