Nini Wahandisi Wanapaswa Kujua Kuhusu Uwekezaji wa Uwekezaji na faida

Wahandisi mara nyingi huchagua uhandisi wa uwekezaji wa uhandisi kwa miradi inayohitaji uvumilivu mkali, jiometri ngumu, na kumaliza laini. Utaratibu huu unachukua vifaa anuwai, pamoja na chuma na Uwekezaji wa Uwekezaji wa kuingiza. Hata hivyo, Uwekezaji wa Uwekezaji wa Uhandisi huwa na gharama kubwa na nyakati za kuongoza zaidi. Jedwali hapa chini linaelezea faida kuu na hasara zinazohusiana na Uhandisi wa Uwekezaji wa Uhandisi:

Njia muhimu za kuchukua

• Uwekezaji wa uwekezaji Huunda sehemu sahihi na maumbo tata na nyuso laini, kupunguza hitaji la machining ya ziada na wakati wa kuokoa.
• Utaratibu huu hufanya kazi vizuri kwa kukimbia ndogo hadi ya kati lakini inaweza kuwa ya gharama kubwa na kuchukua muda mrefu kuliko njia zingine za kutupwa.
• Wahandisi wanapaswa kuchagua utaftaji wa uwekezaji wakati uvumilivu mkali, vifaa maalum, na miundo ya kina ni muhimu kwa miradi yao.

Je! Uwekezaji wa Uhandisi ni nini?

Muhtasari wa Mchakato wa Msingi

Uwekezaji wa uwekezaji, wakati mwingine huitwa kutupwa-wax-wax, hutumia mchakato wa kina kuunda sehemu sahihi za chuma. Hivi ndivyo inavyofanya kazi:

1. Mfano wa bwana hufanywa ili kufanana na sehemu ya mwisho haswa. Utaratibu huu husaidia kuunda nakala za nta.
2. Wax moto huingizwa ndani ya bwana kufa, na kutengeneza mifumo ya nta. Njia hizi zinaweza kuwekwa pamoja kwa utaftaji mwingi.
3. Kila muundo wa nta hutiwa ndani ya kauri au silika. Hatua hii inarudia mara kadhaa kujenga ganda lenye nguvu la ukungu.
4. Nta huyeyuka na inapokanzwa, ikiacha ukungu wa kauri.
5. Wafanyikazi humwaga chuma kuyeyuka ndani ya ukungu moto. Chuma hujaza kila undani, hata sehemu ndogo.
6. Baada ya baridi, ganda la kauri limevunjwa. Ikiwa sehemu kadhaa zilitupwa pamoja, hutengwa.
7. Castings husafishwa na kumaliza. Wakati mwingine, kazi ya ziada ya mkono au kulehemu inahitajika kwa kugusa mwisho.

Kidokezo: Utaratibu huu huruhusu maelezo mazuri na nyuso laini, na kuifanya kuwa maarufu kwa sehemu ambazo zinahitaji usahihi wa hali ya juu.

Kwa nini wahandisi hutumia uwekezaji wa uwekezaji

Wahandisi mara nyingi huchagua uwekezaji wa uwekezaji kwa faida zake za kipekee:

• Inaunda sehemu ambazo zinahitaji machining kidogo au hakuna ya ziada.
• Mchakato huo hutoa uvumilivu mkali, mara nyingi ndani ya inchi +/- 0.005 kwa inchi.
• Aloi nyingi hufanya kazi na njia hii, pamoja na Chuma, chuma cha pua, na nickel.
• Gharama za urekebishaji hukaa chini kwa sababu ukungu wa aluminium hudumu kwa muda mrefu.
• Maumbo tata, kama gia au nembo, zinawezekana bila hatua za ziada.
• Machining kidogo inamaanisha taka kidogo za chuma.
• Kila kundi la sehemu hukaa sawa katika ubora.
• Mchakato huo unasaidia uzalishaji mdogo na mkubwa.
• Mifumo ya wax inaweza kutumika tena, na kuifanya iwe ya kupendeza zaidi.

