Investment Casting / Lost wax casting กระบวนการขึ้นรูปโลหะคืออะไร

Investment Casting หรือ Lost Wax คืออะไร

เป็นกระบวนการหล่อโลหะแบบหนึ่งที่ใช้งานกันอย่างแพร่หลาย มาในตั้งแต่อดีต เนื่องจากต้นทุนต่ำ สามารถทำเองได้โดยใช้อุปกรณ์ไม่กี่อย่าง แตกต่างกันเทคโนโลยี Die Casting  ที่ลงทุนสูงกว่ากันหลายเท่า ในบางครั้งเรียกง่ายๆว่า หล่อขี้ผึ้ง (Wax) 

  • หลักการของเทคโนโลยีนี้ต้องมีสิ่งที่เรียก Pattern ซึ่งขึ้นรูปได้จากหลายกระบวนการทั้ง 3D Printing ฉีด Wax แกะสลัก
  • ตัววัสดุที่นำมาเป็น Pattern นั้นต้องแข็งแรงในระดับหนึ่ง เพื่อให้คงรูปร่างชิ้นงานที่ต้องการขณะทำพิมพ์ วัสดุที่ทำแม่พิมพ์ มีตั้งแต่ซิลิโคน ผงแป้ง หรือเซรามิกส์ชนิดอื่นที่ทนความร้อนโลหะหลอมเหลวได้
  • ขณะหล่อควรมีเครื่องมือช่วยปิดแม่พิมพ์ให้สนิท ไม่เปิดออก หรือมีช่องว่างขณะหล่อ 
  • ใช้ในทุกอุตสาหกรรม ทุกระดับตั้งแต่การหล่อทั่วไป จิวเวลรี ชิ้นส่วนรถยนต์ และเครื่องจักรจนไปถึงอุตสาหกรรมขนาดใหญ่
  • ใช้ได้กับโลหะเกือบทุกชนิด
LCD Mono 4K
แหวนผลิตจากการหล่อเงิน
Investment Casting / Lost wax casting กระบวนการขึ้นรูปโลหะคืออะไร
ชิ้นงานอลูมิเนียมที่เสียจากการหล่อ ที่มา: https://martha.net/2015/09/adventures-in-aluminium-lost-wax-casting-part-i/

ขั้นตอนการทำงาน

1. ขั้นตอนการสร้าง Master หรือ Pattern ที่ปัจจุบันมักใช้กระบวนการผลิตสมัยใหม่ในการขึ้นรูป เช่น CNC 3D Printer เป็นต้น ซึ่งทำได้รวดเร็วและได้คุณภาพของชิ้นงานสม่ำเสมอ เหมาะกับการผลิตจำนวนมาก

resin 3d printer
การขึ้น Pattern จาก 3D Printer
Investment Casting / Lost wax casting กระบวนการขึ้นรูปโลหะคืออะไร
การกัด Wax Pattern จากเครื่อง CNC

หรือในกรณีที่ชิ้นงานมีขนาดใหญ่หลายเมตร สามารถใช้ Robot ขนาดใหญ่เพื่อกัดโฟมทำเป็น Pattern ได้ แต่รายละเอียดจะด้อยกว่า 2 กระบวนการด้านบน

2. ขั้นตอนการสร้างแม่พิมพ์เซรามิกส์ ซึ่งมีรายละเอียดปลีกย่อยลงตามแต่ละวีธีที่สร้างต้นแบบ ซึ่งอาจต้องมีขั้นตอนการชุบแข็งสำหรับบางวัสดุ หรือเคลือบชิ้นงานเพื่อให้รายละเอียดยังคงอยู่ อย่างไรก็ตามในกรณีของการหล่อวัสดุที่เป็นแวกซ์จากเครื่อง 3D Printer หรือ CNC แกะสลัก มักพร้อมใช้งานเลย

resin 3d printing
การติดทางวิ่งของน้ำโลหะในงานจิวเวลรีก่อนทำแม่พิมพ์
Investment Casting / Lost wax casting กระบวนการขึ้นรูปโลหะคืออะไร
ภายตัดขวางของแม่พิมพ์

วัสดุที่นำมาเป็นแม่พิมพ์นั้น เช่น ซิลิกา อลูมิเนียมซิลิกา ยิบซัม เซอร์โคเนียม ที่ราคาไม่แพง ทนความร้อนและแรงดันได้สูง โดยแม่พิมพ์ไม่แตกหัก

Investment Casting / Lost wax casting กระบวนการขึ้นรูปโลหะคืออะไร

3. ขั้นตอนการ Dewax หรือ Debinding คือการเริ่มต้นให้ความร้อนเพื่อให้ตัวเนื้อ Pattern หลอมละลาย ซึ่งมักพบปัญหาแม่พิมพ์แตกในช่วงนี้ เนื่องจากการขยายตัวของ Pattern ทางแก้คือดูคู่มือการหล่อของผู้ผลิตแวกซ์ว่าควรตั้งค่าอัตราการเพิ่มอุณหภูมิเท่าไหร่จึงเหมาะสม

