Leveranstiden för precisionsgjutning kan variera avsevärt beroende på en rad faktorer, bland annat detaljens komplexitet, det använda materialet, antalet beställda detaljer och gjuteriets arbetsbelastning.
1. Konstruktion och modellframställning för precisionsgjutning
Inledande konstruktionsfas: Om delen är ny och måste konstrueras från grunden kan detta ta från flera dagar till flera veckor. I vissa fall, särskilt när det gäller mycket komplexa komponenter inom flyg- och rymdindustrin eller medicinteknik, kan konstruktionsprocessen innebära flera iterationer tillsammans med kunden och omfattande arbete med datorstödd konstruktion (CAD). Att konstruera ett nytt turbinblad till en flygplansmotor kan till exempel ta två till fyra veckor, eftersom ingenjörerna optimerar formen för aerodynamisk effektivitet och värmebeständighet.
Tillverkning av vaxmodeller: När konstruktionen är färdigställd tillverkas vaxmodellerna. För enkla delar går vaxinjektionsprocessen relativt snabbt. Om delen har en enkel form och gjuteriet redan har en form med liknande design kan vaxmodeller för små serier (t.ex. 10–50 stycken) tillverkas på en till två dagar. För komplexa delar med fina detaljer eller inre hålrum kan dock varje vaxmodell kräva noggrant hantverk. Detta kan förlänga tillverkningstiden för vaxmodellerna för små serier till en vecka eller mer. Om kärnor behövs för att skapa inre detaljer kommer dessutom insättningen och fixeringen av dessa i vaxmodellen att ta ytterligare tid.
2. Förberedelse av keramiskt skal för fingjutning
Impregnering och laminering: Tillverkningen av ett keramiskt skal innefattar flera impregneringssteg. Varje impregneringssteg följs av en torkningsperiod. För delar i standardstorlek kan impregneringsprocessen ta 2–3 dagar, med ytterligare 1–2 dagars torkningstid mellan varje impregneringssteg. Sammantaget tar framställningen av ett keramiskt skal för delar med enkel till medelhög komplexitet cirka 3–5 dagar. För stora eller mycket komplexa delar, som kräver flera lager av keramisk slurry för att säkerställa hållfasthet och måttnoggrannhet, kan processen dock ta upp till en vecka eller mer. Till exempel kan det ta 7–10 dagar att fullständigt förbereda det keramiska skalet för en stor, komplex marin komponent med tjocka väggar och invecklade yttre detaljer.
3. Avvaxning och förvärmning vid precisionsgjutning
Avvaxning: Själva avvaxningsprocessen tar vanligtvis flera timmar. När vaxmodellen, som är täckt med ett keramiskt skal, har placerats i avvaxningsugnen kan vaxet smältas bort inom 2–4 timmar, beroende på vaxmodellens storlek och ugnens kapacitet. Förberedelsetiden inför avvaxningsprocessen, inklusive att lägga in vaxmodellen och säkerställa korrekt temperaturreglering, kan dock ta ytterligare 1–2 timmar.
Förvärmning av skalet: Efter avvaxningen måste det keramiska skalet förvärmas. Detta tar vanligtvis 1–2 dagar, eftersom skalet gradvis måste värmas upp till rätt temperatur för att säkerställa ett korrekt metallflöde under gjutningen. Förvärmningstiden kan vara längre för större eller tjockare skal, eftersom det tar längre tid för dem att nå en jämn temperatur.
4. Investeringgjutning – metallgjutning och stelning
Gjutning: Själva gjutningen av det smälta metallen är en relativt snabb process. Beroende på detaljens storlek och gjututrustningen kan gjutningstiden variera från några minuter till en halvtimme. För små delar kan gjutningen vara klar på 5–10 minuter, medan det för stora, komplexa komponenter kan ta 20–30 minuter. Förberedelserna inför gjutningen, inklusive att smälta metallen till rätt temperatur och förbereda gjutskänken, kan dock ta flera timmar.
Stelningsprocess: Metallens stelnings tid beror på detaljens tjocklek och vilken metall som används. Tunnväggiga aluminiumdelar kan stelna på 10 till 15 minuter, medan tjockväggiga delar av stål eller högtemperaturlegeringar kan ta flera timmar. Till exempel kan det ta 2 till 4 timmar för ett stort stålgjutgods som är flera tum tjockt att stelna helt.
5. Efterbehandling och kontroll vid precisionsgjutning
Avformning och efterbearbetning: För delar som tillverkas i små volymer kan det ta 1–2 dagar att ta bort det keramiska skalet och bearbeta ingötningskanalen och ingången efter stelningen. Denna process kan innefatta både manuellt arbete och mekanisk utrustning och kan ta längre tid om delen har många komplexa, svåråtkomliga områden.
Efterbehandling: Efterbehandlingsprocesser som sandblästring, värmebehandling och maskinbearbetning kan avsevärt förlänga ledtiden. För delar som tillverkas i små volymer kan sandblästring för att avlägsna kvarvarande keramiskt material ta flera timmar, medan värmebehandling kan ta 1–2 dagar, beroende på metalltyp och önskade egenskaper. Mindre bearbetning för att uppnå slutliga mått kan också ta 1–3 dagar, särskilt om snäva toleranser krävs.
Kontroll: Kontrollprocessen kan omfatta visuell kontroll, måttkontroll och icke-förstörande provning och kan ta 1–2 dagar. För kritiska komponenter av hög kvalitet, till exempel sådana som används inom flyg- och rymdindustrin, kan mer rigorösa kontrollförfaranden krävas, vilket förlänger kontrolltiden till 3–5 dagar.
6. Total ledtid för precisionsgjutning
Små, enkla detaljer: När det gäller små, enkla detaljer tillverkade med precisionsgjutning i små serier (10 till 50 stycken) kan den totala ledtiden från godkännande av konstruktionen till leverans av den färdiga produkten vara så kort som 2 till 3 veckor, förutsatt att gjuteriet redan har formarna och arbetsbelastningen är relativt låg.
Medelstora delar med medelhög komplexitet: För medelstora delar med medelhög komplexitet (till exempel typiska komponenter till bilmotorer) är ledtiden vanligtvis 4 till 6 veckor. Detta inkluderar tid för konstruktionsändringar, tillverkning av vaxmodeller, tillverkning av keramiska skal, metallgjutning, efterbearbetning och kontroll.
Stora, mycket komplexa delar: För stora, mycket komplexa delar, såsom de som används inom flyg- och rymdindustrin eller kraftproduktion, kan ledtiden vara 8 till 12 veckor eller ännu längre. Dessa delar kräver vanligtvis mer detaljerat konstruktionsarbete, längre förberedelsetider för keramiska skal samt mer omfattande efterbehandlings- och kontrollprocedurer.
Under de senaste åren har vissa gjuterier börjat använda ny teknik för att förkorta ledtiderna. Genom att till exempel använda 3D-utskriftsteknik för att tillverka vaxmodeller eller keramiska skal kan man avsevärt minska den tid som krävs för att skapa vaxmodeller och förbereda gjutformar. Användningen av 3D-utskrivna vaxmodeller kan minska ledtiderna för små, komplexa detaljer med 1–2 veckor jämfört med traditionella vaxinjektionsmetoder.
