脫蠟鑄造簡介

脫蠟鑄造，又稱脫蠟法（英語：Lost-wax casting），是鑄造的一種方法，一般用於鑄造立體結構相當複雜和常見的模具（模具組合法）所不能勝任的製品。古代已使用這種方法鑄造青銅器，現代的精密鑄造中稱為熔模精密鑄造。

以下就讓我們深入了解脫蠟鑄造的生產與規劃流程：

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🔩 脫蠟鑄造生產流程

一、準備模具及蠟液

客戶向鑄造廠提供零件產品圖，經過討論後，鑄造廠委託配合模具廠生產射蠟模，一般使用鋁合金。依照產品特性準備適合的蠟液。

二、射製蠟模

鑄造廠會先試打樣，測試出合適的熔蠟溫度、射蠟機壓力、射蠟時間控制，得出最佳參數，以便得到最佳量產品質。

三、組立蠟樹

數件蠟模黏上蠟棒形成蠟樹，可以一次鑄造多件，提高效率。製造包模前，需要先清潔蠟樹，因為製造蠟模時脫模會使用離型劑，會影響到沾漿效果。蠟樹存放時的灰塵亦會影響包模的精密及耐火性。

四、沾漿

反覆數次沾漿，漿液內含耐火材料和黏結劑。蠟模沾上泥漿後，必要時須要迴轉蠟模，以免泥漿往下流，造成包模厚薄不均。待餘蠟滴完後，蠟模表面需要接均勻沾滿約1mm厚的泥漿，才能進行淋砂。

五、淋砂或黏砂

沾上一層泥漿後，隨即淋上耐火砂用以增強包模強度及耐火度。

六、陰乾及重複步驟四～六數次

一般使用風乾方式，鑄件越大，所需層數越多。

七、脫蠟與燒結

蠟樹放入鍋爐內，高溫熔出蠟液，形成殼模，熔出的蠟液可回收再使用。殼模需要送進燒結爐以1,100度以上高溫燒結預熱，使內部無殘留蠟液和水氣，才能進行後續澆鑄。

八、熔化與澆鑄

依照鑄件材質融化需要的金屬材料，把加熱後的金屬液倒入殼模內。澆鑄前殼摸需要預熱，避免澆鑄時溫差過大而使殼模破裂。澆鑄方式除了一般的重力鑄造，精密鑄造常用到減壓鑄造（真空鑄造），利用真空泵浦，漿包模中的氣體從下方抽出形成真空，增加鑄造時的吸引力，幫助金屬流到模穴的薄壁處。飾品類常用此法鑄造，細節較能展現。

九、去殼與切割

使用震殼機物理去除大部分殼模。使用洗砂機，用物理珠擊方式達到去殼。用切斷機切下組樹上的鑄件，剩餘模頭可以回收再利用。

十、修磨鑄件

切斷後的澆鑄口處不平整，須依客戶需求加工平整。

十一、量測與檢測

檢查產品是否符合圖面及客戶需求。產品熱處理後，做拉力測試，檢驗強度需求是否符合。

十二、成品包裝出貨

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🔩 脫蠟鑄造規劃流程

一、製品條件

製品條件是模具設計之基準，進而影響最終產出品質，除了考量製品功能外，尚需考慮將來脫模、製品外觀、強度、材料節約等做設計規劃，因此設計製品時，需要考慮下列項目：

1. 分模面。
2. 製品脫模難易。
3. 製品形狀及強度。
4. 製品尺寸精度設定。
5. 製品材質。

二、上述五項分述如下

（一）分模面

是固定側模板與活動側模板閉合時所構成的界面。設計模具時，要以製品形狀決定其分模面，通常是在最大斷面處，才利於脫模。分模面選擇要考慮下列因素：

1. 注意不要使分模面影響形狀外觀，並盡量形狀單純、容易配合。
2. 不要使分模面有倒勾處，以免需要使用活動抽芯滑塊結構，增加複雜度。
3. 需方便製品容易取出或頂出。
4. 盡量減少成品毛邊，或是當成品某部位有鑄造無法達到的精度要求時，需預留加工餘量或夾持位置，方便二次加工。
5. 需考慮適合的鑄口位置。既不影響外觀，又方便切除磨平加工。

（二）製品脫模難易

為了使蠟品能順利從模具中取出，製品形狀必須要依模具構造、表面精度、射出方式等因素，給予適當脫模斜度，或修該製品結構，以利脫模。一般完全垂直壁會讓蠟品卡住難以脫模，在不影響產品精度和功能的情況下，一般會做一點拔模斜度（0.5度以上），以利脫模。

