عملية صب الاستثمار

يمكن صنع المسبوكات من نموذج الشمع الأصلي (الطريقة المباشرة) أو من نسخ الشمع المتماثلة للنمط الأصلي الذي لا يلزم صنعه من الشمع (الطريقة غير المباشرة). تصف الخطوات التالية العملية غير المباشرة، والتي يمكن أن تستغرق من يومين إلى سبعة أيام حتى تكتمل.

1. إنتاج نمط رئيسي: يقوم الفنان أو صانع القوالب بإنشاء نمط أصلي منالشمع,فخار,خشب,بلاستيك، أو مادة أخرى.^[5]في السنوات الأخيرة إنتاج الأنماط باستخدامالطباعة ثلاثية الأبعادمن النماذج التي تنتجهاالتصميم بمساعدة الحاسوبأصبحت البرامج شائعة الاستخدام بشكل أساسيمادة صمغيةقائم علىالطباعة الحجرية المجسمة(SLA) أو طابعات DLP ثلاثية الأبعاد لأنماط عالية الدقة أو خيوط PLA القياسية عندما لا تكون هناك حاجة إلى مستويات عالية من الدقة. إذا كنت تستخدم نمطًا مطبوعًا ثلاثي الأبعاد، فانتقل مباشرة إلى الخطوة 5.
2. اصنع قالبًا: أقالب، معروف بسيد يموت، مصنوع ليناسب النمط الرئيسي. إذا كان النموذج الرئيسي مصنوعًا من الفولاذ، فيمكن صب القالب الرئيسي مباشرة من النموذج باستخدام معدن ذو نقطة انصهار أقل.ممحاةيمكن أيضًا صب القوالب مباشرةً من النموذج الرئيسي. وبدلاً من ذلك، يمكن تشكيل القالب الرئيسي بشكل مستقل - دون إنشاء نمط رئيسي.^[5]
3. إنتاج أنماط الشمع: على الرغم من دعاأنماط الشمع، قد تشمل مواد النمط أيضًا البلاستيك والمجمدالزئبق.^[5]يمكن إنتاج أنماط الشمع بإحدى طريقتين. في إحدى العمليات، يُسكب الشمع في القالب ويُحرك حتى يتم تغطية السطح الداخلي للقالب بطبقة متساوية، يبلغ سمكها عادةً حوالي 3 مم (0.12 بوصة). يتكرر هذا حتى يتم الوصول إلى سمك النمط المطلوب. هناك طريقة أخرى تتضمن ملء القالب بالكامل بالشمع المنصهر وتركه يبرد كجسم صلب.^{[بحاجة لمصدر]}
   إذا كان هناك حاجة إلى نواة، فهناك خياران: الشمع القابل للذوبان أو السيراميك. تم تصميم قلوب الشمع القابلة للذوبان بحيث تذوب الطبقة الاستثمارية مع بقية نمط الشمع؛ تتم إزالة النوى الخزفية بعد أن يصلب المنتج.^[5]
4. تجميع أنماط الشمع: يمكن إنشاء أنماط متعددة من الشمع وتجميعها في نمط واحد كبير ليتم صبها في دفعة واحدة. في هذه الحالة، يتم إرفاق الأنماط بالشمعقناة السكبلإنشاء مجموعة نمط، أوشجرة.لإرفاق الأنماط، يتم استخدام أداة تسخين لإذابة أسطح الشمع المحددة قليلاً، والتي يتم بعد ذلك ضغطها على بعضها البعض وتركها لتبرد وتتصلب. يمكن تجميع ما يصل إلى عدة مئات من الأنماط في شجرة.^[5][6]يمكن أن تكون أنماط الشمع أيضًاطاردتمما يعنيخطوط فراقأوومضاتيتم فركها باستخدام الأداة المعدنية الساخنة. وأخيرا، الأنماطيرتدي(عن طريق إزالة العيوب) لتبدو وكأنها قطع تامة الصنع.^[7]
5. تطبيق المواد الاستثمارية: القالب الخزفي المعروف باستثمار، يتم إنتاجه من خلال تكرار سلسلة من الخطوات - الطلاء، والجص، والتصلب - حتى يتم تحقيق السُمك المطلوب.
   1. طلاءيتضمن غمس مجموعة نمطية في ملاط ​​من مادة حرارية دقيقة ثم تجفيفها لإنشاء طبقة سطحية موحدة. يتم استخدام المواد الدقيقة في هذه الخطوة الأولى، والتي تسمى أيضًا أالغطاء الاساسي‎للحفاظ على التفاصيل الدقيقة من القالب.
   2. الجصيطبق جزيئات السيراميك الخشنة عن طريق غمس الأنماط فيسرير مميعأو وضعها في آلة الصنفرة المطرية أو عن طريق وضع المواد يدويًا.
