Impresión 3D de modelos de cera para colada a la cera perdida: Revisión de RFQ
La impresión 3D de modelos de cera para colada a la cera perdida es útil cuando un comprador necesita patrones de fundición para prototipos o de bajo volumen sin utillaje rígido. El modelo no es la pieza metálica final. Su función es crear una forma colable que la fundición pueda manipular, recubrir con cáscara, eliminar por calcinación y verter con expectativas dimensionales y de superficie predecibles.
La solicitud de presupuesto (RFQ) debe definir si el comprador necesita cera impresa, resina colable u otra ruta de modelado. La cera impresa y la resina colable no son idénticas. El comportamiento durante la calcinación, los residuos de ceniza, la expansión térmica, la rigidez del modelo, el acabado superficial y la compatibilidad con el cronograma de la fundición pueden afectar la calidad de la cáscara y el riesgo de fundición.
Neway revisa las solicitudes de impresión 3D en resina y fabricación de modelos separando la precisión del modelo de la precisión de la fundición. Un modelo puede imprimirse con precisión y aun así fallar si no se consideran la calcinación, el agrietamiento de la cáscara, el sistema de alimentación, la compensación de contracción o los requisitos de manipulación.
La cera impresa y la resina colable son rutas de RFQ diferentes
Los modelos de cera impresa se consideran a menudo cuando la fundición desea un material de modelo más cercano a la manipulación tradicional de la cera. Los modelos de resina colable pueden ofrecer detalle y calidad superficial mediante fotopolimerización en cubeta, pero el comportamiento de calcinación de la resina y los residuos de ceniza deben ser aceptables para la fundición. El comprador no debe asumir que cualquier modelo de resina puede reemplazar a la cera sin una revisión por parte de la fundición.
El contenido de cera, la formulación de la resina, el espesor de pared del modelo, la estrategia de vaciado y los orificios de drenaje pueden afectar la calcinación. Si el modelo se expande demasiado durante la calcinación, la cáscara cerámica puede agrietarse. Si quedan residuos, pueden surgir defectos de fundición. La RFQ debe indicar el material de modelo preferido por la fundición y el programa de calcinación cuando esté disponible.
La rigidez del modelo también es importante. Un modelo de cera impreso delgado puede deformarse durante la manipulación. Un modelo de resina colable puede mantener el detalle pero requerir un proceso de calcinación específico. La elección correcta depende del tamaño de la pieza, el espesor de la sección, el proceso de cáscara y la experiencia de la fundición.
El almacenamiento y la manipulación deben incluirse cuando los modelos son delicados. Las características de cera largas y delgadas, las palas finas, los pasadores pequeños y los brazos sin soporte pueden doblarse o romperse antes del recubrimiento con cáscara. La resina colable puede ser más rígida, pero la rigidez también puede transferir tensiones a la cáscara cerámica durante el calentamiento. El comprador debe informar a Neway si los modelos se transportarán a una fundición, se ensamblarán en un árbol localmente o serán manipulados por el comprador antes de la fundición.
Ruta del modelo | Razón del comprador para elegirla | Riesgo de la fundición a confirmar | Detalle de la RFQ a proporcionar |
|---|---|---|---|
Modelo de cera impresa | Modelo de bajo volumen sin utillaje rígido y manipulación familiar similar a la cera. | Estabilidad dimensional, acabado superficial y daños por manipulación. | Tamaño del modelo, espesor de sección, plan de bebedero y condiciones de almacenamiento. |
Modelo de resina colable | Detalle fino, geometría nítida y producción rápida de modelos para prototipos. | Expansión por calcinación, residuos de ceniza y riesgo de agrietamiento de la cáscara. | Programa de calcinación, necesidades de vaciado, orificios de drenaje y aprobación de la fundición. |
Modelo de cera con utillaje rígido | Producción repetitiva con demanda estable de modelos. | Costo del utillaje y tiempo de entrega antes de la primera fundición. | Volumen de fundición esperado, estabilidad de revisiones y costo objetivo por modelo. |
El comportamiento de calcinación controla el riesgo de fundición
La colada a la cera perdida depende de que el modelo abandone la cáscara cerámica lo suficientemente limpio para el proceso de la fundición. Por lo tanto, el comportamiento de calcinación es un requisito de fabricación, no un detalle que decidir después de la impresión. El material del modelo, el espesor de pared, las cavidades huecas, la ventilación, las rutas de drenaje y la expansión térmica pueden afectar la integridad de la cáscara.
Los residuos de ceniza son un riesgo específico para los modelos de resina colable. Incluso un modelo visualmente preciso puede crear defectos de fundición si la calcinación no es compatible con el proceso de la cáscara. El comprador debe preguntar a la fundición si la ruta de resina está aprobada, si se necesita un cupón de prueba y si el programa de calcinación debe ajustarse.
El agrietamiento de la cáscara cerámica puede ocurrir cuando el modelo se expande, drena mal o crea presión atrapada durante la calcinación. Las cáscaras delgadas, las esquinas afiladas del modelo, las secciones pesadas y los grandes volúmenes de resina pueden aumentar la necesidad de revisión. Neway puede ayudar a crear el modelo impreso, pero el proceso de cáscara y calcinación de la fundición debe ser parte de la discusión de la RFQ.
La compensación del modelo no es lo mismo que la contracción de la fundición
Un modelo impreso puede necesitar compensación dimensional para el proceso del modelo, mientras que la fundición metálica también tiene su propio comportamiento de contracción. Estos son problemas separados. La contracción del modelo, la estabilidad de la resina o la cera, la acumulación de la cáscara, la contracción de la aleación y el margen de mecanizado de la fundición pueden afectar las dimensiones finales de la fundición.