Investment Casting / Lost wax casting กระบวนการขึ้นรูปโลหะคืออะไร
ที่มา: https://niagarainvestmentcastings.com/the-investment-casting-written-process/the-investment-casting-process-step-7/
4. เพิ่มอุณหภูมิและเทโลหะที่ต้องการหล่อ หลังจากได้ตัวเบ้าแม่พิมพ์เซรามิกส์แล้ว เข้าสู่ขั้นตอนการการเผาตัวแม่พิมพ์ให้แข็งอย่างสมบูณณ์และไล่ความชื้นภายใน จากนั้นเทน้ำโลหะหลอมเหลวเข้าไปยังเบ้าพิมพ์
Investment Casting / Lost wax casting กระบวนการขึ้นรูปโลหะคืออะไร
การเทน้ำโลหะไปยังแม่พิมพ์ซิลิโคน ที่มา: https://hackaday.com/2017/08/09/silicone-molds-for-stove-top-metal-casting/
5. ขั้นตอนการแกะชิ้นงาน ซึ่งหลายกรณีต้องทำลายหรือทุบตัวพิมพ์เซรามิกส์ทิ้ง เพื่อเอาชิ้นงานภายในออกมา ดังนั้นเป็นต้นทุนส่วนหนึ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้
Investment Casting / Lost wax casting กระบวนการขึ้นรูปโลหะคืออะไร
การนำชิ้นงานออกจากแม่พิมพ์ ที่มา: https://www.hitchiner.com/process-basics
6. ทำความสะอาดและขัด ตกแต่งผิว เป็นขั้นตอนสุดท้ายของกระบวนการหล่อ คือตัดส่วนที่ไม่สำคัญ เช่น ทางเข้า (gate) ทางวิ่ง (runner) ในกรณีที่หล่อหลายชิ้นในแม่พิมพ์เดียวกัน หรือส่วนที่เป็นทางน้ำล้น ที่ไม่ใช้ผลิตภัณฑ์ที่ต้องการออกทั้งหมด และขัดตกแต่งผิว
Investment Casting / Lost wax casting กระบวนการขึ้นรูปโลหะคืออะไร
ชิ้นงานที่ขัด ก่อนขัด และตัวแวกซ์ตามลำดับจากซ้ายไปขวา

ข้อดี-ข้อเสีย

  • คุณภาพผิวดี เรียบ ใช้เวลาตกแต่ง ขัดน้อย
  • ขนาดแม่นยำ
  • ขึ้นรูปงานที่ซับซ้อนได้
  • ใช้กับโลหะได้หลายชนิด
  • ไม่มีรอยปิดพิมพ์ (Parting line)
  • ใช้พลังงานในการผลิตน้อย
  • ยังผลิตงานที่มีรูปร่างภายใน หรือส่วนที่มีสลักได้
  • ราคาต้นทุนยังสูง ต้องทำ Pattern และ แม่พิมพ์เซรามิกส์ใหม่ทุกครั้ง
  • ขนาดเล็กสุดค่อนข้างจำกัด เนื่องจากใช้การไหลตามธรรมชาติของน้ำโลหะ
  • มีปัจจัยที่เกี่ยวข้องหลายอย่างที่ส่งผลต่อการหล่อ ตั้งแต่ชนิดแวกซ์ ชนิดของวัสดุที่มาทำแม่พิมพ์เซรามิกส์ และชนิดของโลหะ ซึ่งแตกต่างกันทั้งหมด

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Facebook
Twitter
LinkedIn
Pinterest

สนใจเครื่องพิมพ์ 3 มิติ

เรามีเครื่องที่ตอบโจทย์การใช้งานทุกประเภท ตั้งแต่บุคคลเริ่มต้นจนไปถึงอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ พร้อมให้คำแนะนำการใช้งาน และวัสดุที่เหมาะสม เพื่อให้คุ้มค่าการลงทุนมากที่สุด

ติดตามข่าวสารและบทความ

บทความน่าสนใจอื่นๆ

3D Printer Technique

ไกด์ตั้งค่า Slicer สำหรับ Resin 3D Printer (ใช้ได้ทุกโปรแกรม)

Resin 3D Printer กลายเป็นเครื่องยอดนิยมในปัจจุบัน ด้วยราคาที่ถูกลงแบบจัดต้องได้ และผิวงานเรียบ สม่ำเสมอ เหมาะกับงานต้นแบบ

อ่านต่อ

เราใช้คุกกี้เพื่อพัฒนาประสิทธิภาพ และประสบการณ์ที่ดีในการใช้เว็บไซต์ของคุณ คุณสามารถศึกษารายละเอียดได้ที่ นโยบายความเป็นส่วนตัว และสามารถจัดการความเป็นส่วนตัวเองได้ของคุณได้เองโดยคลิกที่ ตั้งค่า

Privacy Preferences

คุณสามารถเลือกการตั้งค่าคุกกี้โดยเปิด/ปิด คุกกี้ในแต่ละประเภทได้ตามความต้องการ ยกเว้น คุกกี้ที่จำเป็น

อนุญาตทั้งหมด
Manage Consent Preferences
  • คุกกี้ที่จำเป็น
    Always Active

    ประเภทของคุกกี้มีความจำเป็นสำหรับการทำงานของเว็บไซต์ เพื่อให้คุณสามารถใช้ได้อย่างเป็นปกติ และเข้าชมเว็บไซต์ คุณไม่สามารถปิดการทำงานของคุกกี้นี้ในระบบเว็บไซต์ของเราได้

  • คุกกี้เพื่อการวิเคราะห์

    คุกกี้ประเภทนี้จะเก็บการใช้งานของคุณบนเวบไซต์ของเรา เพื่อประโยชน์ในการวัดผล ปรับปรุง และพัฒนาระบบที่ดีในการใช้งานเวบไซต์ หากท่านไม่ยินยอมเราจะไม่สามารถปรับปรุงและพัฒนาเวบไซต์เพื่อตอบสนองความต้องการได้
    Cookies Details

บันทึก