تاریخچه ریخته گری دقیق
اگرچه ریخته گری دقیق از زمان استفاده برای اولین بار توسط مصریان باستان بین سالهای 4000 و 3000 قبل از میلاد به اشکال مختلف مورد استفاده قرار گرفته است ، اما تنها پس از جنگ جهانی دوم به دلیل افزایش تقاضا برای قطعات در موتور هواپیما و بخش چارچوب هواپیما ، اهمیت و محبوبیت صنعتی آن افزایش یافت.
ریخته گری دقیق از روزی که بسته بندی خاک رس در اطراف الگوی موم زنبور عسل انجام می شد ، به استفاده از پوسته سرامیک و معرفی اجاق های مخصوص موم زدایی و غیره تغییر کرده است.
هزینه ساخت بالای قالب های اصلی به طور سنتی محدودیت در تولید زیاد را دارد ، اما معرفی تولید افزودنی یا چاپ سه بعدی الگوهای موم در سال های اخیر باعث کاهش هزینه ساخت قالب شده و استفاده از آن را برای دوره های کوتاه تر امکان پذیر می کند.
ریخته گری دقیق چیست؟
ریخته گری دقیق به سرامیک هایی گفته می شود که در اطراف الگوهای موم تشکیل شده اند و یک پوشش برای ریختن فلز مذاب ایجاد می کنند. پس از ایجاد الگوهای موم ، آنها بر روی سیستم گیت ذوب می شوند ، در دوغاب و ماسه فرو می روند و یک لایه لایه را تشکیل می دهند ، سپس با فلزات ذوب شده مانند فولاد ضد زنگ ، آلومینیوم و موارد دیگر جایگزین می شوند.
یا با تعریفی دیگر:
در ریخته گری دقیق ، یک الگوی مومی یا پلیمری مناسب با فرو بردن در دوغاب مواد نسوز پوشانده می شود. هنگامی که پوشش مواد نسوز سخت شد ، این فرایند غوطه وری چندین بار تکرار می شود تا ضخامت پوشش و مقاومت آن افزایش یابد. پس از سفت شدن پوشش نهایی ، موم ذوب شده و فلز مذاب در حفره ایجاد شده توسط الگوی موم ریخته می شود. هنگامی که فلز درون قالب جامد شد ، با شکستن قالب نسوز ، ریخته گری فلز از بین می رود.
ریخته گری دقیق چگونه انجام می شود؟
توسعه ریخته گری دقیق شامل ایجاد یک الگوی موم اصلی ، پوشش تصویر با گچ و ساخت لایه های پی در پی است تا زمانی که پوسته محکمی مدل را بپوشاند. پس از ذوب شدن موم ، فولاد مذاب ، فولاد ضد زنگ یا برنز در قالب ریخته می شود و یک کپی کامل از الگوی اصلی موم ایجاد می شود. در مقایسه با ماشینکاری از هم جدا ، ریخته گری دقیق می تواند از لحاظ اقتصادی ، کاهش کیفیت ، وضوح بالا ، جزئیات پیچیده و پایان سطح صاف را ارائه دهد.
ریخته گری دقیق معروف به ریخته گری واکس گمشده یک فرآیند ریخته گری دقیق است زیرا در مقایسه با فرآیندهای تولید مشابه مانند ریخته گری شن و ماسه قادر به ریخته گری با دقت بالا و با جزئیات دقیق است.
قطعات معمول شامل روتورهای توربین ، چرخ دنده ها ، محفظه های الکترونیکی ، شیرآلات ، جواهرات و وسایل دندانپزشکی است. قطعاتی با قطر 1.5 متر و وزن تا 1140 کیلوگرم در گذشته با موفقیت تولید شده اند ، اگر چه اندازه قطعات معمولی به طور متوسط کمتر از 100 میلی متر و وزن آنها کمتر از 500 گرم است.
فرایند ریخته گری دقیق
فرآیند ریخته گری دقیق عبارت است از:
- ساخت الگو ها
مونتاژ
ساختمان پوسته
موم شدن
ریختن و جامد سازی
اره / برش
سفارشی سازی
ساخت الگو
ریخته گری دقیق تهیه الگو است. الگوی فردی برای هر بازیگری ساخته شده است. مواد الگوی موم است. موم مذاب تحت فشار زیاد به قالب فلزی تزریق می شود. سپس به موم اجازه داده می شود تا برای تولید الگو ، جامد شود. سپس این الگو از قالب خارج می شود ، و به سیستم دروازه متصل می شود.
