Where was lost-wax casting used?

失蜡铸造是一种用于制作从简单到复杂的物体的技术，适用于各种金属（如黄金、白银、黄铜或青铜），通过铸造一个原始模型或图案。

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作为最古老的金属成型技术之一，失蜡铸造的历史可以追溯到6000年前，但它仍被广泛应用于珠宝、牙科和艺术领域。其工业形式——投资铸造，则是在工程和制造中创造精密金属部件的常用方法。

尽管失蜡铸造传统上与手工艺品相关联，但现在创造者已经可以利用数字设计和3D打印技术，简化工作流程，节省时间，降低成本，并将这个过程重新塑造以适应21世纪的需求。

继续阅读以了解数字技术如何振兴失蜡铸造方法，以及这对珠宝商、牙医和大宗生产者意味着什么。

失蜡铸造过程

失蜡铸造的过程可能会根据行业和应用的不同而有所不同，但通常包括以下几个步骤。铸件可以直接由蜡模型制作，称为直接法，或是原蜡模型的复制品，称为间接法。直接法通常会跳过前面的步骤，直接进入第四步骤。

1. 模型制作： 艺术家用蜡雕刻出设计。蜡模型的大小和复杂度受到蜡雕工技艺和铸造设备能力的限制。

2. 创建模具： 铸造者随后将该模型铸造并打磨，以产生“母模”。母模用于制作胶囊蜡模，胶囊蜡模是在母铸件外被加热和硫化制成的灵活蜡模。

3. 生产蜡图案： 熔融蜡被注入或倾倒到橡胶模具中。这个过程可以反复进行，以制作多个原始设计的副本。

4. 组装蜡图案： 将浇口添加到蜡副本中，然后将它们连接成树状结构，为熔融蜡排出和熔融金属灌入腔体提供路径。

5. 应用投资材料： 蜡树要么浸入二氧化硅浆料中，要么放入模具中并用液体投资石膏包围。

6. 烧蚀： 当投资材料干燥后，模具被倒置放入炉中，熔化蜡，从而在原始模型的形状中留下负腔体。

7. 倒铸： 投资模具在炉中进一步加热，与熔融金属之间的温度差被降低。金属被融化，然后以重力或真空压力注入腔体。

8. 去模： 一旦熔融金属稍微冷却，投资模具被淬入水中，溶解耐火石膏并释放粗铸件。铸件上的浇口被切除后回收，而铸造的部分则被清理以去除铸造过程的痕迹。

9. 后处理： 铸造部分经过打磨、磨削、机械加工或喷砂，以达到最终的几何形状和表面光洁度。在必要时，铸件也会进行热处理，以增强材料的机械性能。

失蜡铸造的悠久历史概述

不夸张地说，失蜡铸造与文明本身一样古老。从以色列、越南、尼日利亚、尼加拉瓜和印度河流域等地发现的珍品如权杖、雕塑和家具，证明了失蜡铸造的广泛应用。已知的最古老的失蜡铸件为一个古印度文明的护身符，距今已超过6000年。

经过几个世纪在雕塑装饰和纺织浮雕生产中的使用后，18世纪的欧洲逐渐用块模工艺取而代之。19世纪，部分工艺被改编用于投资铸造，以满足不断增长的工业需求。

在牙科领域，失蜡方法广泛用于制作金冠、嵌体和贴面。失蜡铸造的传承至今依然显著。

将失蜡铸造推向21世纪：数字设计与3D打印

如今，数字软件工具和3D打印增强了失蜡铸造，利用数字设计和制造过程的优势。

通过数字工作流程，设计师使用CAD软件工具进行数字设计，专业的3D打印机则可制作可铸造的3D打印模型。治疗蜡模型烧蚀后，该过程遵循与传统投资铸造相同的路径。

得益于数字技术，人工密集型手工劳动的需求大大减少，所设计的产品更容易保存、修改并在需要时重新创建。

数字技术下失蜡铸造的应用

从工程师到珠宝制造商，各个专业领域都在利用数字技术为失蜡铸造所带来的新可能性。

珠宝

失蜡铸造的第一个实例就是用于制作珠宝和精美饰品。但是，在时尚快消的世界中，手工制作复杂的珠宝蜡模型是一项挑战。此时，珠宝设计师可以使用珠宝CAD软件设计作品，从而更方便地制作和配合以往需要数小时精心雕刻的复杂几何形状。

