Silikasol-investeringsstøping (presisjonstapet-voksstøping ved bruk av et vandig kolloidalt silikabindemiddelsystem) produserer netto-form og nesten-netto-metallkomponenter som krever dimensjonell repeterbarhet, komplekse indre passasjer og fin overflateintegritet. I motsetning til tradisjonell sandstøping av vannglass (natriumsilikat), bruker silikasol-prosessen høy-renhet av zirkonmel og ildfaste oppslemminger av smeltet silika under temperatur- og fuktighetskontrollerte-skal-bygningsmiljøer.
Denne produksjonsruten eliminerer eller reduserer sekundære CNC-maskinoperasjoner betydelig, og minimerer materialavfall og totale komponentproduksjonskostnader. Den er først og fremst spesifisert for krevende ingeniørapplikasjoner på tvers av væskehåndtering, kjemisk prosessering, matforedlingsmaskineri, marin maskinvare, energiproduksjon og tungt utstyr.
Viktige produksjonsevner og tekniske begrensninger
• Enhetsvektområde: 0,01 kg til 50 kg (standard); opptil 100 kg ved teknisk gjennomgang.
• Minimum veggtykkelse: t_min=1.5 mm (lokaliserte funksjoner ned til 1,0 mm avhengig av strømningslengde og overflateareal).
• Dimensjonstoleransegrad: ISO 8062-3 CT5 – CT6 (støpt); CT4 tilgjengelig for kritiske funksjoner.
• Som-støpt overflateruhet: Ra 1,6 μm til Ra 3,2 μm (125–250 μin RMS).
• Maksimale konvoluttdimensjoner: Opptil 600 mm × 600 mm × 500 mm.
Produksjonsprosess
Silikasol-prosessen er avhengig av kolloidale silikapartikler (SiO2-partikkelstørrelse 8–20 nm) suspendert i vann. Ved tørking krysser kolloidale partikler -og danner en uorganisk matrise med høy-tetthet av siloksanbindinger (≡Si–O–Si≡), som gir eksepsjonell termisk stabilitet under metallstøping ved temperaturer opp til 1650 grader.
Trinn-for-trinns produksjonsarbeidsflyt
Verktøydesign og voksmønsterinjeksjon:
• Presisjons-CNC-bearbeidede aluminium- eller ståldyser.
• Temperatur-kontrollert medium-temperaturmønstervoks injisert ved 58 grader –62 grader under 1,5–2,5 MPa trykk.
• Volumetrisk krympetillegg (1,8 % - 2.2%) innregnet direkte i CAD-verktøymodeller.
Tremonterings- og portsystemdesign:
• Voksmønsterløper-gitt inn på en sentral innløp ved hjelp av termisk sammenføyning.
• Datamaskin--simulert portoppsett sikrer laminær metallflyt, og forhindrer turbulens, slaggfang og krympeporøsitet.
Flerlags-keramisk skallbygning:
• Primærstrøk: Fint zirkonmel (325 mesh) blandet med kolloidalt silikabindemiddel, stukkatur med høy-renhet smeltet silika.
• Reservebelegg: 4–6 sekundære lag med silikasand og bindemiddelslurry.
• Slurrys viskositet overvåkes kontinuerlig via Zahn Cup #4. Kontrollert tørkemiljø (22 grader ± 2 grader, RF 50% ± 5%).
Autoklavavvoksing og høy-skallfyring:
• Avvoksing av dampautoklav ved 0,6–0,8 MPa (160 grader –170 grader) for rask-fri avlastning av skallet.
• Høy-skallbrenning i roterende ovner eller boksovner ved 950 grader –1100 grader i 45–60 minutter for å brenne ut organiske rester og sintre keramiske bindinger.
Induksjonssmelting og vakuum/atmosfærisk helling:
• Induksjonssmelteovner med middels-frekvens.
• For-oppvarmede keramiske skall (850 grader –1000 grader) helles umiddelbart for å opprettholde flytende flyt av flytende metall og forhindre feilløp.
• Sann-varmekjemi verifisert via optisk emisjonsspektrometer (OES) før tapping.
Utslag-, etterbehandling og sprengning:
Mekanisk fjerning av vibrerende skall, plasma- eller slipende avskjæring av portsystemer, sliping av portstubber og kuleblåsing i rustfritt stål.
