روش های ریخته‌گری : یکی از فعالیت‌های صنعتی که قدمتی ۷۰۰۰ ساله دارد، ریخته‌گری است. در طی این فرآیند، مواد مذاب در داخل قالب‌ها قرار گرفته و بعد از اینکه منجمد شدن، به شکل آن قالب مورد نظر در می‌آیند. از زمان ابداع صنعت ریخته‌گری تا به اکنون، روش‌های مختلفی برای این صنعت معرفی شده است که ما در این مطلب می‌خواهیم این روش‌ها را با یکدیگر بررسی کنیم.
بررسی انواع روش های ریخته‌گری
به طور کلی ریخته‌گری به دو زیردسته ریخته‌گری شمش‌ریزی و ریخته‌گری شکل‌ریزی تقسیم می‌شود. در این قسمت روش‌های متعلق به هر کدام از این دسته‌ها را بررسی خواهیم کرد:
روش‌های ریخته‌گری براساس فرآیند شمش‌ریزی
- ریخته‌گری تک‌باری
در این روش مواد مذاب در داخل یک قالب شمش ریخته می‌شوند. در صورتی که توناژ تولید بالا نباشد و مواد مذاب از نوع غیر آهنی باشند، می‌توان از ریخته‌گری تک‌باری استفاده کرد.
- ریخته‌گری مداوم
همانگونه که از نام این روش مشخص است، مواد با یک سرعت و آهنگ مشخص در داخل قالب ریخته می‌شوند و به دنبال آن قسمت‌های جامد قبلی از انتهای قالب با یک سرعت مشخص خارج خواهند شد. قالب‌ها عمدتاً از جنس مس هستند. بنابراین همانگونه که متوجه شدید چون در این روش شمش‌های منجمد شده به صورت مداوم بریده و از قالب خارج می‌شوند، به همین دلیل به این روش، ریخته‌گری مداوم می‌گویند.
روش‌های ریخته‌گری براساس فرآیند شکل‌ریزی
در فرآیند شکل‌ریزی، ریخته‌گری براساس سه نوع قالب دائمی، مدل دائمی و قالب یا مدل مصرف شونده انجام می‌گردد. هر کدام از این دسته‌ها شامل روش‌هایی هستند که در ادامه آن‌ها را بررسی خواهیم کرد.
- روش‌های مبتنی بر قالب دائمی
اگر شما می‌خواهید سرعت بالا، تولید انبوه و با کیفیت و دقت بالا داشته باشید، باید به سراغ ریخته‌گری با قالب‌های دائمی بروید. برای این منظور چند روش وجود دارد:
– ریخته‌گری ثقلی
در این روش هیچ فشاری برای ریختن مواد به داخل قالب فلزی استفاده اعمال نمی‌شود بلکه مواد مذاب توسط نیروی جاذبه وارد قالب خواهند شد.
– ریخته‌گری با فشار کم
اگر قالب از نوع فلزی باشد، می‌تواد تحت فشار گاز خنثی یا مکش، مواد مذاب را در داخل قالب ریخت. در نتیجه فقط نیروی جاذبه برای انتقال مواد مذاب مورد استفاده قرار نمی‌گیرد. در این روش کیفیت قطعات تولیدی نسبت به روش قبلی بالاتر است ولی نیاز به هزینه بیشتری دارد.
ریخته‌گری با فشار کم
– ریخته‌گری تحت فشار
در مواردی که می‌خواهید در کنار سرعت بالای تولید، دقت نیز بسیار بالا برود و هیچ حفره انقباضی در داخل قطعات تولیدی ایجاد نگردد، باید ریخته‌گری تحت فشار را انتخاب کنید. در این روش شما می‌توانید قطعاتی با مقاطع بسیار نازک را نیز تولید کنید.
– ریخته‌گری کوبشی
این روش برآیند ۲ روش ریخته‌گری و آهنگری است. بعد از اینکه مواد مذاب در داخل قالب ریخته شدند، با استفاده از پانچ، تحت فشار مداوم قرار گرفته و منجمد می‌گردند. در نتیجه گاز از داخل مواد مذاب خارج می‌شود و هیچ تخلخلی در داخل قطعه ایجاد نمی‌گردد. از طرف دیگر خواص مکانیکی قطعه بالا می‌رود؛ راندمان تولید از طریق حذف راهگاه و تغذیه بیشتر می‌شود و همچنین دقت تولید افزایش خواهد یافت. حتی اگر می‌خواهید ریخته‌گری را با فلزاتی انجام دهید که سیالیت بالایی ندارند، به راحتی می‌توانید ریخته‌گری کوبشی را انتخاب کنید.
