Verloren was gieten

Het verloren-was gietproces werd voor het eerst toegepast rond 3000 voor Christus, aanvankelijk bij de productie van bronzen voorwerpen. In de lente- en herfstperiode en de periode van de oorlogvoerende staten had de techniek een hoge mate van volwassenheid bereikt. In het moderne industriële tijdperk wordt hetzelfde proces ook wel verloren-was-gieten genoemd.

Verloren-was-gieten, nu bekend als verloren-was-gieten, is een gietproces met weinig of geen bewerking. Het is een opmerkelijke technologische prestatie in de gieterij-industrie en wordt op grote schaal toegepast. Het is geschikt voor het gieten van verschillende soorten en legeringen en produceert gietstukken met een superieure maatnauwkeurigheid en oppervlaktekwaliteit in vergelijking met andere gietmethoden. Zelfs complexe, hittebestendige en moeilijk te bewerken gietstukken die een uitdaging vormen voor andere methodes kunnen met succes geproduceerd worden met behulp van verlorenwasgieten.
Moderne verloren-was-gietmethodes werden voor het eerst toegepast in de industriële productie in de jaren 1940. De ontwikkeling van straalmotoren voor de luchtvaart vereiste in die tijd de productie van hittebestendige legeringsonderdelen met complexe vormen, precieze afmetingen en gladde oppervlakken, zoals schoepen, waaiers en straalbuizen. Gezien de moeilijkheid om hittebestendige legeringen te bewerken en de complexiteit van de onderdelengeometrieën, bleken alternatieve productiemethoden onpraktisch of niet haalbaar. Dit maakte de ontwikkeling van een nieuw precisievormproces noodzakelijk. Geïnspireerd door de oude verloren-was giettechniek, ontwikkelde het moderne verloren-was gietproces zich door materiaal- en procesinnovaties en boekte aanzienlijke vooruitgang ten opzichte van zijn historische voorganger. Zo heeft de vooruitgang van de luchtvaartindustrie de toepassing van verlorenwasgieten gestimuleerd, terwijl de voortdurende verfijning en verbetering van verlorenwasgieten ook gunstige voorwaarden hebben gecreëerd voor het verbeteren van de prestaties van de luchtvaartindustrie.
Bij verlorenwasgieten wordt eenvoudig gezegd een smeltbaar model (smeltmodel of gewoon model) gemaakt van een materiaal met een laag smeltpunt (zoals was of kunststof). Dit model wordt vervolgens bedekt met verschillende lagen speciaal samengestelde vuurvaste klei (zandpoeder dat bestand is tegen hoge temperaturen). Na drogen en uitharden vormt dit een integraal omhulsel van de mal. De was wordt dan uit de schelp gesmolten met stoom of heet water, zodat de zandmallen overblijven. Ten slotte wordt de zandvormschaal in een bakoven geplaatst om op hoge temperatuur te worden gebakken. Gesmolten metaal wordt in de zandvorm gegoten om het gietstuk te maken.
Investeringsgietwerk heeft een hoge maatnauwkeurigheid, met CT4-6 (vergeleken met CT10-13 voor zandgieten). Door de complexiteit van het verlorenwas gietproces zijn er echter veel factoren die de maatnauwkeurigheid beïnvloeden. Deze omvatten krimp van het waspatroon, vervorming van de gietvorm, thermische uitzetting/krimp van de gietvorm tijdens verwarmen/koelen, krimpsnelheden van de legering en vervorming van het gietstuk tijdens het stollen. Hoewel standaard gietstukken een hoge maatnauwkeurigheid vertonen, blijft de consistentie een gebied dat voor verbetering vatbaar is (gietstukken met wasmaterialen van gemiddelde tot hoge temperatuur vertonen een aanzienlijk betere maatvastheid).
De oppervlakteafwerking van verlorenwasgietstukken is over het algemeen beter dan die van conventionele gietstukken, met een typische Ra van 1,6-3,2 μm. Het grootste voordeel van verlorenwasgieten is de uitzonderlijke maatnauwkeurigheid en oppervlakteafwerking, waardoor er aanzienlijk minder machinale bewerkingen nodig zijn. Er zijn slechts minimale bewerkingstoevoegingen nodig op kritieke onderdelen en bepaalde gietstukken kunnen zelfs direct na het slijpen of polijsten gebruikt worden zonder verdere bewerking. Zo vermindert verloren-was-gieten de behoefte aan gereedschapsmachines en bewerkingsuren aanzienlijk, terwijl metaalgrondstoffen aanzienlijk worden bespaard.
Een ander voordeel van verlorenwasgieten is de mogelijkheid om complexe gietstukken te maken van verschillende legeringen, vooral legeringen met een hoge temperatuur. Schoepen voor straalmotoren bijvoorbeeld, met hun gestroomlijnde buitenkant en koelholtes, zijn bijna onmogelijk te maken met conventionele machinale bewerking. Investeergieten maakt niet alleen serieproductie met een consistente onderdeelkwaliteit mogelijk, maar elimineert ook spanningsconcentraties veroorzaakt door restsporen van machinale bewerking.
Legeringstypes die geproduceerd worden via verlorenwasgieten zijn koolstofstaal, gelegeerd staal, hittebestendige legeringen, roestvrij staal, precisielegeringen, permanente magneetlegeringen, lagerlegeringen, koperlegeringen, aluminiumlegeringen en titaniumlegeringen.