インベストメント鋳造プロセス

鋳物は、オリジナルのワックスモデルから（直接法）、またはワックスから作る必要のないオリジナルのパターンのワックスレプリカから（間接法）作ることができます。次の手順では、完了までに 2 ～ 7 日かかる間接的なプロセスについて説明します。

1. マスターパターンを作成する: アーティストまたは型製作者がオリジナルのパターンを作成します。ワックス、粘土、木材、プラスチック、または別の素材。^[5]近年では、3Dプリントによって制作されたモデルのコンピュータ支援設計ソフトウェアは主に樹脂ベースの光造形高解像度パターンの場合は (SLA) または DLP 3D プリンタ、高レベルの精度が必要ない場合は標準の PLA フィラメントを使用します。 3D プリント パターンを使用している場合は、直接ステップ 5 に進みます。
2. 金型を作成する:A型、として知られていますマスター死ぬ、マスターパターンに合わせて作られています。マスター パターンが鋼で作られている場合は、融点の低い金属を使用してマスター ダイをパターンから直接鋳造できます。ゴムマスターパターンから直接金型を鋳造することもできます。あるいは、マスター パターンを作成せずに、マスター ダイを独立して加工することもできます。^[5]
3. ワックスパターンを作成する：と言われてもワックスパターン、パターンの材料にはプラスチックや冷凍も含まれる場合があります。水星.^[5]ワックス パターンは 2 つの方法のいずれかで作成できます。 1 つのプロセスでは、ワックスを型に注ぎ、通常は厚さ約 3 mm (0.12 インチ) の均一なコーティングが型の内面を覆うまで振ります。所望のパターン厚さに達するまでこれを繰り返します。別の方法では、型全体を溶かしたワックスで満たし、固体として冷却します。^[要出典]
   コアが必要な場合は、水溶性ワックスまたはセラミックの 2 つのオプションがあります。可溶性ワックスコアは、残りのワックスパターンとともにインベストメントコーティングから溶け出すように設計されています。セラミックコアは製品が硬化した後に除去されます。^[5]
4. ワックスパターンを組み立てる: 複数のワックス パターンを作成し、1 つの大きなパターンに組み立てて、1 回のバッチ注入で鋳造できます。この状態でワックスに模様を付けていきます。スプルーパターンクラスターを作成する、または木。パターンを取り付けるには、加熱ツールを使用して指定されたワックスの表面をわずかに溶かし、次に互いに押し付けて冷却して硬化させます。数百ものパターンを組み合わせて 1 つのツリーを作成できます。^[5][6]ワックスパターンも可能です追われた、つまりパーティングラインまたは点滅加熱した金属工具を使用してこすり落とします。最後にパターンは、服を着た（不完全な部分を取り除くことで）完成品のように見えます。^[7]
5. 埋没材を塗布する: セラミックモールドとして知られています。投資は、希望の厚さになるまで、塗装、スタッコ塗り、硬化という一連の工程を繰り返すことで製造されます。
   1. コーティングパターンクラスターを微細な耐火材料のスラリーに浸漬し、その後水切りして均一な表面コーティングを作成することが含まれます。この最初のステップでは、上質な材料が使用されます。プライムコート、金型の細かいディテールを保存します。
   2. スタッコ加工パターンを浸漬することによって粗いセラミック粒子を適用します。流動床、レインフォールサンダーに置くか、手作業で材料を塗布します。
   3. 硬化コーティングの硬化を可能にします。これらの手順は、埋没材が必要な厚さ（通常は 5 ～ 15 mm（0.2 ～ 0.6 インチ））に達するまで繰り返されます。インベストメント金型は完全に乾燥するまで放置されますが、乾燥には 16 ～ 48 時間かかる場合があります。真空にするか環境湿度を最小限に抑えることで乾燥を促進できます。インベストメント金型は、パターン クラスターをフラスコ次に液体埋没材を上から注ぎます。次に、フラスコを振動させて、閉じ込められた空気を逃がし、埋没材が小さな空隙を埋めるのを助けます。^[5][8]
   4. 材料： 一般耐火物投資の作成に使用される材料は次のとおりです: シリカ、ジルコン、さまざまなケイ酸アルミニウム、 そしてアルミナ。シリカは通常、次のような用途に使用されます。溶融シリカ形ですが、時々石英安価なので使われています。ケイ酸アルミニウムアルミナとシリカの混合物で、一般的に使用される混合物のアルミナ含有量は 42 ～ 72% です。 72% アルミナの化合物は次のように知られています。ムライト。プライマリコート中に、ジルコン-ベースの耐火物が一般的に使用されます。ジルコニウム溶融金属と反応しにくくなります。^[8]シリカの前に、石膏と古い型を粉砕したものを混合したもの（シャモット） 使われた。^[9]耐火物を所定の位置に保持するために使用される結合剤には次のものがあります。ケイ酸エチル(アルコールベースおよび化学的に硬化)、コロイダルシリカ（シリカゾルとしても知られる水性、乾燥により硬化する）、ケイ酸ナトリウム、およびこれらのハイブリッドが制御されます。pHそして粘度.
6. 脱ワックス: セラミックモールドが完全に硬化したら、逆さまにして型に置きます。炉またはオートクレーブワックスを溶かしたり蒸発させたりします。使用されるワックスには次のような性質があるため、ほとんどのシェルの破損はこの時点で発生します。熱膨張係数これは周囲の埋没材よりもはるかに大きいため、ワックスが加熱されると膨張して応力が生じます。これらの応力を最小限に抑えるために、ワックスはできるだけ急速に加熱され、ワックスの外側表面がすぐに溶けて排出され、ワックスの残りの部分が膨張するスペースができます。特定の状況では、これらの応力を軽減するために、加熱前に金型に穴を開けることがあります。型から流れ出たワックスは通常、回収されて再利用されます。^[10]
7. バーンアウト予熱: 次に、金型に次の処理が施されます。燃え尽き症候群、金型を 870 °C ～ 1095 °C に加熱して、水分や残留ワックスを除去し、焼結金型。この加熱は、注ぐ前に金型を予熱するために使用される場合もありますが、テストできるように金型を冷却する場合もあります。予熱により、金属が液体状態を長く保つことができるため、金型のすべての細部をより適切に充填し、寸法精度を高めることができます。型を冷却したままにしておくと、見つかった亀裂はセラミックスラリーまたは特殊なセメントで修復できます。^[10][11]
8. 注ぐ: 次に、インベストメント金型を、開いた面を上にして砂で満たされた浴槽に置きます。金属は、重力で注がれたり、正の空気圧やその他の力を加えて強制的に注入されたりする場合があります。真空鋳造、ティルトキャスティング、圧力補助注入および遠心鋳造これらは追加の力を使用する方法であり、モールドに充填が難しい薄い部分が含まれている場合に特に便利です。^[11]
9. 売却: シェルはハンマーで叩かれ、メディアが爆破した、振動した、ウォータージェット式、または化学的に溶解（場合によっては液体窒素) キャストを解除します。スプルーは切り取られてリサイクルされます。その後、鋳造プロセスの痕跡を除去するために、通常は次の方法で鋳物を洗浄します。研削.^[11]
10. 仕上げ: 研削後、完成した鋳物は仕上げ加工を受けます。これは通常、研磨よりもさらに進んで、不純物やネガが手作業の工具や溶接によって除去されます。部品に追加の矯正が必要な場合、このプロセスは通常、製品を公差内に合わせる油圧矯正プレスによって実行されます。^[12]