Uwekezaji wa Uwekezaji wa Uhandisi husaidia wahandisi kubuni sehemu na maumbo ya hila na maelezo mazuri. Njia hii pia huweka gharama chini kwa kupunguza hitaji la kumaliza zaidi.

Manufaa ya Uwekezaji wa Uwekezaji

Usahihi wa hali ya juu na usahihi

Wahandisi mara nyingi huchagua utengenezaji wa uwekezaji wakati wanahitaji sehemu zilizo na uvumilivu mkali. Utaratibu huu unasimama kwa uwezo wake wa kutoa usahihi wa hali ya juu. Kwa mfano, Silica sol casting, aina ya utaftaji wa uwekezaji, inaweza kufikia uvumilivu wa CT5-CT6. Hiyo inamaanisha kwa sehemu ndogo, mchakato unaweza kushikilia uvumilivu kama ± 0.18 mm. Hata kwa sehemu kubwa, utaftaji wa uwekezaji huweka uvumilivu ndani ya ± 1.80 mm au karibu 1% ya mwelekeo. Nambari hizi hupiga njia zingine za kutupwa.

Kumbuka: Uwekezaji wa uwekezaji pia unadhibiti uvumilivu wa kijiometri kama gorofa na mzunguko. Shimo ndogo kama inchi 1/2 zinaweza kuwa na uvumilivu wa inchi ± 0.003 (± 0.076 mm). Kiwango hiki cha usahihi husaidia wahandisi kuunda sehemu zinazolingana kikamilifu.

Jiometri ngumu na kubadilika kwa muundo

Uwekezaji wa uwekezaji unawapa wahandisi uhuru wa kubuni sehemu na maumbo ambayo njia zingine haziwezi kushughulikia. Mchakato huo hutumia muundo wa nta uliowekwa katika kauri, ambayo inachukua kila undani. Hii inaruhusu huduma kama undercuts, kuta nyembamba, na njia za ndani. Ungo wa kauri unashikilia sura yake hata kwa joto la juu, kwa hivyo sehemu ya mwisho inalingana na muundo wa asili kwa karibu.

Wahandisi wanaweza kuchanganya sehemu kadhaa kwenye utaftaji mmoja. Hii inapunguza idadi ya viungo na welds, na kufanya sehemu hiyo kuwa na nguvu na rahisi kukusanyika. Ikilinganishwa na utengenezaji wa mchanga au utapeli wa kufa, uwekezaji wa uwekezaji hutoa maelezo mazuri na nyuso laini. Viwanda kama anga, magari, na matibabu hutegemea mchakato huu kwa sehemu na Maumbo tata na uvumilivu mkali.

Kumaliza uso bora

Mambo ya kumaliza ya uso katika matumizi mengi ya uhandisi. Uwekezaji wa uwekezaji hutoa uso laini zaidi kuliko kutupwa mchanga. Unga wa kauri huunda kumaliza "kama-kutupwa" ambayo mara nyingi inahitaji polishing kidogo au hakuna zaidi. Ukali wa kawaida wa uso wa uwekezaji ni kati ya 64 hadi 125 rms. Kutupa mchanga, kwa kulinganisha, kawaida hutoa nyuso ngumu zaidi ya 125 rms.

Kidokezo: Kumaliza uso laini kunamaanisha muda mdogo uliotumika kwenye kusaga au polishing. Hii inaweza kuokoa pesa na kuharakisha uzalishaji.

Utangamano mkubwa wa nyenzo

Uwekezaji wa uwekezaji hufanya kazi na anuwai ya metali na aloi. Wahandisi wanaweza kuchagua vifaa vinavyolingana na mahitaji ya miradi yao, kutoka kwa nguvu hadi upinzani wa kutu. Baadhi ya vifaa vya kawaida ni pamoja na:

• Inconel ® aloi
• Haynes® 230® Alloy
• HASTELLOY ® C-276
• Vipande vya pua
• Metali za kinzani
• Titanium

Vifaa hivi hufanya viboreshaji vya uwekezaji wa uhandisi kuwa chaguo la juu kwa viwanda kama anga, uzalishaji wa umeme, magari, na mafuta na gesi. Mchakato huo unashughulikia metali za kawaida na maalum, kuwapa wahandisi chaguzi zaidi za matumizi ya mahitaji.

