ریخته گری در قالب موقت شامل آن دسته از فرایند های ریخته گری میشود که در آن ها، قالب بعد از هر بار مصرف، تخریب میشود. در ریخته گری در قالب موقت ، ساخت قالب ریخته گری با موادی مثل ماسه، انواع پلاستیک و پلیمر، گچ یا مواد سرامیکی انجام میشود. قالب ساخته شده در سیستم ریخته گری در قالب موقت فقط یکبار استفاده میشود و بر اساس نوع ماده ساخت قالب میتواند قابل بازیافت باشد. مدل های استفاده شده در فرایندهای ریخته گری در قالب موقت نیز چندبار مصرف یا یک بار مصرف هستند.
فرایندهای ریخته گری با قالب ماسه ای ، ریخته گری در قالب گچی و ریخته گری پوسته ای دارای مدل های چند بار مصرف هستند. فرایندهایی شامل ریخته گری دقیق ، ریخته گری لاست فوم و ریخته گری قالب کامل دارای مدل هایی هستند که ذوب یا بخار میشوند و یک بار مصرف هستند. در ادامه به انواع روشهای ریخته گری در قالب موقت ، شباهت ها و تفاوت های آن ها پرداخته میشود.
ریخته گری در قالب ماسه ای یکی از پرکاربرد ترین و ساده ترین انواع ریخته گری در قالب موقت است. به طور کلی، فرایندهای ریخته گری در قالب موقت به دلیل هزینه پایین و قابلیت استفاده در کارگاه هایی با حجم تولید کم، محبوبیت بالایی کسب کرده اند. ریخته گری در قالب ماسه ای بین انواع مختلف ریخته گری در قالب موقت ، کم هزینه ترین آن ها محسوب میشود. ریخته گری در قالب ماسه ای انعطاف پذیری زیادی در ابعاد قطعه تولید شده دارد.
قطعه ریخته گری شده در قالب ماسه ای
قطعه تولید شده با این فرایند ریخته گری در قالب موقت ، میتواند به کوچکی ابعاد کف دست یا به بزرگی یک واگن قطار باشد. بر اساس نوع ماسه استفاده شده برای ساخت قالب ریخته گری و کیفیت آن، طیف بسیار وسیعی از آلیاژ های متنوع، قابلیت ریخته گری با این روش را دارند. ساخت قالب ریخته گری با ماسه تر در فرایند ریخته گری با قالب ماسه ای ، هیچ محدودیت ابعادی و وزنی ندارد. اما با ماسه خشک در نهایت میتوان قطعاتی تا وزن 2300 تا 2700 کیلوگرم را ریخته گری کرد. ماسه استفاده شده برای ساخت قالب ریخته گری در این فرایند، معمولا قابلیت بازیافت دارد و برای ساخت قالب ریخته گری ، با انواع رزین و بایندر ترکیب میشود.
ساخت قالب ریخته گری در فرایند ریخته گری با قالب ماسه ای ، بوسیله یک مدل انجام میشود که نمونه اولیه ای از قطعه نهایی میباشد. انتخاب جنس مدل بر اساس تعداد قطعات مورد نیاز ، ابعاد و شکل این قطعات و دقت ابعادی مطلوب انجام میشود. قالب های چوبی ریخته گری در قالب موقت ، فرایند تولید بسیار آسانی دارند، اما به دلیل امکان اعوجاج زیاد حین اعمال دما، دقت ابعادی مناسبی ندارند. در ضمن، مدل های چوبی به سادگی دچار خرابی شده و امکان تولید در حجم بالا را ندارند. مدل های فلزی دوام بیشتری دارند، اما ساخت آنها هزینه زیادی نیز دارد. از پلاستیک های سخت مثل یورتان نیز برای ساخت مدل استفاده میشوند. مدل ریخته گری را با سیستم های پرینت سه بعدی پلیمر نیز میتوان ساخت.
