ریخته گری و فرآیند آن
در این مقاله، ما قصد داریم تا مفهوم ریخته گری و مراحل آن را بررسی کنیم. به طور کلی، ریختهگری یک فرآیند صنعتی است که در آن یک مایع به داخل یک قالب که شکل مورد نظر را دارد، ریخته شده و سپس سفت و جامد میشود. قسمت سفت و جامد شده به عنوان قطعه ریختهگری شناخته میشود که از قالب خارج یا آن را شکسته تا فرآیند ریختهگری به پایان برسد.
روش های مختلف ریخته گری
مواد مورد استفاده در ریخته گری معمولاً فلزات هستند یا شامل موادی مانند اپوکسی (چسب پلاستیکی)، بتن، گچ پاریس (استفاده شده در دندانپزشکی و مجسمهسازی) و خاک رس میشوند که پس از ترکیب اجزا، سفت و سخت میشوند.
ریخته گری فلزات یک فرآیند باستانی است که هزاران سال است در صنایع و هنرهای زیبا استفاده میشود. اولین قطعه ریخته گری شناخته شده، یک قورباغه مسی است که حدود 3200 سال پیش در عراق کشف شد. در این فرآیند، فلز مذاب از یک بوته آهنگری به داخل یک قالب منتقل میشود تا قطعه ریختهگری فلزی ایجاد شود. سپس فلز و قالب سرد میشوند، قطعه فلزی برداشته شده و عملیات نهایی بر روی آن انجام میشود.
روشهای سنتی ریخته گری فلز شامل ریخته گری مومی، ریخته گری با قالب گچی، ریخته گری تحت فشار و ریخته گری در ماسه میباشد. این فرآیندهای ریخته گری فلز ممکن است در کارگاههای جواهرسازی یا ریخته گری انجام شوند.
ریخته گری یکی از روشهای رایج برای ایجاد اشکال پیچیده است که ساخت آنها با روشهای دیگر دشوار یا اقتصادی نیست. تجهیزات سنگین مانند تختههای ماشینابزار میتوانند به جای اتصال تعدادی قطعه کوچک، قطعات را به آسانی و با همان اندازهای که لازم است ریختهگری کنند.
مراحل ریخته گری شامل ایجاد الگو یا قالب، ریختن ماده مذاب به داخل قالب، سرد شدن و استخراج قطعه ریخته گری فلزی و انجام عملیات نهایی است. این فرآیند برای انواع مختلف ریخته گری فلز با در نظر گرفتن اشکال و اندازهها قابل انجام است.
بخش دوم از ریخته گری فلزات شامل دو دسته اصلی است: فرآیندهای با قالبهای قابل استفاده مجدد و فرآیندهای با قالبهای قابل مصرف. در هر دو نوع فرآیند، ریخته گر ماده فلزی را در یک بوته آهنگری ذوب کرده و آن را در یک قالب ریخته میکند. سپس ماده درون قالب یا قطعه ریخته گری سرد و سفت میشود و از قالب خارج میشود.
مراحل ابتدایی ریخته گری فلزات شامل ایجاد یک الگو یا قالب است، سپس ریختن ماده مذاب به داخل قالب و سرانجام، استخراج قطعه ریختهگری فلزی و انجام عملیات نهایی میباشد. این فرآیند برای انواع مختلف ریختهگری فلز با در نظر گرفتن اشکال و اندازهها قابل اجرا است.
فرآیند ریخته گری
به طور کلی، ریخته گری یکی از روشهای اصلی برای ایجاد اشکال پیچیده است که ساخت آنها با استفاده از روشهای دیگر دشوار و گاهی غیراقتصادی میشود. از این رو، این فرآیند در صنایع مختلفی از جمله ساخت مجسمهها، جواهرات، ابزار و وسایل، و ترابری استفاده میشود.
مرحله اول: ایجاد الگوی ریخته گری
قبل از ایجاد قالب، لازم است یک الگو ساخته شود تا شکل نهایی قالب مشخص گردد. الگو میتواند مدل سه بعدی از قطعه ریختهگری باشد که معمولاً با استفاده از سالیدورک طراحی میشود. این الگو ممکن است از موادی مانند موم، ماسه، پلاستیک یا چوب ساخته شود. برخی از ریختهگرها از قالبهای گچی یا سیلیکونی استفاده میکنند که این مواد نمیتوانند فلز مذاب را تحمل کنند، اما به ریختهگر اجازه میدهند تا مومی فشرده را بسازد که در ریخته گری قالب مجدداً استفاده شود. هنگامی که الگو را ایجاد میکنید، از محاسبات خود برای هر نوع انقباضی که در زمان سرد شدن فلز اتفاق میافتد، مطمئن شوید.