Kupunguzwa kwa mahitaji ya machining na mkutano

Moja ya faida kubwa ya utengenezaji wa uwekezaji ni uwezo wake wa kutoa sehemu za sura ya karibu. Hii inamaanisha sehemu hiyo hutoka kwenye ukungu karibu sana na vipimo vyake vya mwisho. Wahandisi mara nyingi hugundua kuwa wanahitaji machining kidogo au hakuna zaidi. Mchakato huo pia huondoa mistari ya kung'aa na ya kugawa, kwa hivyo kuna haja ndogo ya kumaliza uso.

Duka za kisasa za kuweka uwekezaji mara nyingi hutumia machining ya hali ya juu ya CNC kumaliza sehemu wakati inahitajika. Njia hii iliyojumuishwa husaidia kutoa sehemu kamili za kuchapisha, kuokoa wakati na kupunguza ugumu kwa wahandisi. Kwa kupunguza machining ya sekondari, miradi ya uwekezaji wa uhandisi husaidia miradi kukaa kwenye ratiba na ndani ya bajeti.

Ubaya wa Uwekezaji wa Uwekezaji wa Uhandisi

Gharama kubwa za uzalishaji ikilinganishwa na njia mbadala

Uwekezaji wa Uwekezaji hutoa usahihi bora, lakini mara nyingi huja na lebo ya bei ya juu kuliko njia zingine za kutupwa. Sababu kadhaa zinaongeza gharama:

• Uundaji wa zana na uundaji wa ukungu unahitaji uwekezaji muhimu wa mbele. Molds ngumu na miundo ngumu huongeza wakati na gharama zote.
• Gharama za nyenzo zinaweza kutofautiana sana. Aloi za premium kama chuma cha pua au metali maalum hugharimu zaidi ya chuma cha msingi cha kutupwa.
• Ugumu wa kubuni huongeza kwa gharama ya kazi na kumaliza. Maumbo ya nje yanahitaji umakini zaidi wakati wa kutengeneza na kumaliza.
• Idadi ya tabaka za ganda zinazohitajika kwa ukungu wa kauri huongezeka na saizi ya sehemu na ugumu, kuongeza gharama za nyenzo na kazi.
• Gharama za kazi ni pamoja na wafanyikazi wenye ujuzi kwa kutengeneza ukungu, kutupwa, kumaliza, na udhibiti wa ubora.
• Chakavu na rework zinaweza kuongeza gharama zilizofichwa, haswa ikiwa kiwango cha mavuno ni chini.
• Kiasi cha uzalishaji huathiri gharama kwa kila sehemu. Kiasi cha juu husaidia kueneza gharama za kudumu, lakini kukimbia ndogo kuweka bei ya kila sehemu juu.

Kumbuka: Gharama kwa kila sehemu inashuka kadiri kiwango cha uzalishaji inavyoongezeka, lakini kwa kiwango cha chini hadi cha kati, utupaji wa uwekezaji unabaki ghali zaidi kuliko mchanga au kutuliza.

Nyakati za kuongoza zaidi na ugumu wa mchakato

Wahandisi mara nyingi wanakabiliwa na nyakati za kuongoza zaidi wakati wa kuchagua uwekezaji wa uwekezaji. Mchakato huo unajumuisha hatua nyingi, kutoka kwa kuunda mifumo ya nta hadi kujenga ganda la kauri na kumaliza sehemu ya mwisho. Kila hatua inachukua muda na inahitaji umakini wa uangalifu.

Wakati wa kawaida wa kuongoza kwa uwekezaji wa uwekezaji, kutoka kwa muundo hadi utoaji wa sehemu, ni kati ya wiki 8 hadi 12. Miradi ya magari inaweza kumaliza katika wiki 8 hadi 10, wakati sehemu za anga mara nyingi huchukua wiki 12 kamili kwa sababu ya mahitaji madhubuti na miundo ngumu zaidi. Wakati huu wa muda uliopanuliwa unaweza kupunguza ratiba za mradi, haswa ikilinganishwa na njia za haraka kama kutupwa kwa kufa.