Materialer og tekniske spesifikasjoner
Vi smelter og heller et omfattende utvalg av korrosjons-bestandige, varme-bestandige og strukturelle legeringskvaliteter som er i samsvar med ASTM-, EN-, DIN- og JIS-standardene.
Standard materialtilbud og mekaniske egenskaper
|
Materialkategori |
Standard karakterbetegnelse |
Kjemisk sammensetning Høydepunkter |
Mekaniske egenskaper (varmebehandlet) |
|
Austenittisk rustfritt stål |
ASTM A743 / A351 CF8 (304), CF8M (316), CF3M (316L) |
CF8M: Cr 18,0–21,0 %, Ni 9,0–12,0 %, Mo 2,0–3,0 %, C mindre enn eller lik 0,08 % |
Strekkstyrke: Større enn eller lik 485 MPa Utbytte: Større enn eller lik 205 MPa Forlengelse: Større enn eller lik 30 % |
|
Dupleks rustfritt stål |
ASTM A890 4A (CD3MN / UNS S31803 / 2205) |
Cr 21,0–23,0 %, Ni 4,5–6,5 %, Mo 2,5–3,5 %, N 0,10–0,20 % |
Strekkstyrke: Større enn eller lik 620 MPa Utbytte: Større enn eller lik 450 MPa Forlengelse: Større enn eller lik 25 % |
|
Nedbørsherding |
ASTM A747 CB7Cu-1 (17-4PH / UNS J92180) |
Cr 15,5–17,5 %, Ni 3,6–4,6 %, Cu 2,8–5,0 %, Nb 0,15–0,45 % |
H900 Tilstand: Strekkstyrke: Større enn eller lik 1310 MPa Hardhet: Større enn eller lik 40 HRC |
|
Karbon og lavlegert stål |
ASTM A216 WCB, ASTM A148 80-50 / 8620 / 4140 |
WCB: C Mindre enn eller lik 0,30 %, Mn Mindre enn eller lik 1,00 %, Si Mindre enn eller lik 0,60 %, P/S Mindre enn eller lik 0,035 % |
Normalisert: Strekkstyrke: Større enn eller lik 485 MPa Utbytte: Større enn eller lik 250 MPa |
|
Varmebestandige-legeringer |
ASTM A297 HK40, HH, SCH13 |
HK40: Cr 23,0–27,0 %, Ni 19,0–22,0 %, C 0,35–0,45 % |
Høy-krypemotstand på opptil 1050 grader i servicemiljøer. |
Lineære toleranser (ISO 8062-3 CT4–CT6)
Lineære dimensjoner følger ISO 8062 CT5 som standard. Toleransegrenser beregnes i henhold til den generelle ligningen:
T = ± (a + b × L)
(Der T er toleranse i mm, L er nominell lengde i mm, og a, b er graderingskonstanter spesifisert av ISO 8062).
Viktige produktegenskaper og prosesssammenligning
Evaluering av prosessavveininger er avgjørende for beslutninger om design-for-fremstillingsevne (DFM):-:
|
Teknisk parameter |
Silica Sol Investment Casting |
Vannglassstøping |
Harpiks sandstøping |
|
Bindesystem |
Kolloidalt silika (SiO2) |
Natriumsilikat (Na2O·nSiO2) |
Furan / fenolharpiks |
|
Som-støpt overflatefinish (Ra) |
1.6 - 3.2 μm |
6.3 - 12.5 μm |
12.5 - 25.0 μm |
|
Dimensjonsnøyaktighet |
ISO 8062 CT4 – CT6 |
ISO 8062 CT7 – CT9 |
ISO 8062 CT9 – CT11 |
|
Lineært toleranseområde |
± 0,10 mm per 25 mm |
± 0,30 mm per 25 mm |
± 0,80 mm per 25 mm |
|
Intern funksjonsdetalj |
Komplekse innvendige passasjer, 1,5 mm veggribber |
Moderat kompleksitet |
Enkle geometrier, kjerner kreves |
|
Maskineringsgodtgjørelse kreves |
0,5 mm - 1.0 mm |
1,5 mm - 3.0 mm |
3,0 mm - 6.0 mm |
|
Totalt ferdig kostnadsprofil |
Høyere innledende støpekostnad; laveste totalkostnad på grunn av minimal maskinering. |
Moderat støpekostnad; krever omfattende maskinering. |
Laveste innledende støpekostnad; høy sekundær maskinering overhead. |
Typiske applikasjoner
Væskehåndtering og ventilproduksjon
• Komponenter: Åpne og lukkede pumpehjul, ventilhus, kuleventilkuler, spjeldventilskiver, sanitærrørdeler.
