מארז שעון עשוי מסגסוגת טיטניום אבודה-יציקת שעווה
יציקת -ופל אבודה, הידועה גם בשם יציקת השקעה, היא שיטת יציקה מדויקת עם היסטוריה ארוכה. העיקרון כולל תחילה יצירת דגם שעווה עם אותה צורה כמו מאחור השעון. לאחר מכן, באמצעות סדרה של תהליכים, שכבות מרובות של חומר עקשן מצופות על פני השטח של דגם השעווה ליצירת מעטפת מונוליטית.
סקירה כללית של טכנולוגיית יציקת וואפר אבודה-
יציקת -ופל אבודה, הידועה גם בשם יציקת השקעה, היא שיטת יציקה מדויקת עם היסטוריה ארוכה. העיקרון כולל תחילה יצירת דגם שעווה עם אותה צורה כמו מאחור השעון. לאחר מכן, באמצעות סדרה של תהליכים, שכבות מרובות של חומר עקשן מצופות על פני השטח של דגם השעווה ליצירת מעטפת מונוליטית. לאחר מכן, המעטפת מחוממת, מה שגורם לדגם השעווה להימס ולזרום החוצה, ומותיר חלל בתוך המעטפת שתואם את צורת מארז השעון האחורי. לבסוף, סגסוגת טיטניום מותכת מוזגת לתוך חלל זה. לאחר שסגסוגת הטיטניום מתקררת ומתמצקת, הקליפה נשברת כדי לקבל בחזרה את מארז השעון הרצוי.
תכונות של חומר סגסוגת טיטניום
סגסוגת טיטניום היא סגסוגת המורכבת מטיטניום כבסיס ואלמנטים סגסוגים אחרים. יש לו תכונות מצוינות רבות, מה שהופך אותו לאידיאלי עבור גב נרתיק שעון. ראשית, לסגסוגת טיטניום יש צפיפות נמוכה, רק כ-60% של פלדה, מה שהופך את השעונים לקלים יותר ומפחית את המאמץ של פרק כף היד. שנית, לסגסוגת טיטניום יש עמידות מצוינת בפני קורוזיה, עמידה בפני שחיקה של זיעה, מי ים וכו', מה שמבטיח שגב מארז השעון לא יחליד או יתכלה גם לאחר שימוש-לטווח ארוך בסביבות שונות. בנוסף, סגסוגות טיטניום בעלות חוזק גבוה ותאימות ביולוגית טובה, ואינן יגרמו לאלרגיות בעור, שהן מאפיינים מכריעים לגב נרתיק שעונים שבאים במגע ממושך עם העור.
תהליך ספציפי של אבודים-יציקת רקיק של גב נרתיק שעון מסגסוגת טיטניום
o. עיצוב וייצור עובש: בהתבסס על דרישות העיצוב של מארז השעון האחורי, נוצר מודל תלת-ממדי באמצעות תוכנת עיצוב בעזרת מחשב- (CAD) כדי לקבוע את הממדים, הצורה, המרקם ופרטים אחרים של המארז האחורי. לאחר מכן, נעשה שימוש בטכנולוגיית עיבוד CNC לייצור התבנית ללחיצת דגם השעווה. הדיוק ואיכות פני השטח של התבנית משפיעים ישירות על איכות דגם השעווה, לכן נדרשת בקרה קפדנית על דיוק העיבוד.
o. לחיצת דגם שעווה: שעווה מותכת, מחוממת לטמפרטורה ונזילות מתאימות, מוזרקת לתבנית ומוחזקה בלחץ למשך פרק זמן כדי להבטיח שהשעווה תמלא את כל פינות התבנית. לאחר שהשעווה מתקררת ומתמצקת, פותחים את התבנית, ומסירים את דגם השעווה. מבוצעת בדיקה מקדימה לדגם השעווה להסרת עודפי הבזקים וכתמים, תוך הקפדה על כך שמידות וצורת דגם השעווה עומדות בדרישות העיצוב.