當產品形狀內部形狀複雜，導致難以抽芯的情況下，會需要使用水蠟。需另外製作一副水蠟模，用以製作蠟芯，再將此水蠟芯安置在本體模具內，一同射蠟製成完整蠟模，最後使用水或弱酸性溶液溶解水蠟，即可形成中空蠟模。

（三）製品形狀及強度

製品的形狀與強度有密切關係，尤其厚度、轉角、孔等部份的設計皆需要考慮。

1. 製品厚度
(1) 製品厚度應力求均勻，以免產生應力集中或鑄造困難。
(2) 製品厚度需能承受頂出力量的強度。
(3) 鑲嵌金屬件需有足夠厚度避免破裂。
(4) 避免壁厚過薄，以免蠟液流動不良，無法徹底填充。

2. 轉角
面與面之間需圓滑R角順接，避免銳角或尖角設計，否則容易造成應力集中，蠟液難以流動，甚至影響脫模。如果銳角處不影響功能，一般模具廠會要求稍微倒一點R角。
3. 孔
(1) 製品上的孔，間距應在孔徑的兩倍以上，孔與製品邊緣應在孔徑三倍距離以上，周圍需有適當補強。
(2) 一般較小孔洞在鑄造時會省略不做，避免脫模困難及精度不佳，一般都是另外做二次加工，以達到精度要求。

（四）製品尺寸精度設定

1. 脫蠟鑄造一般都會有蠟品縮水的問題，製造模具時，如果沒考慮蠟品縮水，模穴完全按照成品標準尺寸製作，最終鑄造出來的成品尺寸一定會失準。因此模具製造會配合鑄造廠給的條件放縮水，讓成品達到尺寸標準。
2. 鑄造相比於機械切削的公差會比較大，若成品有較嚴謹公差要求部位，需要預留加工餘量做二次加工，才有辦法達到精度要求。
3. 小徑或精度要求高的孔一般在鑄造時會省略，盡量另外做加工。

（五）製品材質

依照製品材質（鋁合金、銅、不鏽鋼……等），選擇適合的鑄造廠配合生產，每間鑄造廠有其專業生產的主力金屬種類。

三、製品工程圖

製品工程圖是與客戶和供應商溝通的重要關鍵，一般可以分成製品標準尺寸圖、鑄造圖、組裝圖，依不同需求對象提供相應工程圖，確認客戶是否滿意產品設計及後續製造能力評估。

（一）與鑄造廠和模具廠溝通時，需提供成品和鑄造圖，共同評估前述製品條件的製模與鑄造可行性，是否需要進行產品設計變更。

（二）以上條件達成共識後，廠商就以圖面進行估價和報價。

（三）客戶同意報價價格，決定生產後，即開始依圖面進行安排。

四、製模與鑄造評估

（一）決定蠟模種類：樣品暫代模、量產模、是否需要水蠟模。

（二）設計澆鑄系統：選用合適蠟棒、組樹模式、鑄口位置。

（三）設計脫模系統：是否需要頂針、彈跳裝置。

（四）決定溫度控制方式：依蠟模型式大小、射蠟機種決定。

（五）模具零件尺寸設計：依照鑄造廠機台及蠟品縮水量設計。

（六）模具材料選用：模具通常採用鋁合金、銅合金或合金鋼等加工而成。

1. 鋁合金模具約可射蠟十萬次以上。
2. 銅合金模具約可射蠟十五到二十萬次。
3. 工具鋼製模具約可高達二十五至五十萬次。

五、製模

製模與鑄造評估完成後，模具廠即開始正式製模：

（一）使用客戶提供之零件圖檔進行拆模，要依照鑄造廠指定數值放縮水、繪製鑄口位置、加工預留量等。

（二）繪製模具組合圖。

（三）繪製模具零件。

（四）經鑄造廠確認拆模位置、縮水率、鑄口位置、二次加工預留量是否正確

（五）進行射蠟模製作計畫。

（六）依照上述2和3進行模具訂購材料作業。

（七）開始加工模具。

（八）完成模具需進行試射蠟，確認蠟品及成品尺寸正確；如不符合尺寸公差，需再作模具修改，直到成品尺寸標準，鑄造廠即可進行量產。

六、參考書籍

（一）趙志揚、邱振興、林美秀編著。模具概論。台北：全華圖書。
（二）張晉昌編著（2014）。鑄造學。台北：全華書局。

七、參考影片
（一）Investment Casting Solutions（Impro Precision）

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