Investeringsgieten en 3D-printen

Investeringsgieten (het “verloren was” proces)

Een traditioneel, subtractief gietproces voor het maken van metalen onderdelen met hoge precisie.

Hoe het werkt:

• Patroon maken: Er wordt een wassen of thermoplastisch patroon van het onderdeel gemaakt (vaak door spuitgieten).
• Montage: Meerdere patronen worden aan een centrale “boom” van was bevestigd.”
• Schelp bouwen: De boom wordt herhaaldelijk ondergedompeld in een keramische slurry, bedekt met fijn zand en gedroogd om een dikke, harde keramische mal te maken.
• Dewaxen: De mal wordt verhit, waardoor de was eruit smelt (vandaar “verloren was”).
• Gieten: Gesmolten metaal wordt in de holle keramische mal gegoten.
• Schelp verwijderen en afwerken: De keramische schelp wordt afgebroken en de afzonderlijke delen worden uit de boom gesneden, schoongemaakt en afgewerkt.

Belangrijkste voordelen:

• Superieur materiaal: Gebruikt echte technische legeringen (titanium, superlegeringen, roestvrij staal) met uitstekende mechanische eigenschappen.
• Afwerking oppervlak: Zeer goede oppervlaktekwaliteit rechtstreeks uit de mal.
• Economie op schaal: Kosteneffectief voor middelgrote tot grote productievolumes (zodra de mal is gemaakt).
• Hoge nauwkeurigheid: Uitstekend voor complexe geometrieën met fijne details (bijv. juwelen, turbineschoepen).

Primaire beperking:

• Hoge setupkosten/tijd: wasinjectiematrijzen maken is duur en tijdrovend. Niet rendabel voor prototypes of zeer kleine volumes.

3D printen / Additive Manufacturing (AM)

Een digitaal, additief proces waarbij onderdelen laag voor laag worden opgebouwd uit 3D-modelgegevens.

Relevante technologieën voor deze vergelijking:

• SLA/DLP: Gebruikt een laser of projector om vloeibare hars uit te harden. Hoog detail.
• Materiaal Jetting: Druppelt en UV-uithardt fotopolymeer. Hoog detail.
• SLS/Binder Jetting: Smelt nylonpoeder of bindt zand/bepaalde metalen.

Belangrijkste voordelen:

• Ontwerpvrijheid: Ongeëvenaarde complexiteit (roosters, interne kanalen, organische vormen).
• Gereedschapsloos, snel te installeren: Perfect voor prototypes en eenmalige onderdelen. Digitale bestanden sturen de productie direct aan.
• Assemblageconsolidatie: Kan een enkel onderdeel printen dat meerdere geassembleerde onderdelen vervangt.
• Aanpassing: Ideaal voor op maat gemaakte, patiëntspecifieke artikelen (bijv. medische implantaten).

Primaire beperkingen:

• Materiaalbeperkingen: Technische thermoplasten en harsen domineren; productiemetalen zijn duur en hebben vaak beperkingen in grootte, oppervlakteafwerking of isotropie.
• Snelheid op schaal: Serieel proces, meestal langzamer voor massaproductie.
• Nabewerking: Vereist vaak het verwijderen van steunen en oppervlakteafwerking.

Conclusie: Het is niet “of/of” maar “en”.”

1-50 onderdelen nodig, dringend, met complexe geometrie? Gebruik 3D printen (waarschijnlijk in hars of nylon).

1-50 onderdelen nodig in een hoogwaardig metaal? Gebruik 3D printen + Investment Casting (patronen afdrukken).

Meer dan 10.000 onderdelen nodig in een standaard metaallegering? Gebruik het traditionele Investment Casting met spuitgegoten waspatronen.

Zeer aangepaste, dichte metalen onderdelen met extreme complexiteit nodig? Overweeg dan direct metaal 3D printen (zoals DMLS/SLM), maar tegen hogere kosten.

Zie ze als een continuüm in digitale productie. 3D-printen blinkt uit in flexibiliteit en complexiteit zonder gereedschap, terwijl verlorenwasgieten uitblinkt in volume en materiaalprestaties. Door ze te combineren, krijgen fabrikanten het beste van twee werelden: digitale flexibiliteit en superieure metallurgie.