ریخته‌گری دقیق
ریخته‌گری دقیق که به نام «ریخته‌گری با مدل‌های مومی» یا «ریخته‌گری ظریف» نیز شناخته می‌شود، فرایندی صنعتی بر پایه روش ریخته‌گری موم ذوب شونده است که از آن برای ساخت قطعات فلزی از هر نوع آلیاژی می‌توان استفاده کرد و معمولاً برای تولید قطعات پیچیده که دارای دیواره‌های نازک هستند، استفاده می‌شود.
از مزایای این روش می‌توان به کیفیت سطح فوق‌العاده، دقت ابعادی بالا، قابلیت نامحدود در پیچیدگی قطعه و قابلیت ریختگری هر نوع آلیاژ، بدون داشتن هیچ گونه خط جدایش یا رگه مذاب اشاره کرد. محدودیت‌های این روش عبارتند از: هزینه بالای ساخت الگو و قالب، هزینه بالای نیروی کار و همچنین محدودیت در سایز قطعات قابل ریختن (معمولا از ۳ گرم تا ۵ کیلوگرم). با این حال قطعاتی از هواپیما با وزن ۴۵۰ کیلوگرم نیز توسط این روش تولید شده‌اند. این روش قادر به ریختن قطعاتی با ضخامت دیوار ۰٫۶ میلیمتر تا ۷٫۵ سانتی‌متر بوده، و تلرانس ابعادی قابل حصول با آن ۰٫۱ میلیمتر به ازای ۲٫۵ سانتیمتر اولیه و سپس ۰٫۰۲ میلیمتر به ازای هر سانتیمتر اضافه می‌باشد. زبری سطح تولیدی با این روش بین ۱٫۳ تا ۴ میکرون rms می‌باشد.
پیشرفت‌های اخیر در زمینه تولید افزودنی (additive manufacturing) امکان ساخت مدل‌های مومی را مستقیماً از داده‌های رایانه‌ای و بدون نیاز به ساخت قالب گران‌ قیمت فراهم ساخته‌ است. از مزیت‌های این روش در تولید الگو می‌توان به کاهش هزینه‌های ساخت قالب و فراهم شدن ساخت قطعاتی با تیراژ پایین اشاره کرد. همچنین یکی از ویژگی‌های منحصر به فرد ساخت الگو توسط پرینتر سه بعدی، ساخت قطعاتی با پوسته خارجی یکپارچه ولی با ساختار داخلی شبکه‌ای یا لانه زنبوری (honeycomb) است. این کار باعث کاهش مصرف ماده و کاهش وزن قطعه نهایی می‌شود.
تاریخ غنی و طولانی ریخته‌گری دقیق به هزاران سال پیش و تولید زیور آلات برنز، مس و طلا، بت‌ها و مجسمه‌ها در مصر باستان و بین‌النهرین، سلسله هان در چین و آزتک در مکزیک برمی‌گردد. نخستین و شناخته شده‌ترین متنی که فرایند ریخته‌گری دقیق در آن شرح داده شده توسط فردی به نام Theophilius Presbyte در ۱۱۰۰ میلادی نوشته شد، مدتی پس مطالب او توسط مجسمه‌ساز و زرگری به نام Benevenuto Cellinic مورد استفاده قرار گرفت و از آن برای ساخت مجسمه‌های perseus و medusa که هم‌اکنون در فلورانس ایتالیا موجود است استفاده کرد. به مرور زمان و در اواسط دهه ۱۵۰۰ روش ریخته‌گری دقیق به عنوان یک روش معمول برای ساخت مجسمه‌های برنزی و آثار هنری دیگر مورد توجه قرار گرفت. ریخته‌گری دقیق در سال ۱۸۹۷ توسط یک دندان‌ساز آمریکایی برای مصارف دندانپزشکی مورد استفاده قرار گرفت. به‌هرحال صنایع ریخته‌گری تا شروع جنگ جهانی دوم توجه زیادی به این روش نکرده تا آنکه قیمت ماشین‌های ابزار در آن زمان به دلیل احتیاجات تسلیحاتی بالا رفت، همچنین محدودیت زمانی درتولید قطعات نظامی و صنایع هواپیماسازی که در ضمن باید دارای ابعادی زیاد و پرداخت سطحی خوبی باشند موجب گردید تا این روش مورد توجه قرار گیرد. از آنجایی که روش ریخته‌گری دقیق می‌توانست کلیه نیازهای فوق را برآورده سازد، این روش حتی در زمان‌های پس‌از جنگ نیز در بسیاری از صنایع غیر هواپیمایی مانند جواهرسازی که به قطعات پیچیده و دقیق احتیاج داشتند مورد استفاده قرار گرفت.
ریخته‌گری دقیق را می‌توان از یک مدل موم اصلی (روش مستقیم) یا از کپی‌های موم از یک الگوی اصلی که نیازی نیست از موم ساخته شود (روش غیر مستقیم) انجام داد. مراحل زیر روند غیر مستقیم، که می‌تواند دو تا هفت روز به طول انجامد را توصیف می‌کند.سوپرآلیاژها به دسته ای از آلیاژها اطلاق می‌شود که قابلیت کار و تحمل تنش در دماهای بالا را داشته باشند. این آلیاژها به سه گروه پایه نیکلی، پایه کبالت و پایه آهن تقسیم می‌شوند که ۸۵ درصد آنها را سوپرآلیاژهای پایه نیکل تشکیل می‌دهند. ریخته‌گری سوپرآلیاژهای نیکل دارای ویژگی‌های منحصربفردی است که آنرا از سایرین متمایز می‌کند؛ این ویژگی‌ها عبارتند از:
به علت وجود شرایط خاص، استفاده از روش‌های انجماد جهت دار و رشد تک بلور همواره با محدودیت‌های زیادی روبرو است، بنابراین اصلاح ساختار دانه بندی سوپرآلیاژی از بهترین راه‌ها جهت افزایش خواص بشمار می‌رود. ماهیت فرایند ریخته‌گری دقیق که ناشی از جنس قالب، شکل قطعات و سایر عوامل است به گونه ای است که نرخ سرد شدن در این روش پایین بوده و همراه پس از انجماد شاهد دانه‌های مضر و درشت ستونی در قطعات سوپرآلیاژ می‌باشیم. به‌طور کلی سه روش برای اصلاح فرم و اندازه دانه‌ها در سوپرآلیاژها وجود دارد:
سوپرآلیاژها به دلیل خواص خزشی و استحکام شکست دمای بالا برای قطعات مورد استفاده در توربین‌ها توسعه زیادی یافته‌اند. برای مثال سوپر آلیاژ پایه نیکل اینکونل ۷۱۳ در این صنعت پرکاربرد می‌باشد اما پدیده ترک گرم (Hot Tear) یکی از مشکلات مهم در ریخته‌گری برخی از سوپرآلیاژهاست که باعث ایجاد عیوب جدی و بعضاً غیرقابل جبران شده و در انجماد جهت دار این عیب تشدید می‌شود. این سوپرآلیاژها حساس به عیب ترک گرم می‌باشند.