İngilizce’de “Invesment Casting” , “Ceramic Shell Casting” (seramik kabuk dökümü) veya “Lost Wax Process” (kaybedilmiş mum prosesi), Almanca’da “Feinguss” veya “Schalenguss”, Fransızca’da ise “Fonde a Cire  Perdue” ismiyle anılan hassas döküm asırlardan beri bilinen çok eski bir döküm yöntemidir. Yöntemin günümüzden 3000 yıl önce Mısır’da ve Şang Hanedanı döneminde Çin’de kullanıldığı bilinmektedir. Hassas döküm tekniğinin prensibi, mum ve benzer modeller kullanılarak hazırlanan kalıpların ısıtılması ve eriyen model malzemesinin kalıptan dışarı akıtılarak kalıp boşluğunun oluşturulmasıdır.

 Hassas Döküm Teknikleri: Hassas döküm teknikleri temelde ikiye ayrılır: “Hassas Kabuk Döküm” (Investment Shell Casting) tekniğinde, seramik kalıp, ince cidarlı bir kabuk şeklinde modelin etrafını örterken, “Dereceli Hassas Döküm”(Investment Flask Casting) tekniğinde ise bir kabın içindeki kalıp boşluğu haricindeki tüm hacim seramik/alçı malzeme ile doldurulur:

1-    "Hassas Kabuk Döküm" (Investment Shell Casting):

Bu cins döküm için yapılan işlemleri kısaca şöyle sıralayabiliriz:

Öncelikle, metalden dökülmesi istenilen parçanın mum veya benzeri bir malzemeden modeli hazırlanır. Genellikle alüminyum (kuyumculukda ise silikon) bir kalıp imal edilir ve plastik enjeksiyon yöntemi ile istenildiği kadar mum model elde edilir. (Döküm sonrası soğuma ve büzülme tahmini yapılarak model aslından biraz büyük imal edilebilir)

            1                                  2                                  3

 (1) Parçalar yine mumdan yapılmış bir gövdeye yapıştırılarak "mum salkım" hazırlanır. Mum malzeme, 70-90 °C arasında olabilen düşük ergime sıcaklığına sahip ve seramik kabuğu çatlatmaması için düşük ısıl genleşme özelliğine sahip bir malzemedir.
(2) Model, seramik banyosuna batırılarak (sulu alçı görünümünde bir sıvı) çevresine ince bir tabaka kaplanması sağlanır. Seramik tabaka kuruyup katılaşıncaya kadar bir fırında bekletilir. Yeteri kalınlıkta seramik kaplanıncaya kadar son iki işlem tekrarlanır. Dış tabakalarda daha kalın seramik tozu kullanılır.
(3) Dış cidarı sert seramik kaplı parça bir fırına sokularak modelin eriyip dışarı akması sağlanır. Seramik malzeme ise yüksek sıcaklığa dayanıklı olduğundan şeklini muafaza eder. Bu esnada mum modelin akarak çıkmayan kısımları da tamamiyle buharlaşır. Ardından, fırın sıcaklığı yükseltilerek belli bir süre içinde seramik kabuk pişirilerek sinterlenir ve sonraki döküm işlemlerine dayanacak şekilde mukavemetinin artması sağlanır. 

            4                                  5                                  6

(4) Mum salkımdan kalan boşluğa (daha önce bırakılmış bulunan bir ağızdan) ergimiş halde metal dökülür.
(5) Metal soğuyup katılaştıktan sonra darbe ile dış cidardaki seramik kırılarak parça ortaya çıkarılır.
(6) Parçalar ana gövdeden dairesel bir testere ile kesilerek alınır, bir başka değişle göbek bağları kesilir.

Ardından, gerekli çapak alma, temizleme ve yüzey parlatma işlemleri yapılır. Son olarak ise kalite kontrol işlemleri yapılır. Dökümde tahmin edilemeyen boyutsal çekme veya çarpılmalar varsa bunu kompanse edecek şekilde mum modeller tekrar tasarlanıp üretilebilir...