ساخت قالب
سپس مجموعه ای از الگوهای متصل به سیستم دروازه به دوغاب آغشته می شود که از مواد پوشش نسوز / سرامیک ساخته شده است. دوغاب اضافی مجاز به تخلیه از الگو است. یک پوشش از مواد به عنوان خشک شدن دوغاب تشکیل می شود. پوسته نازکی در اطراف الگو شکل می گیرد. پس از پخت پوسته ، این الگو دوباره در دوغاب فرو می رود. این روند تکرار می شود تا ضخامت پوسته به تدریج افزایش یابد. ضخامت پوسته مورد نیاز به اندازه و شکل ریخته گری و بستگی دارد خصوصیات مواد سرامیکی مورد استفاده .
حذف الگو از قالب (فرسودگی شغلی)
مرحله بعدی حذف الگو از ریخته گری است. این می تواند با گرم کردن قالب حاصل شود. الگوی موم در حال ذوب شدن است و کاملاً از طریق تخلیه می شود اسپرا با وارونه سازی قالب . بخار داغ حلال مانند تری کلرواتیلن برای از بین بردن باقی مانده مومی در حفره قالب استفاده می شود. مومی که به سمت پایین سرازیر می شود می تواند مجدداً استفاده شود و الگوی دیگری ایجاد کند.
آماده سازی قالب و ریخته گری (پیش گرم کردن ، ریختن)
سپس قالب دمای خاصی از قبل گرم می شود (بستگی به پیچیدگی ریخته گری و مواد ریخته گری و قالب ریزی دارد). این آخرین اثر موم را کاهش می دهد و اطمینان از پر شدن مناسب بخشهای نازک قالب را می دهد ، که دستیابی به آن در قالب سرد بسیار دشوار است. سپس فلز مذاب در حفره قالب ریخته می شود ، گاهی اوقات فشار جزئی ترجیح داده می شود. پس از انجماد ، ریخته گری با شکستن پوسته سرامیک یا حل شدن شیمیایی آن ، از آن خارج می شود.
ریخته گری دقیق موم گمشده چیست؟
با تزریق موم به قالب قالب دائمی برای ایجاد الگوهای موم ، ریخته گری دقیق راه حل بسیاری از قطعات پیچیده است که به مقدار زیاد مورد نیاز است. ما ریخته گری دقیق را در الگوهای واکس از دست رفته از چند گرم تا 40 پوند تولید می کنیم و می توانیم با استفاده از ابزار دستی یا حجم زیاد با استفاده از ابزار قالب گیری خودکار چند حفره ، مقادیر کم تولید کنیم.
منشا ریخته گری دقیق موم از دست رفته ، که به آن فرآیند واکس گمشده نیز گفته می شود ، به زمان 1100/1700 قبل از میلاد باز می گردد. آثاری از الگوهای مومی مجسمه سازی شده با دست با جزئیات ظریف ساخته شده اند. در طی دوره پس از جنگ جهانی دوم ، این فرایند تکامل یافته و تقریباً در هر صنعت و بازار گسترش یافته است ، همانطور که امروزه مشاهده می شود
مزایا و معایب ریخته گری دقیق
مزایای استفاده از دقیق
- دقت عالی در ترکیب با سطوح بسیار صاف به صورت ریخته گری بدست می آید. این قابلیت ها به ویژه هنگام ساخت محصولاتی از دمای ذوب بالا ، فلزات سخت ماشین آلات که نمی توانند با فرآیندهای قالب گچ یا فلز ریخته شوند ، بسیار جذاب هستند.
- قطعات با اشکال بسیار پیچیده و ویژگی های پیچیده را می توان به صورت یک قطعه با استفاده از ریخته گری دقیق ریخت
- پیش نویس بر روی دیوارها مورد نیاز نیست اما اگر از قالب اصلی برای ساختن الگوهای موم استفاده شود ، پیش نویس در صورت به روند ساخت الگو کمک می کند.
- با ویژگی کوتاه یا عمق کم ، می توان بخشهای نازک تا 0.40 میلی متر (0.015 اینچ) را بدون نقص در حالت سرد کردن ریخت
- ماشینکاری اضافی را می توان حذف یا کاهش داد و مقدار مجاز 0.4 تا 1 میلی متر (0.015 تا 0.040 اینچ) معمولا کافی است.