   3. تصلبيسمح للطلاء بالشفاء. يتم تكرار هذه الخطوات حتى يصل الاستثمار إلى السُمك المطلوب — عادةً من 5 إلى 15 ملم (0.2 إلى 0.6 بوصة). تُترك قوالب الاستثمار لتجف تمامًا، الأمر الذي قد يستغرق من 16 إلى 48 ساعة. يمكن تسريع عملية التجفيف عن طريق استخدام الفراغ أو تقليل الرطوبة البيئية. يمكن أيضًا إنشاء قوالب الاستثمار عن طريق وضع مجموعات الأنماط في ملفقارورةومن ثم سكب المواد الاستثمارية السائلة من الأعلى. يتم بعد ذلك اهتزاز الدورق للسماح للهواء المحبوس بالهروب ومساعدة المادة الاستثمارية على ملء أي فراغات صغيرة.^[5][8]
   4. مواد: شائعالمواد المقاومة للحرارةالمواد المستخدمة في إنشاء الاستثمارات هي: السيليكا، الزركون، المتنوعةسيليكات الألومنيوم، والألومينا. عادة ما يستخدم السيليكا فيالسيليكا المنصهرةالشكل، ولكن في بعض الأحيانكوارتزيتم استخدامه لأنه أقل تكلفة.سيليكات الألومنيومعبارة عن خليط من الألومينا والسيليكا، حيث تحتوي المخاليط شائعة الاستخدام على نسبة ألومينا من 42 إلى 72%؛ عند نسبة 72% من الألومينا، يُعرف المركب باسمموليت. خلال الطبقة (الطبقات) الأولية،الزركونوتستخدم الحراريات القائمة على نطاق واسع، لأنالزركونيوممن غير المرجح أن تتفاعل مع المعدن المنصهر.^[8]قبل السيليكا، كان هناك خليط من الجص والقوالب القديمة المطحونة (شاموت) كان مستعملا.^[9]تتضمن المجلدات المستخدمة لتثبيت المواد المقاومة للحرارة في مكانها ما يلي:سيليكات الإيثيل(مرتكز على الكحول ومركب كيميائيًا)،السيليكا الغروية(ذو أساس مائي، والمعروف أيضًا باسم سول السيليكا، ويتم ضبطه بالتجفيف)،سيليكات الصوديوم، وهجين من هذه التي تسيطر عليهاالرقم الهيدروجينيواللزوجة.
6. ديواكس: بمجرد معالجة قوالب السيراميك تمامًا، يتم قلبها رأسًا على عقب ووضعها في وعاءفرنأوفرن الضغطلإذابة و/أو تبخير الشمع. تحدث معظم حالات فشل الصدفة في هذه المرحلة لأن الشموع المستخدمة لهامعامل التمدد الحراريوهذا أكبر بكثير من المادة الاستثمارية المحيطة به - فعندما يتم تسخين الشمع فإنه يتمدد ويسبب الإجهاد. لتقليل هذه الضغوط، يتم تسخين الشمع بأسرع ما يمكن حتى تذوب أسطح الشمع الخارجية وتجفف بسرعة، مما يوفر مساحة لبقية الشمع للتمدد. في بعض الحالات، يمكن حفر ثقوب في القالب قبل التسخين للمساعدة في تقليل هذه الضغوط. عادةً ما يتم استرداد أي شمع ينفد من القالب وإعادة استخدامه.^[10]
7. التسخين المسبق للاحتراق: يتم بعد ذلك إخضاع القالب إلى أاحترقالذي يقوم بتسخين القالب إلى درجة حرارة تتراوح بين 870 درجة مئوية و 1095 درجة مئوية لإزالة أي رطوبة وبقايا شمع، واللبيدةالقالب. في بعض الأحيان يتم استخدام هذا التسخين أيضًا لتسخين القالب قبل صبه، ولكن في أحيان أخرى يتم السماح للقالب بالتبريد حتى يمكن اختباره. يسمح التسخين المسبق للمعدن بالبقاء سائلاً لفترة أطول حتى يتمكن من ملء جميع تفاصيل القالب بشكل أفضل وزيادة دقة الأبعاد. إذا تم ترك القالب ليبرد، يمكن إصلاح أي شقوق تم العثور عليها باستخدام ملاط ​​السيراميك أو الأسمنت الخاص.^[10][11]
8. صب: يتم بعد ذلك وضع قالب الاستثمار بشكل مفتوح إلى أعلى في حوض مملوء بالرمل. قد يتم سكب المعدن بالجاذبية أو إجباره عن طريق تطبيق ضغط هواء إيجابي أو قوى أخرى.صب الفراغ,صب الميل، ساعد الضغط على الصب وصب الطرد المركزيهي طرق تستخدم قوى إضافية وتكون مفيدة بشكل خاص عندما تحتوي القوالب على أقسام رفيعة قد يكون من الصعب ملئها.^[11]
9. تجريد:القشرة مطروقة،انتقدت وسائل الإعلام,اهتز,نفث الماءأو مذابًا كيميائيًا (أحيانًا معالنيتروجين السائل) للافراج عن الصب. يتم قطع الذباب وإعادة تدويره. قد يتم بعد ذلك تنظيف القالب لإزالة علامات عملية الصب، عادةً عن طريقطحن.^[11]
10. التشطيب: بعد الطحن، يخضع الصب المكتمل للتشطيب. عادة ما يذهب هذا إلى أبعد من الطحن، حيث تتم إزالة الشوائب والسلبيات عن طريق الأدوات اليدوية واللحام. في حالة احتياج الجزء إلى تقويم إضافي، يتم تنفيذ هذه العملية عادةً بواسطة مكابس تقويم هيدروليكية، مما يجعل المنتج متوافقًا مع التفاوتات المسموح بها.^[12]