• Tekniske krav: Jevne interne hydrauliske strømningsbaner (Ra mindre enn eller lik 3,2 μm) for å forhindre kavitasjon, redusere hydraulisk motstand og tåle hydrostatiske testtrykk opp til 6,4 MPa.
Matforedlings- og farmasøytisk utstyr
• Komponenter: Kjøttkvernplater, sentrifugerotorer, sanitærventilhus, påfyllingsdyser.
• Tekniske krav: Null overflatemikro-porøsitet, AISI 316L-kjemi, elektropolerte overflatefinisher (Ra mindre enn eller lik 0,4 μm) for å forhindre at bakterier blir fanget.
Marine og off-shore-maskinvare
• Komponenter: Dekkbeslag, rørflenser, impellerblader, undervannsmonteringsbraketter, rørkoblinger.
• Tekniske krav: Ekvivalent tall for høy gropmotstand (PREN større enn eller lik 25 for 316; PREN større enn eller lik 34 for dupleks 2205) for å motstå ASTM G48 gropkorrosjonsforhold i salt-vannmiljøer.
Industrimaskiner og automasjon
• Komponenter: Robotiske ende-effektorgripere, industriell låseutstyr, tekstilmaskinkameraer, brennerdyser.
• Tekniske krav: Netto-formproduksjon som erstatter sveisede sammenstillinger med flere-deler, øker strukturell stivhet samtidig som man eliminerer fabrikasjonsarbeid.
Maskinering og sekundæroperasjoner
For å levere ferdige deler som er klare for umiddelbar produksjonslinjemontering, har vi et-internt CNC-maskinanlegg og partnerskap for overflatebelegg.
CNC presisjonsmaskinering
• Utstyr: 3-akse, 4-akse og 5-akse vertikale maskineringssentre (VMC), CNC dreiebenker.
• Maskineringstoleranser: Presisjonsboringsplassering og kritiske tilpasningsdimensjoner ned til ± 0,005 mm.
• Sekundære operasjoner: Innvendig og ekstern gjengeboring (BSP, NPT, metrisk, UNC), presisjonsrømming, overflatesliping og sylindrisk sliping ned til Ra 0,2 μm.
Varmebehandling og overflatebehandling
• Varmebehandlinger: Løsningsgløding (1050 grader –1150 grader + rask vannkjøling for rustfritt stål), herding og herding (karbon/legert stål), normalisering, stressavlastende, aldringsherding (17-4PH).
• Overflatebehandlinger: Mekanisk polering (#180 til #800 speilpolering), elektropolering, kjemisk passivering (ASTM A967), kuleblåsing, elektro-galvanisering, sinkflakbelegg, pulverlakkering.
Kvalitetskontroll og inspeksjon
Kvalitetsoperasjoner er sertifisert i henhold til ISO 9001:2015. Kvalitetsverifisering dekker mottak av råvarer, -prosessoppslemmingstesting, smeltekjemianalyse og 100 % endelig dimensjonal/ikke{4}}destruktiv inspeksjon.
Standarder for inspeksjonsutstyr og kvalitetsverifisering
|
Testkategori |
Utstyr / Metode |
Verifikasjonsstandard og mål |
|
Kjemisk analyse |
Tysk spektrooptisk emisjonsspektrometer (OES) |
100 % smeltevarmeanalyse før helling. Materialtestrapporter (MTR per EN 10204 3.1) følger med hver batch. |
|
Dimensjonsbekreftelse |
Hexagon 3D CMM, optisk profilprojektor, plugg- og gjengemålere |
Full GD&T-verifisering mot tekniske tegninger; Inspeksjonsrapporter for første artikkel (FAIR / PPAP nivå 3 tilgjengelig). |
|
Mekanisk testing |
Universal strekkmaskin, Rockwell/Brinell hardhetstestere, Charpy V-Notch Impact Rig |
Verifikasjon av flytestyrke (Rp0,2), ultimate strekkstyrke (Rm), forlengelse (A%) og hardhet. |
|
Ikke-destruktiv testing (NDT) |
Flytende fargepenetrant (PT), magnetisk partikkel (MT), radiografisk (RT), ultralyd (UT) |
Deteksjon av overflatesprekker i henhold til ASTM E165; intern soliditetsevaluering i henhold til ASTM E446 / ASTM E192 standarder. |
|
Trykk- og lekkasjetesting |
Hydrostatisk testrigg, pneumatisk undervannstesting |
100 % trykkintegritetstesting på pumpehus og ventilhus (opptil 10 MPa luft/vann). |
OEM og tilpassede produksjonstjenester
Vi spesialiserer oss på komplette tilpassede ingeniørtjenester fra første prototyping til volumproduksjon.