 2-    "Dereceli Hassas Döküm" (Investment Flask Casting ):

1- Mum modeller model ağacına eritilerek yapıştırılır
2- Silindirik bir gömlek (fanus) model ağacı etrafına geçirilir.
3- Gömlek ile model ağacı arasındaki tüm boşuklara alçı/seramik karışımı dökülür.
4- Fırında ısıyla karışım kurutulur ve kalıp ters çevrilerek içindeki mum modellerin eriyip akması sağlanır.
5- Sıcak kalıp ergimiş metal ile doldurulur. Vakum veya merkezkaç kuvvetiyle döküm kolaylaştırılabilir.
6- Basınçlı su büskürterek kalıp malzemesi temizlenir.
7- Döküm ağacından koparılan parçalar malzeme giriş çapakları temizlenerek döküm sonrası kullanıma hazır hale getirilirler. 

Uygulama Örnekleri:  

 Askeri elektronik cihazların kasaları ve jet türbin parçalarından örnekler içeren yukarıdaki resimler hassas kabuk döküm ile imal edilen parçaların ne kadar karmaşık olabileceğini gösteren güzel örneklerdir.

Şekilde gösterilen safhaya gelmiş olan yüzük dökümlerinin bulunduğu bir hassas döküm ağacı görülmektedir. Mücevher imalatçıları hassas fanus döküm tekniğini yaygın ve etkili bir şekilde kullanmaktadırlar.

Modern bir hassas kabuk döküm fabrikası:

1-                     2-
3-                     4-
                           5-

 1- Mum model parçaları kontrolden geçirilip monte edilerek daha karmaşık modeller oluşturuluyor: Hassas döküm sektöründe sıkça    karşılaşılan karmaşık mum modelleri bir seferde bir enjeksiyon kalıbıyla üretmenin zorluğu veya imkansızlığı sebebiyle iki veya daha fazla mum model parçası ayrı enjeksiyon kalıplarında imal edilir ve manuel olarak birleştirilir.
2- Tam otomatik kabuk üretim hattında robot yardımıyla mum model üzerine ince seramik kaplanıyor.
3- Kabuğu sağlamlaştırmak için daha kalın seramik (kum) kaplanıyor.
4- Kabuk oluşturma işlemlerinin ara safhalarında nem ve sıcaklık kontrollü ortamda kabuklar kurutulurken.
5- Seramik kabukların kür edildiği tünel fırın. 

Uygulama Alanları:

Hassas döküm tekniği 2. Dünya Savaşına kadar ticari olarak sadece kuyumcu ve dişçiler tarafından uygulanmış; daha sonra özellikle uzay, havacılık ve savunma ,tıbbi ve ortopedik cihaz , otomotiv ve motor, tekstil, mekanik ve elektromekanik sanayinde hassas parçalara duyulan ihtiyaç, yöntemin endüstriyel uygulamasını yaygınlaştırmıştır.

Hassas Dökümün Üstünlükleri:

·          Küçük ve karmaşık biçimli parçaların üretimi uygundur.

·          Boyut hassasiyeti ve yüzey kalitesi mükemmeldir.

·          Genellikle ek işlemlere gerek kalmadığından, işlenmesi güç malzemelerin dökümünde tercih edilir.

·          Kalıp tek parçalı olduğundan parça yüzeyinde bölüm düzleminin izi kalmaz.

·          Mum tekrar tekrar kullanılabilir.

           Hassas Dökümün Sınırları:

·          Her bir parça için ayrı bir modelin üretilmesi gerekir.

·          Yöntem mekanizasyona uygun olmayıp, üretim hızı ve kapasitesi düşüktür.

·          Model ile kalıp malzemelerinin pahalı olması ve üretimin çok sayıda işlem içermesi nedeniyle parça maliyeti yüksektir.

          Sadece 5 kg’dan küçük parçaların dökümüne uygundur.

      Bu yöntemin videosu için tıklayınız

 Hazırlayan:Esra YAĞIZ