Mchakato yenyewe ni ngumu. Kila ukungu ni matumizi moja, kwa hivyo wafanyikazi lazima kurudia hatua za kutengeneza ukungu kwa kila sehemu. Hii inaongeza kwa wakati wote na hatari ya makosa. Ikiwa kasoro itaonekana, mchakato unaweza kuhitaji kuanza tena, na kusababisha kucheleweshwa zaidi.

Saizi na mapungufu ya uzito

Uwekezaji wa uwekezaji hufanya kazi vizuri kwa sehemu ndogo hadi za kati. Wakati vifaa vingine vinaweza kutoa castings kubwa, maduka mengi huzingatia sehemu zenye uzito wa pauni 20 (karibu kilo 9). Uwezo uliopanuliwa huruhusu sehemu hadi pauni 120 (karibu kilo 54), lakini hizi ni za kawaida.

Utendaji unabaki kuwa na nguvu kwa sehemu hadi pauni 25 na inchi 18 kwa urefu au upana. Castings kubwa inawezekana, lakini huwa chini ya gharama na sio kawaida. Njia zingine za kutupwa, kama utengenezaji wa mchanga, zinaweza kutoa thamani bora kwa sehemu kubwa sana au nzito.

Ufanisi mdogo kwa uzalishaji wa kiwango cha juu

Uwekezaji wa uwekezaji sio chaguo bora kwa utengenezaji wa kiwango cha juu. Mchakato unahitaji ukungu mpya kwa kila sehemu, ambayo hupunguza uzalishaji. Kwa kulinganisha, Die Casting hutumia molds za chuma zinazoweza kutumika tena na sindano ya shinikizo kubwa, ikiruhusu nyakati za mzunguko wa haraka.

• Uwekezaji wa uwekezaji una muda mrefu wa mzunguko kwa sababu kila ukungu ni matumizi moja.
• Kutupa kufa kunaboreshwa kwa kukimbia kwa kiwango cha juu, na kuifanya kuwa bora zaidi kwa uzalishaji wa misa.
• Uwekezaji wa Uwekezaji wa Uhandisi hufanya kazi bora kwa kiwango cha chini hadi cha kati, ambapo ugumu wa muundo na usahihi wa haraka zaidi kuliko kasi.

Kidokezo: Kwa miradi inayohitaji maelfu au mamilioni ya sehemu zinazofanana, kufa au njia zingine za kasi sana kawaida hutoa ufanisi bora na gharama za chini.

Uwekezaji wa Uwekezaji wa Uhandisi dhidi ya Njia zingine za Kutoa

Kulinganisha na kutupwa mchanga

Kutupa mchanga na kuweka uwekezaji wote huunda sehemu za chuma, lakini hutoa matokeo tofauti. Kutupa mchanga hutumia ukungu wa mchanga, ambao unaweza kuacha nyuso mbaya na maumbo yasiyofaa. Uwekezaji wa Uwekezaji hutumia ukungu za kauri, ambazo huchukua maelezo mazuri na hutoa laini laini. Jedwali hapa chini linaangazia tofauti kuu:

Wahandisi mara nyingi huchagua utengenezaji wa uwekezaji wakati wanahitaji sehemu zilizo na uvumilivu mkali na maumbo tata.

Kulinganisha na Die Casting

Kufa na kuweka uwekezaji wote hufanya sehemu sahihi, lakini zinafaa mahitaji tofauti. Die Casting hutumia molds za chuma zinazoweza kutumika na hufanya kazi vizuri kwa kukimbia kwa kiwango cha juu. Uwekezaji wa Uwekezaji hutumia ukungu wa matumizi moja na inafaa ndogo kwa batches za kati. Hapa kuna kulinganisha haraka:

Wakati uwekezaji wa uwekezaji ni bora

Wahandisi huchagua uwekezaji wa uwekezaji kwa hali fulani:

1. Wanahitaji sehemu zilizo na maumbo tata na maelezo mazuri.
2. Mradi hutumia Metali za kiwango cha juu cha kiwango kama chuma cha pua au titani.
3. Ubunifu huo unahitaji uso laini na machining kidogo ya ziada.
4. Sehemu hiyo lazima iwe na vipengee vikali vya ndani na nje, kama vile zile zilizo kwenye anga au vifaa vya matibabu.

