इन्वेस्टमेंट कास्टिंग (लॉस्ट वैक्स)

मोम की नक़ल पर सिरेमिक की परत, मोम पिघलाकर निकाला जाता है, फिर धातु भरी जाती है

इन्वेस्टमेंट कास्टिंग, जिसे लॉस्ट-वैक्स कास्टिंग भी कहते हैं, पार्ट की मोम में नक़ल बनाती है, मोम पर सिरेमिक की परत चढ़ाती है, मोम पिघलाकर निकालती है और खोखले खोल में धातु डालती है। जेट-इंजन के टरबाइन ब्लेड, गोल्फ़ क्लब के हेड और हिप इम्प्लांट इसी तरह बनते हैं। आपको लगभग तैयार, बारीक ब्योरे वाले पार्ट मिलते हैं, लगभग किसी भी मिश्रधातु में।

फ़ोटो: 5oclockhustle, CC BY-SA 4.0, स्रोत: Wikimedia Commons

इन्वेस्टमेंट कास्टिंग · मोम के पेड़ से तैयार पार्ट तकपहले ऊपर की पंक्ति पढ़ें, फिर नीचे की; घेरे में लिखे नंबर नीचे दिए चरणों से मेल खाते हैं।

यह कैसे काम करती है

मोम की नक़लें बनाएँ। मोम को धातु की डाई (दोबारा काम आने वाले साँचे) में इंजेक्ट करके पैटर्न बनाया जाता है, पार्ट की सटीक मोम नक़ल। हर कास्टिंग का अपना पैटर्न चाहिए।
पेड़ बनाएँ। कई पैटर्न बीच के मोम के स्प्रू (भरने की नली) पर चिपकाए जाते हैं, जिससे "पेड़" बनता है जिस पर कुछ से दर्जनों पार्ट लग सकते हैं।
उस पर सिरेमिक चढ़ाएँ। पेड़ को सिरेमिक स्लरी (बारीक सिरेमिक पाउडर और तरल बाइंडर का मलाईदार मिश्रण) में डुबोया जाता है, उस पर बारीक रेत छिड़की जाती है और सुखाया जाता है। यह लगभग 6 से 10 बार दोहराया जाता है, जब तक खोल कई मिलीमीटर मोटा न हो जाए।
मोम पिघलाकर निकालें। खोल को उलटा करके गर्म किया जाता है, आम तौर पर स्टीम ऑटोक्लेव (दबाव वाले भाप के ओवन) या गर्म भट्टी में। मोम बह जाता है, अक्सर दोबारा काम आने के लिए, और एक-टुकड़े का खोखला साँचा बचता है।
पकाएँ, फिर डालें। खोल को पकाया जाता है, अक्सर लगभग 1000 °C पर, ताकि वह मज़बूत हो और आख़िरी मोम जल जाए। धातु तब डाली जाती है जब खोल अब भी गर्म हो, ताकि पतले हिस्से धातु के जमने से पहले भर जाएँ।
पार्ट बाहर निकालें। ठंडा होने पर खोल को हथौड़े, कंपन या पानी की धारों से तोड़ा जाता है। पार्ट पेड़ से काटे जाते हैं, और गेट के ठूँठ (जहाँ हर पार्ट पेड़ से जुड़ा था) घिसकर चिकने किए जाते हैं।

मुख्य तथ्य

सामग्री: स्टील और स्टेनलेस स्टील, निकल और कोबाल्ट सुपरएलॉय, टाइटेनियम, एल्युमिनियम, तांबे की मिश्रधातुएँ, सोना और चाँदी
आम पार्ट: टरबाइन ब्लेड, गोल्फ़ क्लब के हेड, हिप और घुटने के इम्प्लांट, पंप इम्पेलर, बंदूक और ताले के पार्ट, गहने
पार्ट का आकार: आम तौर पर कुछ ग्राम से कुछ किलोग्राम; विशेषज्ञ फ़ाउंड्रियाँ 100 kg से आगे जाती हैं
सटीकता: छोटी बनावटों पर लगभग ±0.1 से ±0.25 mm, लगभग किसी माप का ±0.5%
सतह की फ़िनिश: चिकनी: Ra (औसत खुरदरापन) लगभग 1.5 से 3 µm
किस बैच साइज़ के लिए उपयुक्त: साल में सैकड़ों से सैकड़ों हज़ार पार्ट; कला और गहनों में इकलौते काम भी
टूलिंग और मशीन की लागत: मोम-इंजेक्शन डाई कुछ हज़ार से दसियों हज़ार डॉलर की; 3D-प्रिंट किए पैटर्न प्रोटोटाइप के लिए डाई छोड़ देते हैं
गति: प्रति खेप दिन से हफ़्ते, ज़्यादातर खोल की परतों के सूखने के इंतज़ार में; कई पेड़ समानांतर चलते हैं