ریخته گری با قالب ماسه ای
بین فرایندهای ریخته گری در قالب موقت ، ریخته گری در قالب گچی شباهت بسیار زیادی به ریخته گری در قالب ماسه ای دارد. با این تفاوت که در ساخت قالب ریخته گری برای ریخته گری در قالب گچی از گچ پاریس (کلسیم سولفات) به جای ماسه استفاده میشود. افزودنی هایی نیز از جمله پودر تالک برای جلوگیری از ایجاد ترک، و فیبرهای شیشه ای برای افزایش استحکام به گچ اضافه میشوند. قطعاتی تا وزن 45 کیلوگرم با این روش، قابل ریخته گری هستند و قطعه حاصل، کیفیت سطح خوب و دقت ابعادی بالایی دارد. ریخته گری در قالب گچی نیز فرایندی کم هزینه است. این فرایند به دلیل قابلیت تولید ابعادی با شکل نزدیک به قطعه پایانی، جایگزین مناسبی برای بسیاری از روشهای ریخته گری در قالب موقت است.
قالب گچی ریخته گری
هدایت حرارتی پایین تر گچ نسبت به ماسه موجب کاهش سرعت سرمایش قطعه ریخته گری میشود. در نتیجه، مذاب، سیالیت بیشتری پیدا میکند و در مقاطع نازک قالب جریان میابد. بنابراین ریخته گری در قالب گچی قابلیت تولید قطعه هایی پیچیده تر از قالب ماسه ای را دارد. بزرگترین نقطه ضعف این روش این است که تنها فلزات با نقطه ذوب نسبتا پایین مثل آلومینیوم ، منیزیم و مس با این روش ریخته گری میشوند. ریخته گری فلزات آهنی با گچ موجب تغییر حالت و ذوب شدن گچ میشود. نقطه ضعف دیگر قالب های گچی نفوذ پذیری نامناسب این قالب ها و نبود توانایی عبور گازهای ایجاد شده حین ریخته گری می باشد. در نتیجه ممکن است قطعه ایجاد شده در این فرایند دارای حفرات گازی باشد.
ریخته گری با قالب پوسته ای نیز شباهت زیادی با ریخته گری در قالب ماسه ای دارد و زیرمجموعه فرایندهای ریخته گری در قالب موقت محسوب میشود. در این فرایند، برای ساخت قالب، به جای پر کردن درجه با ماسه ، از پوسته سخت شده ای از جنس ماسه استفاده میشود. ماسه استفاده شده در این روش، ریزتر از ماسه استفاده شده در ریخته گری با قالب ماسه ای است. در این فرایند از رزینی استفاده میشود که در تماس با گرما محکم شود.
شماتیک ریخته گری پوسته ای
الگوی استفاده شده برای ساخت قالب، دارای حرارت پیش گرم زیادی بوده که منجر به تشکیل پوسته ای از ماسه سفت شده حول الگو میشود. به دلیل ماسه ریزتر استفاده شده در ریخته گری با قالب پوسته ای، قطعه حاصل شده نیز پرداخت سطحی بهتری خواهد داشت. این فرایند، قابلیت اتوماسیون بیشتر و دقت ابعادی بیشتری نیز دارد و برای قطعاتی پیچیده ای با ابعاد کوچک تا متوسط استفاده میشود. فلزاتی مثل چدن، آلومینیوم، منیزیم و مس با این روش قابل ریخته گری هستند. دقت ابعادی این فرایند به 0.08 تا 0.13 میلیمتر میرسد.
ریخته گری پوسته ای
ریخته گری دقیق که با نام ریخته گری موم از دست رفته نیز شناخته میشود، فرایندی است که در آن الگوی مومی با ماده ای نسوز پوشانده میشود. در این فرایند ریخته گری در قالب موقت ، ابتدا الگوی مومی به شکل قطعه نهایی قالب ریزی میشود. سپس برای ساخت قالب ریخته گری ، الگوهای ساخته شده به شکل درختچه یا خوشه ای مونتاژ میشوند. سپس الگوهای خوشه ای مومی داخل دوغابی از مواد سرامیکی نسوز فروبرده شده و این عمل آنقدر تکرار میشود که ضخامت پوسته سرامیکی به حد قابل قبولی برسد. در نهایت، قالب سرامیکی حاصل از الگوی مومی، حرارت دیده و به صورت برعکس نگه داشته میشود تا موم ذوب شود. موم ذوب شده از قالب خارج میشود و برای مراحل بعدی ریخته گری بازیافت میشود.