Uwekezaji wa uwekezaji huangaza wakati usahihi na ugumu wa muhimu zaidi.

Wakati njia mbadala ni bora

Nyingine njia za kutupwa Fanya kazi vizuri kwa miradi kadhaa:

• Kutupa mchanga au ukungu zilizochapishwa za 3D zinafaa msingi, maumbo thabiti kama vizuizi vya injini au vifaa.
• Njia hizi huokoa pesa na kuharakisha uzalishaji wa muundo kwa sehemu rahisi.
• Kufa hutupa inafaa kukimbia kwa kiwango cha juu cha sehemu ngumu, kama vile vifaa vya magari au vitu vya kuchezea.
• Ukingo wa ganda na mvuto hufa kusaidia na idadi kubwa au sehemu ndogo, rahisi.
• Kutupa povu iliyopotea inafanya kazi vizuri kwa bidhaa nyembamba-zenye ukuta au ngumu katika tasnia nyingi.

Kwa sehemu kubwa, rahisi, au za kiwango cha juu, wahandisi mara nyingi huchagua njia mbadala juu ya utapeli wa uwekezaji wa uhandisi.

Upungufu wa kawaida na mapungufu katika uhandisi wa uwekezaji wa uhandisi

Upungufu wa kawaida wa kutazama

Upungufu unaweza kuonekana katika mchakato wowote wa kutupwa, na Uwekezaji wa uwekezaji sio ubaguzi. Wahandisi mara nyingi hutafuta maswala kadhaa ambayo yanaweza kuathiri ubora wa sehemu na utendaji. Hapa kuna meza ya haraka ambayo inaangazia kasoro za kawaida, ni nini husababisha, na kwa nini zinajali:

Kasoro kama porosity na inclusions ni kawaida. Uwezo mara nyingi huonekana katika sehemu nene au ambapo chuma hukaa mwisho. Hata na mazoea mazuri ya kupatikana, Bubbles au inclusions zinaweza kuingia ndani. Utupaji mwingi wa kibiashara una umakini mdogo wa ndani, na wahandisi hutumia vipimo kama X-ray au ukaguzi wa ultrasonic kupata yao. Sehemu za ujazo wa Zero zinawezekana, lakini zinahitaji hatua za ziada kama kubonyeza moto wa isostatic.

Mchakato wa mapungufu yanayoathiri miradi ya uhandisi

Kadhaa mapungufu ya mchakato inaweza kuathiri jinsi uwekezaji wa uhandisi unavyofanya vizuri katika miradi ya ulimwengu wa kweli:

• Miundo ngumu ya sehemu inaweza kuhitaji mbinu maalum za ukingo, ambazo zinaweza kuongeza gharama na hatari ya kasoro.
• Chaguo la nyenzo huathiri ni aloi gani inaweza kutumika na jinsi sehemu ya mwisho itakuwa na nguvu au ya kudumu.
• Ubunifu wa ukungu, pamoja na jinsi chuma hutiririka na baridi, inachukua jukumu kubwa katika kuzuia kasoro.
• Uvumilivu wa kutupwa kwa nguvu unawezekana, lakini hutegemea udhibiti wa michakato makini.
• Kiwango ambacho chuma huimarisha kinaweza kusababisha shrinkage au porosity ikiwa haitasimamiwa vizuri.
• Nyenzo za Mold na maisha yake hushawishi kumaliza uso na udhibiti wa mafuta.
• Kumimina joto na kasi huathiri jinsi chuma hujaza ukungu.
• Saizi ya batch na kiasi cha kutupwa kinaweza kupunguza vifaa au mchakato ni bora.
• Hatua za baada ya kutupwa kama matibabu ya joto au machining pia huathiri utendaji wa sehemu ya mwisho.