– ریخته‌گری گریز از مرکز
در این روش باید مواد مذاب تحت نیروی گریز از مرکز در حین چرخش، به داخل قالب فلزی ریخته می‌شوند. در این روش انتقال مواد به صورت افقی و یا عمودی انجام می‌گردد. سرعت، حجم تولید و کیفیت تولید در این روش بسیار بالا است.
– ریخته‌گری نیمه جامد
مجموعه دو فرآیند ریخته‌گری و شکل دادن، باعث ابداع روشی به نام ریخته‌گری نیمه جامد شده است. در این روش ابتدا مواد مذاب آلیاژ با دامنه انجماد نسبتاً وسیع در محدوده دو فازی جامد و مایع و تحت تلاطم، سرد می‌شوند. همین موضوع باعث می‌شود مخلوطی یکنواخت از مواد مذاب و جامد به دست بیاید. در نهایت این مخلوط را می‌توان با یکی از روش‌های شکل دادن، به شکل مورد نظر تبدیل نمود.
– ریخته‌گری به روش پوسته‌ریزی
برای تولید قطعات توخالی بدون استفاده از ماهیچه، می‌توان از ریخته‌گری پوست‌ریزی استفاده کرد. مواد مذاب داخل قالب فلزی می‌ریزند و بعد از مدتی کوتاهی که یک لایه از مواد مذاب به حالت جامد درآمد، تخلیه از قالب انجام خواهد شد.
- روش‌های مبتنی بر مدل‌های دائمی
– ریخته‌گری ماسه‌ای
ریخته‌گری ماسه‌ای قدمت بسیار زیادی در بین روش‌های ریخته‌گری دارد. برای اجرای این روش ابتدا مدل با استفاده از چوب یا پلاستیک آماده شده و سپس با استفاده از این مدل، قالب‌های ماسه‌ای ایجاد می‌گردد. مواد مذاب را در داخل قالب ماسه‌ای می‌ریزند تا فرآیند ریخته‌گری به اتمام برسد. این روش واقعاً ارزان است و برای تولید قطعات بزرگ می‌توان از آن استفاده نمود.
– ریخته‌گری پوسته‌ای
برای این روش باید از مدل‌هایی با جنس فلزی برای ایجاد قالب‌های ماسه‌ای استفاده کرد. سرعت تولید و کیفیت سطحی که ایجاد می‌شود نسبت به روش قبلی بالاتر و امکان تولید قطعات پیچیده نیز وجود دارد. البته اگر شما می‌خواهید قطعات کوچک را تولید کنید بهتر است به سراغ این روش نروید.
ریخته‌گری
– ریخته‌گری با قالب گچی
همانگونه که از نام این روش مشخص است، قالب با استفاده از یک گچ تولید می‌گردد. پودر تالک و سیلیکافلور با آب مخلوط شده و دوغاب در داخل مدل ریخته می‌گردد. پس از خشک شدن، شکل قالب نهایی خواهد شد و می‌توان برای ریخته‌گری از این قالب استفاده نمود. برای تولید قطعات غیر آهنی که نیاز است ابعاد با ظرأفت بیشتری اندازه‌گیری شوند، می‌توان از این روش استفاده کرد.
- روش‌های مبتنی بر قالب یا مدل مصرف شونده
– روش توپر
برتری این روش این است که مدل و قالب در روش توپر کاملاً یکسان هستند. برای اجرای این روش باید ماسه دور تا دور مدل را پوشش دهد تا آماده بارریزی باشد. وقتی مواد مذاب وارد مدل می‌گردند، پلی استایرن کاملاً ذوب می‌شود و در نتیجه مواد مذاب جایگزین پلی استایرن خواهد شد. بعد از اینکه انجماد انجام گرفت، سیستم راهگاهی از قطعه جدا شده و اکنون می‌توانیم قطعه را خارج کنیم. بنابراین همانگونه که متوجه شدید در این روش سطح جداییش به طور کامل حذف شده است. پس برای تولید قطعات پیچیده و غیرمتقارن، بسیار عالی می‌باشد.
– روش دقیق
برای اجرای این روش، باید مدل با استفاده از موم یا پلاستیک تولید شده و سپس یک لایه سرامیکی بر روی آن قرار گیرد. بعد از خشک شدن لایه پوششی، می‌توان بارریزی را انجام داد. وقتی مواد مذاب وارد مدل می‌شوند، موم ذوب می‌گردد. پس این روش نیز دقت بالایی دارد و برای تولید قطعات پیچیده کوچک بسیار مناسب است.
– ریخته‌گری به روش سر بالا
اگر ریخته‌گری تحت نیروی جاذبه زمین انجام شود، احتمال اکسیداسیون سطحی مذاب وجود دارد. در نتیجه نقص‌هایی در قالب به وجود می‌آید. اما روش سربالا، چون در خلاف جهت نیروی جاذبه است، بنابراین این عیب را برطرف می‌کند.