ریخته گری دقیق
این فرایند برای تولیدات با حجم بالا و ساخت قطعات مشابهی با ابعاد معادل قطعه نهایی استفاده میشود. طیف وسیعی از فلزات مختلف و آلیاژهای خاص را میتوان با این فرایند ریخته گری کرد. ریخته گری دقیق معمولا برای ریخته گری قطعات کوچک استفاده میشود. با این وجود، ریخته گری قطعات فولادی تا 300 کیلوگرم و قطعات آلومینیومی تا 30 کیلوگرم نیز با این روش انجام شده است. هزینه نهایی ریخته گری دقیق بالا تر از سایر فرایندهای ریخته گری در قالب موقت است. اما به دلیل قابلیت ساخت قطعات پیچیده و نهایی با حداقل ماشین کاری، این فرایند محبوبیت زیادی دارد.
در این دسته فرایند های ریخته گری در قالب موقت ، از موادی برای ساخت الگو استفاده میشود که قابلیت تبخیر حین ریختن مذاب را دارند. در نتیجه، در این سری فرایندها، نیازی به خارج کردن مدل مذاب از درون قالب نیست. دو فرایند پرکاربرد از دسته فرایندهای ریخته گری با مدل تبخیری ، شامل ریخته گری لاست فوم و ریخته گری با قالب کامل میشود.
این فرایند ریخته گری در قالب موقت ، شباهت بسیار زیادی به فرایند ریخته گری دقیق دارد. با این تفاوت که در این فرایند، از مدل فومی به جای مدل مومی استفاده میشود. نقطه جوش پایین فوم باعث میشود که این ماده، حین ریختن مذاب ، تبخیر شده و نیازی به خارج کردن آن از قالب نباشد.
در این فرایند ریخته گری با قالب موقت ، که شباهت زیادی با ریخته گری در قالب ماسه ای دارد، مدل از جنس یونولیت ساخته شده و سپس با ماسه پوشانده میشود. بعد از ریخته مذاب درون قالب، مدل به محض برخورد با مذاب تبخیر شده و از قالب خارج میشود.
ریخته گری در قالب ماسه ای
خدمات ریخته گری در قالب موقت بر خلاف ریخته گری در قالب دائم در مصارف کارگاهی و حجم های تولید پایین کاربرد دارند. خدمات ریخته گری در قالب موقت ، به دلیل هزینه پایین و نبود تجهیزات سطح بالا و پرهزینه همانند تجهیزات ریخته گری گریز از مرکز ، محبوبیت زیادی دارند. خدمات ریخته گری در قالب موقت محدودیت ابعادی نداشته و طیف بسیار وسیعی از فلزات و آلیاژها با این فرایندها قابلیت ریخته گری دارند. با این وجود دقت ابعادی و کیفیت سطحی نسبتا پایین قطعات تولید شده با ریخته گری در قالب موقت موجب عدم استفاده از این قطعات در کاربردهای حساس میشود. در ضمن، در محاسبه هزینه برای خدمات ریخته گری در قالب موقت ، هزینه های مربوط به فرایندهای بعدی مثل ماشین کاری را نیز باید حساب کرد.
فرمت یک راه حل نوین جهت رفع نیازهای صنعتی است. هدف فرمت ایجاد بستری برای معرفی، بررسی و مقایسه ی خدمات صنعتی ارائه شده توسط ارائه دهندگان مختلف و انتخاب بهترین راه حل جهت رفع مشکلات و پاسخگویی به نیازهای صنایع مختلف است.
آدرس: تهران، خیابان آزادی، دانشگاه صنعتی شریف
ایمیل: info@formmat.ir