- ریخته گری واکس از دست رفته دارای دقت ابعادی عالی است و تلرانس های محکم تر 0.075 میلی متر (0.003 اینچ) به راحتی قابل دستیابی است.
- در مقایسه با فرآیندهای مشابه تولید ، ریخته گری دقیق می تواند بدون هیچ گونه پردازش پس از پایان ، به سطح عالی برسد. معمولاً در حدود 1.3 – 0.4 میکرون RMS Ra
- این از نظر مواد ریخته گری دقیق تقریباً آزادی نامحدودی را ارائه می دهد ، اما متداول ترین مواد مورد استفاده شامل آلیاژ آلومینیوم ، چدن و آلیاژهای غیر آهنی است. این فرآیند به خصوص برای آلیاژهای دمای بالا جذاب است.
- از آنجا که هیچ خط تقسیم وجود ندارد ، بازیگران هیچ گونه چشمک زدن ندارند. اما الگوهای مومی ممکن است دارای خطوط جداکننده از قالب اصلی باشند.
- موم مورد استفاده معمولاً برای استفاده مجدد قابل بازیابی است.
معایب ریخته گری دقیق
- در صورت نیاز به هسته ، سوراخ هایی کمتر از 1.6 میلی متر یا عمیق تر از 1.5 برابر قطر ، ریختن قطعات دشوار است
- در مقایسه با سایر روشهای ریخته گری فلز ، ریخته گری دقیق شامل مراحل پیچیده بسیاری است که روند کار را نسبتاً گران می کند. اما برخی از مراحل را می توان برای برخی از محصولات به صورت خودکار انجام داد. این می تواند گرانتر از قالب ریخته گری یا ریخته گری شن و ماسه باشد ، اما هزینه های هر واحد با حجم زیاد کاهش می یابد.
- هزینه بالای قالب برای ساخت الگوها به طور سنتی محدود کردن دقیق به مقادیر زیاد تولید است
- هزینه زیاد نیز به دلیل نیاز به تجهیزات ویژه ، مواد نسوز پرهزینه و هزینه بالای کار است.
ریخته گری دقیق آلومینیوم
آلومینیوم یک ماده ایده آل برای انواع فرآیندهای ریخته گری ، از جمله ریخته گری سرمایه گذاری ، ریخته گری ، ریخته گری ماسه و ریخته گری دائمی قالب است. این ماده به دلیل نسبت استحکام به وزن بالا مشهور است ، که آن را به یک ماده ایده آل برای کاربردهای بی شماری از ریخته گری تبدیل می کند.
می توان از عملیات حرارتی برای مقاومت بیشتر ، شکل پذیری ، مقاومت در برابر خوردگی و ماشین کاری استفاده کرد. هنگام استفاده از فرآیند ریخته گری سرمایه گذاری برای قطعات آلومینیومی ، ما از ذوب مقاومت و روشهای گسترده گاز زدایی برای ریختن آلومینیوم در سطوح NDT تا کلاس 1 ، درجه A (درجه B برای تولید) استفاده می کنیم. ما تحمل های سخت و تکرارپذیری کامل را از قسمت اول تا قسمت آخر حفظ می کنیم ، برای قطعاتی که فقط 100 اونس وزن دارند و در هر مقداری که نیاز دارید.
کاربرد ریخته گری دقیق چیست؟
نوع فلز دارای هزینه ساخت بالا ، چرخه طولانی و شرایط سخت فرآیند است. برای تولید ریخته گری دسته ای کوچک یک تکه مناسب نیست. عمدتا برای تولید انبوه ریخته گری آلیاژهای غیر آهنی ، مانند پیستون های آلومینیومی برای هواپیما ، اتومبیل ، موتورهای احتراق داخلی ، موتور سیکلت و غیره ، بلوک سیلندر ، سر سیلندر ، پوشش پمپ روغن و بوش آلیاژ مس ، بوش و غیره مناسب است. برای ریخته گری آلیاژ سیاه نیز به ریخته گری متوسط و کوچک با اشکال ساده محدود می شود.
رایج ترین مشخصات مکانیکی خواص آلیاژ های آلومینیوم در جدول زیر ذکر شده است
نوع آلیاژ
C355
A356
356
A357
319
201
کشش (psi)
35-42،000
38-45،000
32-40،000
33-50،000
23-31،000
60
عملکرد (psi)
28-32،000
28-36000
22-30،000
28-39،000
13-20000
50
کشیدگی
1-8
3-8
3-7
1-8
1.5
5
