چهار تکنیک ریخته گری اولیه: شناسایی راه حل های تولیدی بهینه

تصور کنید در یک سالن نمایشگاه قطعات مملو از قطعات دقیق ایستاده اید که هر یک مظهر تخصص مهندسان و مهارت سازنده است. با این حال ممکن است در پشت قطعات به ظاهر یکسان، فرآیندهای ریخته گری بسیار متفاوتی وجود داشته باشد. انتخاب روش مناسب نه تنها کیفیت را تضمین می کند، بلکه تاثیر قابل توجهی بر هزینه و کارایی تولید دارد. این مقاله چهار تکنیک ریخته‌گری اولیه را برای کمک به شناسایی راه‌حل‌های تولید بهینه بررسی می‌کند.

در مراحل اولیه طراحی، انتخاب فرآیندهای تولید مناسب بسیار مهم است. تصمیمات نادرست ممکن است منجر به تاخیر، بیش از حد بودجه یا حتی آسیب رساندن به شهرت محصول شود. در حالی که روش های ریخته گری متعددی وجود دارد، این چهار کاربرد صنعتی غالب هستند:

• ریخته گری شن و ماسه
• ریخته گری سرمایه گذاری
• ریخته گری مداوم
• ریخته گری گریز از مرکز

مراحل عملیاتی هر روش، مواد سازگار، کاربردهای صنعتی و تحلیل هزینه-فایده به تفصیل بررسی خواهد شد.

همانطور که از نام آن پیداست، ریخته‌گری شن و ماسه از قالب‌های شنی برای ایجاد اجزایی با جزئیات خارجی پیچیده و هسته‌های داخلی استفاده می‌کند که انعطاف‌پذیری طراحی استثنایی را ارائه می‌دهد.

ریخته گری شن و ماسه شامل شش مرحله متوالی است:

1. الگوسازی:ماسه دو نیمه قالب را پر می کند که حاوی کپی های محصول نهایی است. پس از فشرده سازی و حذف الگو، حفره هایی برای ریختن فلز باقی می ماند.
2. مونتاژ قالب:سطوح روغن کاری شده حذف قطعات را تسهیل می کند. قبل از بستن نیمه های قالب، هسته ها در داخل قرار می گیرند.
3. ریختن:فلز مذاب حفره ها را به طور کامل از طریق ریختن دستی یا خودکار قبل از انجماد پر می کند.
4. خنک کننده:فلز به شکل حفره ای منجمد می شود که مدت زمان آن بستگی به ضخامت دیواره و دمای اولیه دارد.
5. تکان دادن:ماشین های ارتعاشی شن و ماسه را از ریخته گری های جامد حذف می کنند.
6. اتمام:حذف مواد اضافی از طریق اره کردن یا پیرایش فرآیند را کامل می کند.

ریخته گری شن و ماسه تقریباً همه آلیاژها از جمله فلزات با نقطه ذوب بالا را در خود جای می دهد. برنامه های رایج از موارد زیر استفاده می کنند:

• آلیاژهای آلومینیوم
• آلیاژهای برنج
• چدن
• فولاد ریخته گری

این روش همه کاره به صنایعی که به قطعات پیچیده و با اندازه های مختلف از جمله چرخ دنده ها، قرقره ها، پایه های ماشین، میل لنگ و پروانه ها نیاز دارند، خدمت می کند.

ریخته گری سرمایه گذاری که به دلیل دقت استثنایی مشهور است، اجزای پیچیده ای را با جزئیات دقیق تولید می کند.

فرآیند ریخته گری سرمایه گذاری هشت مرحله ای:

1. ایجاد الگوی اصلی:متخصصان الگوهای اصلی را برای محاسبه انقباض مواد می سازند.
2. تولید قالب:الگوهای اصلی قالب های تزریق موم را تولید می کنند.
3. تزریق موم:موم مذاب قالب ها را به طور مکرر پر می کند تا به ضخامت مورد نظر برسد.
4. مونتاژ:الگوهای مومی متعدد به سیستم های دروازه مرکزی متصل می شوند و خوشه هایی را تشکیل می دهند.
5. پوشش:فرو بردن در دوغاب نسوز باعث ایجاد پوسته های سرامیکی یکنواخت می شود.
6. موم زدایی:حرارت دادن موم قالب های سرامیکی را ذوب می کند.
7. ریختن:فلز مذاب قالب های سرامیکی از قبل گرم شده را پر می کند.
8. اتمام:حذف پوسته سرامیکی قبل از ماشینکاری نهایی انجام می شود.

در حالی که بیشتر مواد را در خود جای می دهند، کاربردهای معمول از آلیاژهای آلومینیوم، چدن و ​​آلیاژهای غیرآهنی، به ویژه انواع با دمای بالا استفاده می شود.

این روش در صنایع انرژی، خودرو، نظامی، تجاری، خدمات غذایی و صنایع نفت/گاز، به ویژه برای قطعات پیچیده و سیستم های خنک کننده، خدمت می کند.

این روش از نظر تئوری محصولاتی با طول نامحدود با کشیدن فلز جامد از طریق قالب های باز تولید می کند.

فرآیند ریخته گری مداوم پنج مرحله ای:

1. پر کردن:فلز مذاب از طریق گرانش وارد قالب های تغذیه مخزن تاندیش می شود.
2. تشکیل:قالب‌های خنک‌شده با آب، انجماد را به شکل‌های اصلی آغاز می‌کنند.
3. برداشت:فرم های نیمه جامد در طول خنک شدن ثانویه به ضخامت های مورد نظر کشیده می شوند.
4. صاف کردن:محصولات کاملا جامد شده تحت کالیبراسیون ابعادی قرار می گیرند.
5. اتمام:کویل محصولات نهایی برای ذخیره سازی

در کاربردهای صنعتی عمدتاً از فولاد، آهن و آلیاژهای مختلف استفاده می شود.

این روش جایگزین ریخته‌گری شمش سنتی برای تیرهای سازه‌ای، مسیرهای ریلی و لوله‌های با قطر بزرگ می‌شود.

نیروهای چرخشی فلز مذاب را روی دیواره‌های قالب پخش می‌کنند و اجزای استوانه‌ای متراکم و بدون ناخالصی تولید می‌کنند.

1. ذوب شدن:مواد با کنترل حجم ضخامت دیوار به حالت مایع گرم می شوند.
2. ریختن:فلز مذاب وارد قالب های استوانه ای با چرخش سریع می شود.
3. چرخش:نیروی گریز از مرکز در حالی که ناخالصی ها را جدا می کند، مواد را در برابر دیواره های قالب شکل می دهد.
4. حذف:ناخالصی ها برای استخراج آسان در مراکز چرخشی متمرکز می شوند.
5. اتمام:محصولات متراکم و بدون نقص تحت ماشینکاری نهایی قرار می گیرند.

کاربردها از آلیاژهای آهنی (فولاد کم آلیاژ، فولاد ضد زنگ، آهن) و آلیاژهای غیرآهنی (آلومینیوم، برنز، مس، منیزیم، نیکل) استفاده می کنند.

این روش اجزای لوله ای با خلوص بالا از جمله بدنه غلتکی و قطعات سانتریفیوژ تولید می کند.

انتخاب تکنیک های ریخته گری مناسب مستلزم ارزیابی عوامل متعددی از جمله حجم تولید، ابعاد مورد نیاز، خواص مواد و محدودیت های بودجه است. هر روش دارای مزایای منحصر به فردی است که برای کاربردهای خاص طراحی شده است. انتخاب مواد همچنان مهم است - درک ویژگی های آلیاژ همسویی با الزامات عملکرد را تضمین می کند.