ताक़तें और सीमाएँ

खूबियाँ

बहुत बारीक ब्योरा और चिकनी सतहें, अक्सर थोड़ी मशीनिंग के साथ
सुपरएलॉय और स्टेनलेस स्टील जैसी ऊँचे गलनांक वाली मिश्रधातुओं के साथ चलती है
जटिल आकार एक ही टुकड़े में, बहुत कम या बिना जोड़ के
कचरा कम: स्प्रू और रनर दोबारा पिघलाए जाते हैं

सीमाएँ

ज़्यादा चरण और श्रम, इसलिए हर पार्ट सैंड कास्टिंग से महँगा
पार्ट ज़्यादातर छोटे होते हैं; बड़े पार्ट कठिन और महँगे हो जाते हैं
हर पार्ट के लिए नया मोम पैटर्न और नया खोल ख़र्च हो जाता है
लंबा लीड टाइम, दिनों से हफ़्तों तक

कहाँ इस्तेमाल होती है

एयरोस्पेसटरबाइन ब्लेड और वेन, ढाँचागत ब्रैकेट, ईंधन प्रणाली के पार्ट
चिकित्साहिप और घुटने के इम्प्लांट, सर्जरी के औज़ार
खेलगोल्फ़ क्लब के हेड
ऑटोमोटिवटर्बोचार्जर व्हील, रॉकर आर्म, छोटे वाल्व के पार्ट
औद्योगिकपंप इम्पेलर, वाल्व बॉडी, लीवर और ब्रैकेट
कला और गहनेकाँसे की मूर्तियाँ, अँगूठियाँ, दाँतों के क्राउन और ब्रिज

इसे कैसे पहचानें

साफ़ ब्योरा, तीखे अक्षर और चिकनी, हल्की सैटिन सतह, छिपे कोनों में भी।
साँचे का कोई जोड़ नहीं, या मोम की डाई की छोड़ी बस बहुत हल्की रेखा।
एक छोटी सपाट, घिसी हुई जगह जहाँ पार्ट पेड़ से काटा गया (गेट मार्क)।
एक टुकड़े में बना जटिल आकार जिसके लिए वरना कई मशीन किए पार्ट लगते।

तुलना करें

सैंड कास्टिंग1.1सस्ती और बहुत बड़े पार्टों के लिए अच्छी, पर कहीं खुरदरी और कम सटीक।डाई कास्टिंग1.4ज़्यादा मात्रा में प्रति पार्ट कहीं तेज़ और सस्ती, पर एल्युमिनियम और जिंक जैसी कम गलनांक वाली धातुओं तक सीमित।सिंगल-क्रिस्टल कास्टिंग1.8इन्वेस्टमेंट कास्टिंग का एक ख़ास रूप जो हर टरबाइन ब्लेड को एक क्रिस्टल के रूप में उगाता है।

देखें

RAPID DIRECT · पूरी प्रक्रिया की एनिमेटेड, चरण-दर-चरण व्याख्या

Paul Hamler · मोम से धातु तक पूरी प्रक्रिया हाथ से की गई

SIMIS · खोल बनाने के लिए मोम के पेड़ों को स्लरी और रेत में डुबोते रोबोट

Dean Group International Ltd · असली फ़ाउंड्री: पेड़, धातु डालना और खोल तोड़ना

असली तस्वीरें देखें

Wikipedia: Investment casting — टर्बोचार्जर रोटर का खोल, खोल का भीतर और तैयार पार्ट
Wikimedia Commons फ़ोटो खोज

याद रखें

हर पार्ट को नई मोम नक़ल और नया सिरेमिक खोल चाहिए।
मोम पिघलाकर निकालने से बिना जोड़ का एक-टुकड़े का साँचा बचता है, इसलिए ब्योरा बहुत बढ़िया रहता है।
सटीक और चिकनी, पर सैंड कास्टिंग से प्रति पार्ट धीमी और महँगी।