o. ציפוי: דגם השעווה המוכן מקובע על סרגל הזריחה ליצירת מכלול התבנית. לאחר מכן טובלים את התבנית בציפוי המורכב מחומרים עקשנים (כגון סיליקה סול, חול זירקון וכו') ובחומר מקשר, המבטיח שכבת ציפוי אחידה על פני תבנית השעווה. לעובי ואחידות הציפוי יש חשיבות מכרעת לאיכות המעטפת, המחייבים בקרה קפדנית על זמן הטבילה ומהירותו.
o. פיזור חול: מיד לאחר הטבילה בציפוי מניחים את התבנית במתקן פיזור חול המאפשר לחלקיקי חול עקשן להיצמד באופן שווה לשכבת הציפוי. גודל החלקיקים של החול נבחר בהתאם לשכבות ולדרישות השונות של הקליפה, בדרך כלל מתפזר במספר שכבות מגס ועד עדין. כל שכבת חול מספקת חוזק ותמיכה מסוימים לקליפה.
o. ייבוש והתקשות: לאחר פיזור החול מכניסים את התבנית לתא ייבוש לייבוש והתקשות. במהלך תהליך הייבוש, הממס שבציפוי מתאדה בהדרגה, והקלסר עובר תגובה כימית הגורמת למעטפת להתקשות בהדרגה. יש להתאים את זמן הייבוש וההתקשות והטמפרטורה בהתאם לסוג הציפוי ולתנאי הסביבה כדי להבטיח שלקליפה יש חוזק ויציבות מספקים.
o. חזרות מרובות: כדי לקבל מעטפת בעובי וחוזק מספיקים, יש לחזור על תהליכי טבילה בציפוי, פיזור חול, ייבוש והתקשות, בדרך כלל דורשים 5-7 שכבות. יש להתאים את פרמטרי התהליך עבור כל שכבה בהתאם למצב בפועל כדי להבטיח איכות מעטפת אחידה.
o. הסרת שעווה בקיטור: הקליפה המוכנה מונחת בקומקום לניקוי שעווה, ומכניסים אדים בטמפרטורה- גבוהה כדי להמיס את דגם השעווה ולאפשר לו לזרום החוצה מהקליפה. יש לשלוט על הטמפרטורה והלחץ של הקיטור בהתאם לחומר המעטפת ולמאפייני דגם השעווה כדי להבטיח שדגם השעווה יימס לחלוטין ויזרום החוצה בצורה חלקה מבלי לפגוע במעטפת.
o. ניקוי שעווה במים חמים: בנוסף לניקוי שעווה בקיטור, ניתן להשתמש גם בניקוי שעווה במים חמים. הקליפה מונחת במים חמים, מה שמאפשר לדגם השעווה להמיס ולצוף אל פני השטח. לאחר מכן, השעווה נאספת למיחזור. לניקוי שעווה במים חמים יש את היתרונות של ציוד פשוט ועלות נמוכה יותר, אך ייתכן שאפקט הסרת השעווה לא יהיה יסודי כמו הסרת שעווה בקיטור.
o. תהליך חימום: הקליפה שעברה שעווה מוכנסת לתנור שריפה לשריפה. מטרת השריפה היא להסיר עוד יותר שאריות שעווה, לחות וזיהומים אחרים ממעטפת התבנית, ולשפר את חוזקה ותכונות העמידות שלה. תהליך השריפה מצריך בקרה קפדנית על קצב החימום, בדרך כלל בשיטת חימום מפולח כדי למנוע סדקים עקב שינויי טמפרטורה מהירים.
o. שריפה-בטמפרטורה גבוהה: לאחר שמעטפת התבנית מגיעה לטמפרטורה מסוימת, היא מוחזקה למשך פרק זמן לצריבה-בטמפרטורה גבוהה. טמפרטורת השריפה והזמן נקבעים על סמך החומר של מעטפת התבנית ודרישות תהליך היציקה, בדרך כלל בין 900-1200 מעלות. שריפה בטמפרטורה גבוהה מאפשרת לקלסר במעטפת התבנית להתמצק לחלוטין, ויוצר מבנה קרמי חזק.