Wahandisi wanapaswa kuzingatia mambo haya kila wakati wakati wa kuamua ikiwa uwekezaji wa uwekezaji ndio unaofaa kwa mradi wao. Mapungufu kadhaa ni sehemu tu ya mchakato, lakini kuzielewa kunasaidia kuzuia mshangao barabarani.

Mawazo ya vitendo kwa wahandisi

Wakati wa kuchagua Uwekezaji wa Uwekezaji

Wahandisi mara nyingi hujiuliza ni lini Uwekezaji wa uwekezaji Hufanya akili zaidi. Utaratibu huu hufanya kazi vizuri kwa sehemu ambazo zinahitaji uvumilivu mkali na maumbo tata. Ikiwa mradi unahitaji uso laini au hutumia metali maalum, utaftaji wa uwekezaji unasimama. Wahandisi wengi huchagua njia hii kwa sehemu za anga, matibabu, au nishati. Viwanda hivi vinahitaji utendaji wa juu na kuegemea.

Sheria nzuri ya kidole:

Chagua Uwekezaji wa Uwekezaji wakati muundo huo umeelezewa sana kwa utengenezaji wa mchanga au wakati machining ingepoteza nyenzo nyingi.

Uzalishaji mdogo hadi wa kati pia unafaa vizuri. Ikiwa timu inahitaji sehemu mia chache tu, utaftaji wa uwekezaji unaweza kuokoa muda na pesa ukilinganisha na njia zingine.

Sababu muhimu za kutathmini kabla ya kuchagua

Kabla ya kuchagua utaftaji wa uwekezaji, wahandisi wanapaswa kuangalia vidokezo vichache muhimu:

• Ugumu wa sehemu: Je! Ubunifu una kuta nyembamba, undercuts, au maelezo mazuri?
• Mahitaji ya nyenzo: Je! Sehemu hiyo itatumia aloi za utendaji wa juu au metali?
• Kiasi cha uzalishaji: Je! Saizi ya kuagiza ni ndogo au ya kati?
• Bajeti na wakati wa kuongoza: Je! Mradi unaweza kushughulikia gharama kubwa na nyakati za kusubiri zaidi?
• Mahitaji ya ubora: Je! Sehemu hiyo inahitaji kumaliza laini au uvumilivu mkali?

Jedwali hapa chini husaidia wahandisi kulinganisha mambo haya:

Kwa kupima vidokezo hivi, wahandisi wanaweza kuamua ikiwa uhandisi wa uwekezaji wa uhandisi unalingana na malengo yao ya mradi.

Wahandisi wanaona faida wazi na uhandisi wa uwekezaji wa uhandisi. Mchakato huo hutoa uvumilivu mkali, kumaliza laini, na maumbo tata. Inafanya kazi vizuri kwa sehemu nyembamba, zenye usahihi wa juu katika uwanja wa anga au uwanja wa matibabu. Walakini, mizunguko mirefu, gharama kubwa, na kasoro zinazowezekana inamaanisha kupanga kwa uangalifu kila wakati kuna mambo.

Maswali

Je! Ni viwanda gani vinatumia uwekezaji zaidi?

Viwanda vya anga, magari, matibabu, na nishati hutegemea Uwekezaji wa uwekezaji. Wanahitaji sehemu zilizo na uvumilivu mkali, maumbo tata, na utendaji wa hali ya juu.

Je! Uwekezaji unaweza kushughulikia sehemu kubwa?

Duka nyingi huzingatia sehemu ndogo hadi za kati. Vituo vingine vinaweza kutupa vipande vikubwa, lakini kutupwa mchanga kawaida hufanya kazi vizuri kwa vifaa vikubwa sana.

Je! Uwekezaji wa uwekezaji hupunguzaje taka?

Uwekezaji wa uwekezaji huunda Sehemu za sura ya karibu. Hii inamaanisha kuwa nyenzo za ziada hukatwa, kwa hivyo wahandisi wanaona chakavu kidogo na gharama za chini za nyenzo.