กระบวนการหล่อใบมีดกังหันคริสตัลเดี่ยว

กระบวนการนี้เริ่มต้นด้วยการเลือกผลึกเมล็ด ซึ่งทำหน้าที่เป็นจุดเกิดนิวเคลียสเริ่มต้นสำหรับการเติบโตของผลึก โดยทั่วไปผลึกเมล็ดจะทำจากวัสดุที่มีโครงสร้างผลึกคล้ายกับวัสดุใบพัดกังหันที่ต้องการ เช่น ซูเปอร์อัลลอยที่มีนิกเกิล

แม่พิมพ์เซรามิกที่มีความแม่นยำหรือที่เรียกว่าแม่พิมพ์การลงทุนนั้นผลิตขึ้นโดยใช้วิธีการหล่อขี้ผึ้งที่สูญหาย แม่พิมพ์ได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับรูปร่างและคุณลักษณะที่ต้องการของใบพัดกังหันตลอดจนทิศทางการเติบโตของผลึกเดี่ยว ให้ความสนใจเป็นพิเศษกับการวางแนวของเมล็ดภายในแม่พิมพ์

วางคริสตัลเมล็ดพืชไว้ในแม่พิมพ์อย่างระมัดระวัง และติดตั้งระบบกั้นและการป้อนที่จำเป็น เพื่อช่วยให้การไหลของโลหะหลอมเหลวในระหว่างกระบวนการหล่อสะดวก

ซูเปอร์อัลลอยที่มีนิกเกิลคุณภาพสูงซึ่งเหมาะสำหรับการเจริญเติบโตของผลึกเดี่ยวจะถูกหลอมในเตาเหนี่ยวนำสุญญากาศหรืออุปกรณ์ที่คล้ายกัน จากนั้นโลหะหลอมเหลวจะถูกเทลงในแม่พิมพ์ที่เตรียมไว้ภายใต้สภาวะที่ได้รับการควบคุม เพื่อให้มั่นใจว่ามีการเติมและแข็งตัวสม่ำเสมอ

เมื่อโลหะหลอมเหลวแข็งตัว ผลึกเมล็ดจะทำให้โครงสร้างผลึกเดี่ยวเติบโตขึ้นในทิศทางที่กำหนดไว้ล่วงหน้า กระบวนการนี้เรียกว่าการแข็งตัวตามทิศทาง ช่วยให้มั่นใจได้ว่าใบพัดกังหันที่ได้นั้นประกอบด้วยผลึกเดี่ยวโดยไม่มีขอบเขตของเกรน ดังนั้นจึงช่วยเพิ่มคุณสมบัติทางกลและความต้านทานต่ออุณหภูมิสูง

หลังจากการหล่อ แม่พิมพ์จะค่อยๆ เย็นลงเพื่อป้องกันความเครียดจากความร้อน และรับประกันความสมบูรณ์ของโครงสร้างผลึกเดี่ยว เมื่อโลหะแข็งตัวเรียบร้อยแล้ว แม่พิมพ์เซรามิกจะถูกเอาออก โดยเหลือไว้เพียงใบพัดกังหันผลึกเดี่ยวอันซับซ้อน

ใบพัดกังหันแบบหล่ออาจได้รับการบำบัดภายหลังการหล่อต่างๆ เช่น การอบชุบด้วยความร้อน การตกแต่งพื้นผิว และการตรวจสอบขนาดเพื่อให้ได้คุณสมบัติทางกล คุณภาพพื้นผิว และความแม่นยำของมิติที่ต้องการ

ตลอดกระบวนการหล่อ มีการใช้มาตรการควบคุมคุณภาพที่เข้มงวดเพื่อตรวจสอบพารามิเตอร์ เช่น อุณหภูมิ ความดัน และการวางแนวของคริสตัล เทคนิคการทดสอบแบบไม่ทำลายยังสามารถใช้เพื่อตรวจสอบความสมบูรณ์ของโครงสร้างผลึกเดี่ยว และตรวจหาข้อบกพร่องหรือข้อบกพร่องใดๆ