o. תהליך קירור: לאחר השריפה, יש לקרר את מעטפת התבנית באיטיות כדי למנוע סדקים עקב מתח תרמי. יש גם לשלוט בקצב הקירור בהתאם לחומר ולגודל של מעטפת התבנית, בדרך כלל באמצעות קירור תנור או קירור במצע קירור ספציפי.
o. התכה של סגסוגת טיטניום: חומר הגלם מסגסוגת טיטניום ממוקם בכבשן התכה אינדוקציה בוואקום לצורך התכה. מכיוון שסגסוגות טיטניום מגיבות בקלות עם חמצן וחנקן באוויר בטמפרטורות גבוהות, תהליך ההיתוך חייב להתבצע בסביבת ואקום כדי להבטיח את הטוהר והאיכות של סגסוגת הטיטניום. שליטה מדויקת בטמפרטורת ההיתוך ובזמן ההיתוך מבטיחה שחומר הגלם מסגסוגת הטיטניום מותך לחלוטין ומשיג הרכב אחיד וטמפרטורה מתאימה.
o. יציקה: ברגע שסגסוגת הטיטניום המותכת מגיעה לטמפרטורה ולנזילות המתאימה, היא נמזגת במהירות לתבנית שחוממת מראש. תהליך היציקה חייב להתבצע תחת הגנה של גז אינרטי (כגון ארגון) כדי למנוע מסגסוגת הטיטניום המותכת להגיב עם אוויר במהלך היציקה. יש לשלוט במדויק על מהירות היציקה ונפח בהתאם לגודל ולצורה של מארז השעון האחורי כדי להבטיח שסגסוגת הטיטניום המותכת תמלא כל פינה בתבנית.
o. ניקוי מארז: לאחר שסגסוגת הטיטניום מתקררת ומתמצקת, התבנית מוסרת בשיטות מכניות (כגון רטט, התזת חול וכו'). יש לנקוט זהירות במהלך תהליך ניקוי המארז כדי להימנע מפגיעה בגב מארז השעון ולהבטיח את שלמות משטח גב המארז.
o. חיתוך שער: מאחור השעון מנותק מפס הזרבובית, ומסיר עודפי שער ומעלה. תהליך החיתוך דורש ציוד חיתוך-בדיוק גבוה כדי להבטיח משטח חיתוך חלק ואחיד.
o. טיפול בחום: כדי לשפר את התכונות המכניות של מארז השעון האחורי, יש צורך בטיפול בחום. תהליכי טיפול בחום כוללים חישול, כיבוי וחיסול; יש לקבוע פרמטרים ספציפיים של תהליך בהתבסס על דרישות הרכב וביצועים של סגסוגת הטיטניום. טיפול בחום משפר את המבנה המיקרו של סגסוגת הטיטניום, מגדיל את החוזק, הקשיות והקשיחות שלה.
o. טיפול פני השטח: טיפולי פני השטח כגון ליטוש, התזת חול וציפוי מיושמים על גב מארז השעון כדי לשפר את גימור פני השטח שלו ואת המשיכה הדקורטיבית שלו. תהליך טיפול פני השטח צריך להיבחר בהתאם לסגנון העיצוב של השעון ולדרישות השוק כדי להחזיר למארז השעון מראה ומרקם טובים יותר.
היתרונות של אבודים-יציקת רקיק עבור גב נרתיק שעונים מסגסוגת טיטניום
דיוק גבוה
יציקת פרוסות אבודות- משיגה דיוק מימדים וצורות גבוהים מאוד, ומאפשרת ייצור של גב מארז שעון עם צורות מורכבות ופרטים עשירים. עבור גב נרתיק שעונים עם עיצובים ייחודיים ומרקמים עדינים, יציקת פרוסות אבודה- היא שיטת ייצור אידיאלית.