Design for Manufacturability (DFM)-støtte:Teknisk analyse av trekkvinkler, overganger i snitttykkelse, portplasseringer og kjernestabilitet for å eliminere krympefeil og varm riving før verktøyskjæring.
Rask prototyping:3D-trykte SLA-voks-/harpiksmønstre for funksjonstesting med lavt-volum uten innledende investering i hardstål/aluminiumsformer.
Prototype leveringstid:7–10 dager.
Produksjon av hardt verktøy:Intern-CNC-skjæring. Ledetid for produksjonsverktøy: 15–20 dager inkludert første prøveinnlevering med FAIR-dokumentasjon.
Hva kjøpere bør gi for en tilbudsforespørsel
For å motta en formell teknisk gjennomgang og nøyaktig tilbud innen 24–48 timer, vennligst ta med følgende tekniske inndata i forespørselen din:
Tekniske tegninger:
• 3D CAD-modeller: STEP (.stp), IGES (.igs) eller Parasolid (.x_t).
• 2D-tekniske tegninger: PDF-format som viser lineære toleranser, gjengespesifikasjoner, overflateruhet, datummål og kritiske dimensjoner.
Materialspesifikasjoner:
Spesifikk standard legeringskvalitet (f.eks. ASTM A351 CF8M, DIN 1.4408, 17-4PH H1150) eller detaljerte grenser for kjemisk sammensetning.
Antall og kommersielle krav:
Opprinnelig prøve-/prototypeantall, ordrebatchstørrelse og estimert årlig bruk (EAU).
Sekundære krav:
Maskineringsdimensjoner, varmebehandlingsforhold, overflatebehandling (f.eks. elektropolering, passivering) og målleveringsplaner.
Kvalitets- og inspeksjonskriterier:
Påkrevd NDT-inspeksjonsnivå (PT/RT), CMM-inspeksjonsrapporter, EN 10204 3.1-sertifikater eller PPAP-nivå 3-krav.
FAQ
Spørsmål: Hva er standard ledetid for verktøyfabrikasjon og innledende prøver?
A: Standard CNC-maskinbearbeidet aluminiumsverktøy og innsending av første-artikkelprøve krever 15 til 20 kalenderdager. Hvis du bruker 3D-trykte voks/harpiksmønstre for rask prototyping, kan innledende funksjonelle prøver leveres innen 7 til 10 kalenderdager. Full produksjonsbatch-bestilling krever vanligvis 20 til 30 dager etter prøvegodkjenning.
Spørsmål: Hvordan er silikasolstøping sammenlignet med vannglassstøping i total kostnad og kvalitet?
A: Silikasol-støping bruker et kolloidalt silikabindemiddel og zirkonsand, og oppnår overlegen overflatefinish (Ra 1,6–3,2 μm vs Ra 6,3–12,5 μm) og strammere dimensjonstoleranser (CT4–CT6 vs CT7–CT9). Selv om råstøpekostnadene er 20–30 % høyere enn vannglass, er den totale kostnaden for ferdige komponenter ofte lavere på grunn av fullstendig eliminering eller reduksjon av CNC-maskinering.
Spørsmål: Hvilken overflatefinish kan forventes direkte i-støpt tilstand?
A: Ettersom-støpt overflateruhet varierer mellom Ra 1,6 μm og Ra 3,2 μm. Sekundær mekanisk polering eller elektropolering kan bringe kritiske overflatefinisher ned til Ra 0,4 μm eller jevnere for sanitærmat og farmasøytiske applikasjoner.
Spørsmål: Kan du utføre ikke-destruktiv testing (NDT) i-huset?
A: Interne NDT-funksjoner inkluderer Dye Liquid Penetrant Testing (PT), Magnetic Particle Inspection (MT), ultralydtesting (UT), hydrostatisk/pneumatisk trykktesting og spektrokjemisk analyse (OES). X-Ray Radiographic Inspection (RT) utføres gjennom sertifiserte uavhengige tredjepartslaboratorier på forespørsel.