مرحله دوم: ساخت قالب
بعد از ایجاد الگو، مرحله ساخت قالب است. شما ممکن است تصمیم بگیرید یک قالب قابل استفاده مجدد که معمولاً از فلز ساخته میشود یا یک قالب یکبار مصرفی از ماسه، گچ یا صدف سرامیکی باشد. هر یک از این روشهای ساخت قالب برای ریختهگری فلزات مختلف و سطوح مختلف پیچیدگی الگو، مناسب است. اگر با الگوهای مومی و پلاستیکی کار میکنید، میتوانید الگو را درون یک کوره بسوزانید.
مرحله سوم: انتخاب آلیاژ فلزی
تمام ریخته گریهای فلزی از آلیاژهای آهنی و غیرآهنی تولید میشوند. آلیاژها ترکیبی از اجزایی هستند که بهترین ویژگیهای مکانیکی را برای استفادهی ریختهگری نهایی فراهم میکنند. آلیاژهای آهنی شامل فولاد، آهن چکشخور و آهن خاکستری هستند.
آلیاژهای غیرآهنی که رایجترین آلیاژها برای ریخته گری هستند شامل آلومینیوم، برنز و مس هستند. در کارگاه جواهرسازی، ممکن است با فلزات گرانبها مانند نقره، طلا، مس و پلاتین کار کنید
همچنین بخوانید: قالب سازی تزرییق پلاستیک راهگاه گرم
مرحله چهارم: ذوب آلیاژ
فرآیند ذوب برای هر آلیاژ متفاوت است، زیرا هر آلیاژی دمای ذوب متفاوتی دارد. اصولاً، ذوب عبارت است از قرار دادن آلیاژ جامد درون یک بوته آهنگری و داغ کردن آن روی شعلهی باز یا داخل کوره.
مرحله پنجم: ریختن درون قالب
فلز ذوب را درون حفرهی قالب بریزید. اگر ریختهگری کوچکی است، میتوانید آن را به سادگی از داخل بوته آهنگری که فلز را مستقیماً در قالب گرم میکند، بریزید. اما در ریختهگریهای بزرگتر، نیاز به یک تیم کاری است که فلز را درون یک کوره گرم میکنند و سپس فلز را قبل از ریختن درون قالب، به داخل یک ملاقه یا بوته آهنگری بزرگتر منتقل میکنند.
هنگام ریختن فلز ذوب، از راهنماییهای ایمنی استفاده کنید که تمامی اقدامات ایمنی پیشنهادی را رعایت کنید.
مطمئن شوید که لباسهای محافظ شامل لباسهایی از جنس الیاف طبیعی، شلوارهای بلند، روپوش با آستینهای بلند، دستکشهای عایق و عینکهای ایمنی را بهکار ببرید.
در فضای تهویه شده کار کنید تا از تمامی خطرات مربوط به دودهای خطرناک دوری کنید. همچنین، وجود یک کپسول آتشنشانی شیمیایی در دسترس خود را بررسی کنید و مسیر پیادهروی خود بین کوره و قالب را روشن نگه دارید. به علاوه، قبل از انجام مرحله بعدی، به قالب اجازه دهید سفت شود.
مرحله ششم: خارج کردن قطعه ریختهگری از قالب
هنگامی که فلز سرد و سفت شد، میتوانید آن را از قالب خارج کنید. در صورت استفاده از یک قالب یکبار مصرف، میتوانید قالب را از ریختهگری جدا کنید. اگر از مواد قالب سازی گچی استفاده میکنید، باید بعد از سفت شدن فلز، گچ را در آب غوطهور کنید. استفاده از آب به جداسازی قالب کمک میکند. برای قالبهای چندبار مصرف، میتوانید از گیرههای بیرونکشنده استفاده کنید تا قطعه ریختهگری را خارج کنید.
مرحله هفتم: پایان دادن به کار
قطعه فلزی ریختهگری شده را سوهان بزنید و آن را صیقل دهید. این مرحله ممکن است شامل پاکسازی فلز، مانند پاک کردن مواد اضافی قالب در آب، شکستن دریچههای ریختهگری با قیچی برای اشیاء کوچک و یا استفاده از آسیاب زاویهای برای قطعات بزرگتر باشد.