איכות פני השטח טובה
לחלק האחורי של השעון המתקבלים באמצעות יציקת- פרוסות אבודה יש גימור משטח גבוה, מה שמפחית את עומס העבודה של העיבוד הבא. בינתיים, איכות פני השטח של התבנית משפיעה ישירות על איכות פני השטח של המארז בחזרה. על ידי אופטימיזציה של תהליך ייצור התבנית, ניתן להשיג מארז שעון עם איכות משטח מעולה.
ניצול חומרים גבוה
יציקת שעווה אבודה-ת מאפשרת יציקה מדויקת בהתאם לצורה והגודל האמיתיים של גב מארז השעון, ומפחיתה בזבוז חומר. בהשוואה לשיטות עיבוד שבבי מסורתיות, יציקת שעווה אבודה- יכולה לשפר את ניצול החומרים ולהפחית את עלויות הייצור.
יכולת הסתגלות חזקה
יציקת שעווה אבודה-יכולה להתאים לסוגים ולהרכבים שונים של סגסוגות טיטניום. עבור גב קופסאות שעונים עם דרישות ביצועים מיוחדות, ניתן לענות על הצרכים על ידי בחירת חומרים מתאימים מסגסוגת טיטניום ותהליכי יציקה. יתר על כן, ניתן לשלב יציקת שעווה אבודה עם תהליכי ייצור אחרים כדי להשיג עיצוב וייצור מגוונים של גב מארז השעון.
אתגרים ופתרונות פוטנציאליים
קושי בהיתוך ויציקת סגסוגות טיטניום
סגסוגות טיטניום בעלות תגובתיות כימית גבוהה והן נוטות להגיב עם אלמנטים כמו חמצן וחנקן באוויר במהלך ההיתוך והיציקה, מה שמוביל לירידה בביצועים של סגסוגת הטיטניום. הפתרון הוא להשתמש בשיטות היתוך אינדוקציה בוואקום ובשיטות יציקה מוגנת בגז אינרטי, בקרה קפדנית על סביבת ההיתוך והיציקה כדי למנוע מגע בין סגסוגת הטיטניום לאוויר.
קייס סדקים
במהלך ייצור מארז, הסרת שעווה, שריפה ויציקה, סדקים נוטים להתרחש עקב שינויי טמפרטורה וריכוז מתח. הפתרון הוא לייעל את תהליך ייצור המארז, לשלוט בקצבי החימום והקירור ולהימנע מלחץ תרמי מופרז על המארז. במקביל, יש לקחת בחשבון את המבנה והחוזק של המארז במהלך התכנון והייצור כדי למנוע אזורים של ריכוז מתח.
קושי בבקרת דיוק ממדי
יציקת שעווה אבודה-כרוכה במספר שלבי תהליך, ופרמטרי התהליך בכל שלב משפיעים על דיוק הממד הסופי. הפתרון הוא הקמת מערכת בקרת תהליכים קפדנית לשליטה ובקרה מדויקת של כל שלב בתהליך. במקביל, יש להשתמש בטכנולוגיית מדידה מתקדמת ובציוד כדי לנטר ולהתאים את מידות מארז השעון בחזרה בזמן אמת כדי להבטיח שדיוק הממדים עומד בדרישות התכנון.
עלויות גבוהות
יציקת שעווה אבודה-כרוכה בהשקעות ציוד גדולות, תהליכים מורכבים ועלויות חומרים ועבודה גבוהים יחסית. הפתרון הוא הפחתת עלויות הייצור על ידי אופטימיזציה של זרימת התהליך, שיפור יעילות הייצור והפחתת קצב הגרוטאות. במקביל, חיזוק שיתוף הפעולה עם הספקים להבטחת מחירי חומרי גלם נוחים יותר ישפר את היתרונות הכלכליים של החברה.
שלח החקירה