数字设计、先进材料和经济实惠的内部树脂3D打印机，正在改变珠宝制造商和设计师在概念设计、原型开发和生产方面的工作方式。

立体光刻3D打印可以再现手工雕刻难以实现的复杂特征；而工业级3D打印机则能够快速创建可以按传统蜡方式铸造的图案。3D打印提供了几乎无限的几何创造潜力。通过精确控制的激光，能够以惊人的清晰度捕捉设计细节，如精致的雕花、凸起的文本和复杂的宝石镶嵌。

然而，珠宝行业采纳数字工作流程的最大障碍通常是数字设计技能和培训。但对于新一代珠宝设计师来说，他们在进入这一行业前就被教授传统设计、珠宝CAD软件以及3D打印机的相关知识，为不可避免的转型做好准备。

牙科

失蜡铸造和压制修复在牙科行业已经用了几十年，旨在制造嵌体、贴面、牙冠、陶瓷合金牙冠、全陶瓷牙冠、局部假牙框架和其他植入体修复。

传统上，蜡模型在我们从患者处获得的手动印模基础上，手工制成牙齿工作模型然后再对其进行蜡铸。随后，模型被连接成树状结构并烧掉，按照传统失蜡铸造的工作流程进行。

随着数字技术的发展，牙医可以通过口腔扫描仪获取患者的解剖结构，或者实验室利用桌面扫描仪扫描一个物理模型或印模。扫描数据导入CAD软件，牙科技术员设计所需的修复物。模式随后用蜡状材料3D打印出来，然后按照传统流程进行铸造或压制。

用于牙冠、嵌体、局部假牙框架等的模型可以使用蜡状材料3D打印出来，并利用传统工作流程进行铸造或压制。数字设计在牙科方面并没有太多的局限性，因为患者的解剖结构来自印模。牙科CAD软件工具使设计过程变得简单，而3D打印又自动化了模式的制造过程，取代传统上需要经验丰富的技术工及多个手工步骤的方法。

在牙科行业，失蜡铸造与数字技术结合在一起，将模拟和数字世界的优秀成果结合在一起，赋予牙科实验室生产高精度图案的能力，保持一致可靠的数字工作流程和易于操作的机械设备。

制造业

对于需要大规模生产具有高尺寸精度的金属零件的行业，铸造是一种成本效益高且能力强大的生产工艺，为航空航天、汽车和医疗应用提供关键组件。

在传统的直接投资铸造模式中，失蜡铸造的工业形式，图案是在手工雕刻完成的，或者若不需要大规模生产则是机械加工完成的。借助于3D打印，工程师能够直接创建图案以实现缩短交货时间和超越模具设计等限制的几何自由度。

使用3D打印而非传统方式铸造的青铜零件的实例。

虽然立体光刻(SLA) 3D打印机通常被视为制造塑料部件的工具，但它们高精度和广泛的材料库也很适合铸造可能以较低成本、设计自由度更大、速度更快的金属部件的工作流程。

SLA 3D打印与金属铸造的工作流程，还可以利用3D打印的快速性和灵活性，而不需要直接金属3D打印机的昂贵成本。

传统的革命

失蜡铸造过程随着数字工具的发展说明了技术并不需要使我们与过去隔绝。当技术正确实施时，可以高效生产高质量的零件——从定制珠宝到大规模生产的汽车零件。最终结果是生产效率和设计自由度呈现出令人瞩目的新高度。

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