✔️ ریخته گری چیست؟
قطعات موجود در وسایل و تجهیزات اطراف ما، با استفاده از فرآیندهای ساخت، تولید میشوند. ساخت برخی از این قطعات، در مقیاسهای کوچک و برخی دیگر، در مقیاسهای بزرگ و صنعتی انجام میگیرد. از شناخته شدهترین روشهای صنعتی ساخت و تولید میتوان به ریختهگری اشاره کرد. ریختهگری، فرآیندی است که به طور گسترده برای تولید قطعات فلزی مورد استفاده قرار میگیرد. این فرآیند از محبوبیت بالایی در صنایع خودروسازی و ماشینسازی برخوردار است.
✔️ روش های ساخت و تولید کدام هستند؟
ساخت و تولید، یک اصطلاح کلی است که به مجموعه فعالیتهای مورد نیاز برای ایجاد یک قطعه در صنایع مختلف اشاره میکند. روشها و فرآیندهای متنوعی برای ایجاد قطعات صنعتی و غیر صنعتی وجود دارند. به عنوان مثال، قطعات پلاستیکی مورد استفاده در بسیاری از تجهیزات، با استفاده از روش قالب گیری تزریقی ساخته میشوند.
✔️ شناختهشدهترین روشهای ساخت و تولید
ریخته گری
پوششدهی و حکاکی: حکاکی با لیزر، چاپ، انباشت بخار شیمیایی، لایهنشانی کندوپاش، آبکاری و پاشش حرارتی
قالب گیری: متالورژی پودر، قالب گیری پلاستیک و پوشش شرینک
شکل دهی: فرم دهی انتهای لوله، آهنگری، نورد، اکستروژن، پرسکاری، خمکاری، برشکاری و غیره
ماشین کاری: فرزکاری، تراشکاری، سوراخکاری، خانکشی، هونینگ، برشکاری با لیزر، واتر جت، برش پلاسما، تخلیه الکتریکی، سنگزنی و غیره
اتصال: جوشکاری، لحیمکاری، تف جوشی، چسبکاری، پیچکاری و غیره
ساخت افزایشی: چاپ سه بعدی، تف جوشی لیزری انتخابی، رشته پیچی، رشته ذوبی، لایهسازی، تف جوشی با پلاسما، استریولیتوگرافی و غیره
روشهای دیگر: معدنکاری، تولید شیمیایی، پتروشیمی، مونتاژ، لجستیک، بستهبندی، چوبکاری، عملیات حرارتی (مانند سخت کاری)، پخت و غیره
✔️ کاربرد ریخته گری چیست؟
ریخته گری، تقریبا در تمام صنایع کاربرد دارد. حدود 90 درصد از محصولات تولید شده در صنایع مختلف و ماشینآلات صنعتی، به نحوی با فرآیندهای ریخته گری در ارتباط هستند. با این وجود، بیش از 50 درصد از قطعات ریخته گری شده در صنایع ساخت ماشینآلات سنگین و تجهیزات حمل و نقل مورد استفاده قرار میگیرند.
✔️ صنایع و حوزههای مختلفی که ریختهگری در آنها کاربرد دارد
حمل و نقل: خودروسازی، تجهیزات راهآهن، تجهیزات راهآهن و کشتیسازی
ماشین آلات سنگین: ماشین آلات راهسازی، کشاورزی و معدنکاری
ماشین ابزار: تجهیزات ماشینکاری، قالبسازی، آهنگری، اکستروژن، شکلدهی و ریخته گری
ماشین آلات کارخانه: تجهیزات کارخانههای تولید مواد شیمیایی، پتروشیمی، کاغذسازی، تولید شکر، نساجی، ذوب و نیروگاهها
صنایع نظامی: خودروها، تسلیحات، مهمات، مخازن و تجهیزات نگهدارنده
صنایع الکتریکی: موتور، ژنراتور، پمپ و کمپرسور
تاسیسات: لولهها، اتصالات، ولوها و فیتینگهای مورد استفاده در پایپینگ، تاسیسات بهداشتی و تاسیسات سرمایشی
لوازم خانگی: وسایل آشپزخانه، مبلمان و تجهیزات باغبانی
هنر: مجسمهسازی، وسایل زینتی، دکوراسیون و غیره
✔️ مواد مورد استفاده در ریخته گری چه هستند؟
چدن خاکستری، پرکاربردترین ماده مورد استفاده در فرآیند ریخته گری است. از دیگر فلزات متداول در این فرآیند میتوان به چدن نشکن، آلومینیوم، فولاد، مس و روی اشاره کرد. البته امکان استفاده از مواد غیر فلزی مانند بتن، شیشه، پلاستیک و رزین نیز برای ساخت قطعات ریختهگری وجود دارد.انتخاب ماده مناسب برای ساخت قطعات، به پارامترهایی نظیر حجم تولید، صرفه اقتصادی، دمای ذوب، سرعت خنککاری، مقاومت در برابر فرسودگی، وزن و قابلیت جذب ارتعاش بستگی دارد. نوع ماده مورد استفاده، یکی از معیارهای تقسیمبندی انواع روش های ریخته گری و کاربردهای آنها است.
