Elementen van de boom
Modellen worden op een gietloop van was bevestigd, rechtstreeks via hun aansnijdingen of via verdeellopen. In de meeste industriële bomen is de centrale gietloop zowel verdeelkanaal als reservoir van voedingsmetaal. Het boomontwerp bepaalt hoeveel stukken per vorm worden gegoten en heeft daardoor een grote invloed op de kosten.
Vullen
Het metaal moet snel genoeg in de vormholte komen om dunne secties te vullen voordat het stolt, maar zonder turbulentie die lucht en oxidehuiden meesleurt. Ontwerpmaatregelen zijn aansnijden in de dikkere secties, vrij vallende stralen vermijden wanneer de legering taaie oxidehuiden vormt, giettrechter en gietloop zo dimensioneren dat ze gevuld blijven, en waar passend filters gebruiken. De doorlaatbaarheid van de schaal laat lucht ontsnappen; blinde vormen die lucht kunnen insluiten, hebben soms ontluchtingen nodig.
Navoeding en gerichte stolling
De meeste legeringen krimpen in volume bij de overgang van vloeibaar naar vast. Kan er geen vloeibaar metaal toestromen om dat te compenseren, dan verschijnt het tekort als krimpholten of verspreide porositeit. Het leidende principe is gerichte stolling: de stolling moet beginnen in de zones die het verst van de voedingsbron liggen en gestaag naar de aansnijding vorderen, zodat een vloeibaar pad open blijft tot het gietstuk vast is.
In de praktijk betekent dit:
- aansnijdingen worden op de zwaarste sectie van het onderdeel geplaatst;
- aansnijding en gietloop moeten langer vloeibaar blijven dan de sectie die ze voeden, wat met de modulus (volume gedeeld door koelend oppervlak) wordt beoordeeld;
- geïsoleerde zware secties die door dunne wanden van de aansnijding zijn gescheiden, zijn de klassieke plaats voor krimp en moeten in het ontwerp worden vermeden of met een extra aansnijding worden gevoed;
- isolatie van de schaal of plaatselijke koeling kan de temperatuurgradiënt sturen.
Legeringen met een breed stoltraject, zoals veel nikkellegeringen en sommige bronssoorten, vormen eerder fijne verspreide microporositeit dan een geconcentreerde holte en zijn veeleisender om na te voeden.
Stolstructuur en afkoelsnelheid
De hete keramische schaal onttrekt warmte traag in vergelijking met een metalen vorm. Precisiegietstukken stollen daarom betrekkelijk langzaam, wat volledig vullen bevordert maar een grovere korrel geeft dan kokillegieten. Korrelgrootte, dendrietarmafstand en segregatie hangen af van de plaatselijke wanddikte, de schaaltemperatuur en de giettemperatuur. Waar een fijne equiaxiale korrel vereist is, vooral bij nikkel- en kobaltlegeringen, worden kiemvormende toevoegingen in de eerste laag en een lage oververhitting toegepast. De afkoeling na de stolling beïnvloedt de restspanningen en, bij hardbare staalsoorten, de gietstructuur.
Simulatie
Simulatie van vormvulling en stolling wordt gebruikt om varianten van het gietsysteem te vergelijken voordat het gereedschap wordt vastgelegd, om de laatst stollende zones te lokaliseren en om het risico op porositeit in te schatten. Simulatie ondersteunt het doorzagen en röntgenonderzoek van eerste monsters, maar vervangt ze niet.
Bijbehorende foutbeschrijvingen: krimpporositeit, niet-uitgelopen gietstukken, warmscheuren.