El comprador debe indicar a Neway si el CAD enviado es la geometría final de la fundición, la geometría del modelo o la geometría ajustada por la fundición. Si el CAD es la pieza metálica terminada, la fundición puede necesitar agregar compensación por contracción de fundición, geometría de compuertas y bebederos, y margen de mecanizado. Si el CAD ya está compensado, esto debe indicarse claramente para evitar una doble compensación.
El acabado superficial del modelo también es importante. Las marcas de capa, el contacto con soportes, el efecto escalera y las reparaciones locales pueden transferirse a la cáscara y luego a la superficie de la fundición. Si la fundición se va a mecanizar, el requisito de superficie del modelo puede ser menos severo. Si la superficie de la fundición es funcional o visible, el acabado del modelo debe revisarse antes de la impresión.
Para la fundición de prototipos, la estrategia dimensional debe ser práctica. La primera fundición puede utilizarse para verificar el llenado del molde, el comportamiento de la aleación, el margen de mecanizado o el ajuste del ensamblaje. Un modelo de producción de bajo volumen puede necesitar un control más estricto de la manipulación repetitiva del modelo y la condición de la superficie. Estas dos etapas no deben cotizarse como el mismo requisito de modelo.
El bebedero, la compuerta y el ensamblaje del árbol deben asignarse
Los modelos impresos no incluyen automáticamente sistemas de alimentación, bebederos, ventilaciones o ensamblaje del árbol. Algunos compradores quieren que Neway imprima solo el modelo de la pieza. Algunas fundiciones quieren ceras de bebedero separadas y prefieren ensamblar el árbol ellas mismas. Otros pueden solicitar compuertas impresas o características integradas del modelo. La responsabilidad debe estar clara antes de emitir la cotización.
El diseño de la alimentación y el ensamblaje del árbol son decisiones de la fundición porque afectan el flujo del metal, la resistencia de la cáscara, la calcinación y el rendimiento de la fundición. Un proveedor de modelos impresos no debe inventar un sistema de alimentación sin la aportación de la fundición. Si el comprador tiene un dibujo de la fundición, debe proporcionarlo. Si no, Neway puede cotizar la impresión del modelo mientras el comprador o la fundición define el sistema de fundición.
El ensamblaje del árbol también puede cambiar cómo debe entregarse el modelo impreso. Una fundición puede preferir modelos sueltos separados con compuertas de cera añadidas posteriormente. Otra fundición puede solicitar características integradas para reducir el tiempo de ensamblaje. La RFQ debe indicar si Neway está imprimiendo modelos independientes, conjuntos de modelos, cupones de prueba o un concepto de ensamblaje aprobado por la fundición.
Ítem de la RFQ | Por qué es importante para la ruta de fundición | Quién debe confirmarlo | Riesgo si falta |
|---|---|---|---|
Material del modelo | Controla el comportamiento de calcinación y la compatibilidad con la cáscara. | Comprador y fundición. | Agrietamiento de la cáscara, residuos o rechazo de la ruta del modelo. |
Estado de compensación del CAD | Separa la geometría del modelo impreso de la contracción de la fundición metálica. | Ingeniería de la fundición. | Tamaño de fundición incorrecto o doble compensación. |
Acabado superficial | La textura del modelo puede transferirse a la cáscara y a la superficie de la fundición. | Comprador, fundición y proveedor del modelo. | Limpieza inesperada de la fundición o defectos visibles. |
Plan de bebedero y compuerta | Controla el flujo del metal, la calcinación, la manipulación de la cáscara y el ensamblaje del árbol. | Fundición. | El modelo puede ser inutilizable para el proceso de fundición previsto. |
Cuándo el utillaje rígido sigue siendo la mejor opción
Los modelos de cera impresa o resina colable son más adecuados para prototipos, pruebas de diseño urgentes, colada a la cera perdida de bajo volumen y piezas que pueden cambiar antes de la producción. El utillaje rígido se vuelve más práctico cuando el diseño es estable, el volumen de fundición es lo suficientemente alto, la fundición necesita modelos de cera repetitivos o el costo del modelo debe minimizarse en muchas piezas.
Si la geometría de la fundición es simple y la demanda repetitiva es predecible, los modelos de cera con utillaje rígido pueden proporcionar mejor repetibilidad y menor costo del modelo una vez pagado el utillaje. Si el diseño aún está cambiando, los modelos impresos reducen el riesgo del utillaje y permiten a la fundición colar piezas de prueba antes de bloquear el utillaje.
Un plan de transición útil es utilizar modelos impresos para las primeras fundiciones y luego pasar al utillaje rígido una vez que la geometría, la aleación, la alimentación, el margen de mecanizado y los requisitos de inspección sean estables. Esto evita pagar por el utillaje mientras la pieza aún está cambiando, pero también evita usar modelos impresos más allá del punto donde el utillaje rígido es más económico.
Detalles de la RFQ para modelos de colada a la cera perdida impresos
Para una RFQ fiable de modelos de cera o resina colable, envíe el archivo STEP, el dibujo 2D, el material de modelo deseado, la aleación de fundición si se conoce, la cantidad de modelos, si el CAD es geometría de fundición o geometría de modelo compensada, el requisito de acabado superficial, la preferencia de vaciado, las necesidades de drenaje y ventilación, el programa de calcinación si lo proporciona la fundición, la responsabilidad del bebedero o la compuerta y la etapa objetivo de la fundición.
Si la fundición no ha aprobado un material de modelo impreso, indíquelo antes de pedir los modelos. Neway puede apoyar la producción de modelos a través de materiales de resina y revisión de modelos, pero la compatibilidad de calcinación de la fundición y la aceptación de la fundición deben ser confirmadas por el proveedor de fundición.
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