8.13.1 Metodbeskrivning - vaxursmältning

För tillverkning av vaxmodellerna används verktyg tillverkade i stål eller aluminium. I normalfallet bearbetas formhåligheterna i verktygen fram genom skärande bearbetning eller gnistbearbetning utgående från ett CAD-underlag. Alternativt gjuts verktygen fram med hjälp av en modell, vilken ofta tas fram med någon typ av rapid tooling-teknik.

Vid bestämning av dimensionerna hos formhåligheterna måste hänsyn tas till krympningen hos både vaxet och aktuell legering som skall gjutas. Verktyget förses med gångjärn och styrpinnar för noggrann hopläggning av verktygshalvorna. Vidare förses det med ingjutskanaler för vaxet samt utstötare för den färdiga vaxmodellen.

Vaxgjutningsverktyg. En färdig vaxmodell ligger i verktyget (TPC Components).

 

Vid behov av snabb tillverkning av prototyper kan vaxmodellerna ersättas med modeller som tillverkas med rapid tooling-teknik. Dessa modeller kan tillverkas från en CAD-ritning på kort tid. Gjutna detaljer kan därefter framställas på liknande sätt som då vaxmodeller används.
Vid komplicerade utformningar hos godset kan det vara nödvändigt att sätta samman modellen av flera olika delar.

Sammansatt vaxmodell (TPC Components).

Underskärningar och håligheter både i och under verktygets plan kan exempelvis erhållas genom utnyttjande av lösa verktygsdelar, vilka avlägsnas samtidigt som vaxdetaljen. Gjutgods med komplicerat inre hålrum kan framställas genom att använda keramiska kärnor. Alternativt åstadkommes hålrummet genom att använda en vattenlöslig kärna, som efter det att den egentliga vaxmodellen tillverkats löses upp i vatten.

Vid tillverkning av vaxmodellen sprutas smält vax in i verktyget Det använda vaxet måste bland annat ha god mekanisk stabilitet och liten krympmån. Vaxmodellerna kontrolleras och eventuella partgrader avlägsnas. Är modellen av sammansatt typ, limmas de olika delarna samman genom att sammanfogningsytan på den ena delen upphettas med ett lödkolvsliknande verktyg.

Vax i smält tillstånd har sprutats in i formhåligheterna i verktyget (TPC Components).

Av ett större antal modeller bygger man upp så kallade "träd". Detta sker liksom vid monteringen av sammansatta vaxmodeller genom upphettning av en av ytorna. Trädets "stam" och "grenar", vilka även dessa är tillverkade i vax, skall vid gjutningen av det metalliska materialet tjänstgöra som gjutsystem.

Av vaxmodellerna bygger man upp ett träd. Stammen och grenarna utgör gjutsystem. (TPC Components).

Gjutformen byggs upp kring trädet genom att det doppas i en vällingliknande uppslamning av mycket små keramiska partiklar och ett bindemedel). Ett skikt av keramisk massa fastnar på trädet. Formen byggs sedan på genom att den beströs med torr sand (se bilderna nedan).

Då formen är fuktig av den keramiska massan fastnar en viss mängd av sanden på ytorna. Proceduren upprepas ett flertal gånger, med torkning eller härdning mellan varje gång. Detta gör att sanden och den keramiska massan bygger upp ett skal kring vaxmodellen.
Normal skaltjocklek är 5 - 10 mm.
Metoden är vid serietillverkning oftast automatiserad och "träden" hanteras med hjälp av industrirobotar.

Trädet doppas i en vällingliknande uppslamning av mycket små keramiska partiklar och ett bindemedel (TPC Components).

Omväxlande beströs trädet med sand och doppas i en keramisk uppslamning tills ett skal med önskad tjocklek uppnåtts (TPC Components).

 

Sedan skalet fått lämplig tjocklek torkas det. Därefter smälts vaxet ur. Oftast sker detta med hjälp av vattenånga vid cirka 6 bar och en temperaturen av 150ºC .

Det keramiska skalet torkas varefter vaxet smälts ur (TPC Components).

 För att få formen lämplig för sitt ändamål måste den successivt upphettas till hög temperatur. Under upphettning får den en lämplig skaltemperatur samtidigt som luften i formen förtunnas så att man minskar mottrycket vid gjutningen. Samtidigt bränns dessutom alla rester av vax och organiska ämnen bort.

Gjutningen utförs normalt omedelbart efter det att formen tagits ut ur ugnen. Genom att skalet fortfarande är varmt underlättas formfyllningen av tunna sektioner. Det keramiska skalet slås därefter sönder, varefter gjutgodset efterbehandlas på sedvanligt sätt).

Skal färdigt för avgjutning (TPC Components).

Avgjutning medan formen fortfarande är varm (TPC Components).

Efterbehandling av gjutgodset. Här sker detta genom slungrensning (TPC Components).

Här visas en film kring processen från TPC Components:

 

Ytterligare film om vaxursmältningsmetoden:

3634