✔️ کارخانه ذوب یا کارخانه ریخته گری چیست؟
کارخانه ریخته گری یا «کارخانه ذوب» (Foundry)، محل تولید قطعات فلزی به روش ریختهگری است. تمامی مراحل اجرای ریختهگری در این انجام میشود. از تجهیزات و مواد مورد استفاده در کارخانه ذوب میتوان به دستگاههای قالبگیری، میکسر، کوره، پاتیل، وسایل انتقال، فیلتر، فلزات، آلیاژها، افزودنیها و سیستمهای پیوند شیمیایی مواد اشاره کرد.
✔️ ریخته گری چگونه انجام میشود؟
1.مدلسازی: طراحی قالب های صنعتی مورد استفاده در فرآیند ریخته گری توسط نرم افزارهای تخصصی و ساخت مدل فیزیکی قطعه نهایی
2.ساخت ماهیچه: طراحی و ساخت ماهیچههای مورد نیاز برای ایجاد سطوح داخلی قطعه
3.قالب سازی: ساخت قالب ریختهگری با توجه به مستندات طراحی و با استفاده از موادی نظیر ماسه، موم، فولاد و غیره
4.ذوب و ریختن: اعمال دمای بالا به فلزات برای تبدیل به حالت مایع و ریختن مواد مذاب به درون قالب توسط بوته یا دیگر تجهیزات موجود
5.انجماد: کاهش دمای قالب و مواد مذاب درون آن پس از اتمام فرآیند ریختن
6.باز کردن قالب: جدا کردن بخشهای مختلف قالب و خارج کردن قطعه قالب ریخته گری شده
7.پرداخت: اجرای برشکاری، سنگزنی، سندبلاست و غیره به منظور جدا کردن بخشهای اضافی قطعه، ایجاد بافت مناسب و یا آمادهسازی سطح آن برای پوششدهی
✔️ قالب ریخته گری
«قالب» (Mold یا Mould)، ابزاری است که به منظور شکلدهی به فلز مذاب مورد استفاده قرار میگیرد. قالب ریختهگری تحت فشار با اصطلاح «دای» (Die) شناخته میشود.
✔️ حفره قالب
«حفره» (Cavity)، فضای خالی درون قالب و مقصد نهایی مواد مذاب است. مواد مذاب با پر کردن حفره قالب، ساختار کلی قطعه مورد نظر را تشکیل میدهند.
✔️ سیستم راهگاهی قالب
«سیستم راهگاهی» (Gating system)، مجموعهای از مجراهای درون قالب است که امکان هدایت مواد مذاب از بیرون قالب به درون حفره را فراهم میکند. حوضچه، اسپرو، چشمه، راهبار، تغذیه، راهبار، راهباره و دریچه، از بخشهای اصلی سیستم راهگاهی به شمار میروند.
✔️ قطعه ریخته گری شده
قطعه ریخته گری شده، جسمی است که پس از فرآیند انجماد از درون حفره قالب خارج میشود. به قطعه ریخته گری شده، اصطلاحا «کستینگ» (Casting) میگویند.
✔️ ماسه ریخته گری
ریخته گری ماسه ای به عنوان متداولترین روش اجرای ریختهگری شناخته میشود. ماده اصلی در ساخت قالبهای این فرآیند، ماسه است. فراوانی و هزینه پایین ماسه سیلیسی، این ماده را به گزینه اول ساخت قالبهای ماسهای تبدیل میکند. البته انبساط حرارتی بالای ماسه سیلیسی، احتمال رخ دادن عیوب ریخته گری را افزایش میدهد. ماسه تر یا ماسه سبز، سیلیکات سدیم یا شیشه مایع و ماسه رزینی از رایجترین مواد مورد استفاده برای ساخت قالبهای ریختهگری هستند.
✔️ ماسه رزینی
ماسه رزینی، مادهای است که معمولا از ترکیب ماسه سیلیسی ریزدانه با رزین فنولی ترموست تشکیل میشود. مخلوط کردن این مواد با یکدیگر، امکان ساخت قالبهای سخت با استحکام بالا را فراهم میکند.
✔️ ماسه رویه
«ماسه رویه» (Facing Sand)، ماسهای است که برای ساخت بخشهای قالب در مجاورت مدل استفاده میشود. ماسه رویه در ارتباط مستقیم با مواد مذاب قرار میگیرد. از اینرو، این ماسه از مقاومت بسیار بالایی در برابر تنشهای حرارتی اعمال شده از طرف مواد مذاب بهره میبرد.
✔️ درجه یا فلاسک
دُرجه یا «فلاسک» (Flask)، ابزاری است که به منظور نگهداری قالب ریخته گری مورد استفاده قرار میگیرد. این وسیله، فقط دارای دیوارههای جانبی است و هیچ بخش بالایی یا پایینی ندارد. مقطع فلاسک، معمولا به شکل مقاطع سادهای نظیر مربع، مستطیل و دایره است.
✔️ نیمه های فلاسک
اغلب روش های ریخته گری، از قالبهای دو تکه برای ساخت قطعات استفاده میکنند. از اینرو، فلاسک نیز به صورت دو تکه ساخته میشود. به بخش بالایی فلاسک، «کوپ» (Cope) و به بخش پایینی آن، «درگ» (Drag) میگویند.
✔️ چیک
در ریختهگریهای پیچیده، فلاسک، از چندین تکه (بیش از دو تکه) تشکیل میشود. به بخشهای میانی فلاسک در این حالت، «چیک» (Cheek) میگویند.