Investeringsstøbningsprocessen
Oprettelse af et voksmønster
• I dagens fremstillingsverden fremstilles voksmønstre typisk ved at sprøjte voks ind i et metalværktøj eller "matrice"
• Med udviklingen af Additive Manufacturing kan mønstre udskrives
• I kunstmiljøet udskæres enestående stykker af kunstneren fra voksblokke
• Til flere støbninger fremstilles et siliciumværktøj normalt af kunstnerens skulptur, og voks injiceres eller hældes i det resulterende hulrum
Vokstræsamling
• Det er typisk uøkonomisk at lave små dele en ad gangen, så voksmønstre er typisk fastgjort til en voks "sprue"
• Indløbet tjener to formål
- 1. Giver en monteringsflade til at samle flere mønstre i en enkelt form, som senere fyldes med legering
- 2. Giver en strømningsvej for den smeltede legering ind i hulrummet skabt af voksmønstrene
• Voksen mellem mønstret/mønstrene og indløbet kaldes "Gates", fordi de drosler legeringens retning og flow ind i hulrummet, som mønstret laver.
Skalbygning
• Næste trin i processen er at bygge en keramisk skal rundt om vokstræet
• Denne skal bliver til sidst den form, som metal hældes i
• For at bygge skallen dyppes træet i et keramisk bad eller "gylle"
• Efter dypning påføres fint sand eller "stuk" på den våde overflade
• Formen får lov til at tørre, og processen gentages et antal gange, indtil en lagdelt (eller lamineret) keramisk form, der er i stand til at gennemgå støbeprocessens belastninger, er blevet bygget
Afvoks / udbrændthed
• Inden metal hældes i formen, fjernes voksen
• Dette gøres typisk ved hjælp af en damp-afvoksautoklave, som er som en stor industriel trykkoger
• En anden metode er brugen af en flash-ovn, som smelter og brænder voksen af
• Mange støberier bruger begge metoder sammen
• Autoklave fjerner størstedelen af voksen, som kan renoveres og genbruges
• Flash fire brænder resterende voks af og hærder skallen og gør den klar til støbning
Metalhældning
• Inden metallet hældes i den keramiske form eller "skal", forvarmes formen til en bestemt temperatur for at forhindre, at den smeltede legering størkner eller "fryser af", før hele formen fyldes
• Legering smeltes i en keramisk kop (kaldet en digel) ved hjælp af en proces kendt som induktionssmeltning
• En højfrekvent elektrisk strøm skaber et magnetisk felt omkring legeringen, der genererer elektriske felter inde i metallet (hvirvelstrømme)
• Hvirvelstrømmene opvarmer legeringen på grund af materialets elektriske modstand
• Når legeringen når sin angivne temperatur, hældes den i formen, og formen får lov at køle af
Skal slå af
• Når det er afkølet, fjernes skalmaterialet fra metallet
• Dette gøres typisk via mekaniske midler
• Hammer
• Højtryksvandsprængning
• Vibrationsbord
• Skalfjernelse kan også udføres kemisk ved hjælp af en opvarmet kaustisk opløsning af enten kaliumhydroxid eller natriumhydroxid, men denne fremgangsmåde er ved at blive udfaset på grund af miljø- og sundhedsmæssige bekymringer
Afskåret
• Når skalmaterialet er fjernet, skæres delene af indløbet, og lågerne slibes af
• Del afskæring kan udføres manuelt
• Hakkesav
• Lommelygte
• Laser (begrænsede anvendelser)
• Dele kan også skæres af ved hjælp af automatisering, det vil sige, at formen kan fastgøres ved hjælp af en fastgørelse på en programmerbar afskæringssav
Individuelle støbninger
• Når delene er fjernet fra indløbet, og portene fjernet, kan overfladen efterbehandles på en række måder
• Vibrerende/medie-finish
• Bælte eller håndslibning
• Polering
• Efterbehandling kan udføres i hånden, men i mange tilfælde er det automatiseret
• Dele bliver derefter inspiceret, mærket (hvis påkrævet), pakket og afsendt
• Afhængigt af anvendelsen kan delene bruges i deres "netform" eller bearbejdes til præcise sammenkoblingsoverflader
