آیا تا به حال به این فکر کردهاید که قطعات فلزی که در اتومبیلها، لوازم خانگی و بسیاری وسایل دیگر به کار رفتهاند، چگونه درست شدهاند؟ جواب آن ساده است با ریخته گری! اگر نمیدانید ریخته گری چیست باید بگوییم این صنعت بسیار قدیمی بوده و فلزات مذاب را هزاران شکل متفاوت در میآورد. در این مطلب قصد داریم تا به طور کامل هر آنچه باید در مورد ریخته گری بدانید را برایتان توضیح دهیم.
در ویدئوی زیر میتوانید خدمات قالب دایکاست پارس صنعت را با فرز cnc مشاهده میکنید.
ریخته گری چیست؟
ریخته گری (casting) به ذوب کردن فلزات، ریختن آنها در قالبی با شکل دلخواه و سپس اجازه دادن برای سرد شدن و انجماد میگویند. این صنعت، ستون فقرات صنایعی مانند خودروسازی (تولید قطعات ریخته گری خودرو) و ماشینسازی محسوب میشود. با ریخته گری میتوان قطعاتی را با شکلهای پیچیده از کوچک یا بزرگ ساخت.
تاریخچه ریخته گری
از همان آغاز زندگی بشر، زمانی که انسان تنها چوب و سنگ را برای ساخت ابزار در اختیار داشت، خلاقیتش شکوفا شد. با کشف فلزاتی مثل طلا، نقره و مس، عناصری که بهطور طبیعی در دل زمین پیدا میشدند، دنیای تازهای شکل گرفت. انسان با شعله آتش هیزم و زغال، این فلزات را گرم و نرم میکرد و آنها را به شکل دلخواه درمیآورد. شروع صنعت ریختهگری به عصر مس و برنز برمیگردد، زمانی حدود چهار هزار سال پیش از میلاد که نخستین آثار فلزی ساختهشده را در میانرودان و چین پیدا کردهاند.
اوج شکوفایی ریختهگری در مصر و حدود 2800 سال قبل از میلاد دیده شد و در چین نیز سلسلههای شانگ و ژو این هنر را به سطحی بالاتر رساندند. این مسیر طولانی نشان میدهد ریختهگری تنها یک صنعت نیست؛ بلکه داستان تکامل ذهن خلاق انسان و تلاش او برای ساختن جهانی مدرن است.
کاربرد ریخته گری
ریختهگری یکی از روشهای تولید قطعات فلزی بوده و تقریبا در بیشتر صنایع حضور دارد. تقریبا نزدیک به 90 درصد محصولات صنعتی، به نوعی با ریخته گری ارتباط دارند و بیش از نیمی از قطعات ریختهگریشده به در ساخت ماشینآلات سنگین و تجهیزات حملونقل استفاده میشوند. اگر میخواهید بدانید عمده تولیدات در کارخانه ریخته گری چیست به جدول زیر توجه کنید:
| صنعت | کاربردها |
| حملونقل | قطعات خودرو، تجهیزات راه آهن، اجزای کشتی سازی |
| ماشینآلات سنگین | ماشین آلات راهسازی، کشاورزی و استخراج معدن |
| ماشینابزار | تجهیزات ماشینکاری، قالبسازی، آهنگری، اکستروژن و شکل دهی |
| ماشینآلات کارخانهای | تجهیزات کارخانهها |
| صنایع نظامی | خودروهای نظامی، مهمات، تسلیحات |
| صنایع الکتریکی | متور، ژنراتور، پمپ، کمپرسور |
| تأسیسات | لوله، اتصالات، شیرآلات (ولو)، فیتینگها، تجهیزات HVAC و بهداشتی |
| لوازم خانگی | وسایل آشپزخانه، تجهیزات باغبانی |
انواع روش های ریخته گری
ریختهگری با روشهای گوناگونی انجام میشود و انتخاب هر روش به نوع قطعه، جنس فلز و نیازهای تولید بستگی دارد. بهطور کلی، تکنیکهای ریختهگری در دو گروه اصلی قرار میگیرند:
- قالب یکبار مصرف
- قالب دائمی
هر دو گروه شامل روشهای دیگری است که در صنایع مختلف کاربرد دارند.
روشهای ریخته گری با قالب یکبار مصرف شامل موارد زیر میشود:
- ریختهگری ماسهای
- ریختهگری گچی
- ریختهگری پوستهای
- ریختهگری دقیق (Lost Wax)
- ریختهگری با الگوی تبخیری
ریخته گری با قالب دائمی نیز به زیر مجموعههای زیر تقسیم میشود:
- ریختهگری دایکاست (قالب تریم)
- ریختهگری ثقلی
- ریختهگری گریز از مرکز
- ریختهگری پیوسته
- ریختهگری نیمهجامد
اگر میخواهید بدانید مواد مناسب ریخته گری چیست، مطلب زیر را بخوانید.
مواد مناسب برای ریخته گری
چدن خاکستری از رایجترین موادی بوده که در ریخته گری به کار میرود و به دلیل دوام، قیمت مناسب و قابلیت ماشینکاری بالا، انتخاب محبوب بسیاری از صنایع است. علاوه بر آن، فلزاتی مثل چدن نشکن، آلومینیوم، فولاد، مس و روی نیز در قالبگیری و تولید قطعاتِ صنعتی استفاده میشوند؛ بهویژه در جاهایی که صحبت از ریخته گری آلومینیوم چیست و مزایای وزن کم و مقاومت خوب در برابر خوردگی مطرح میشود.
در کنار مواد فلزی، گاهی متریالهای غیر فلزی مانند بتن، شیشه، پلاستیک و رزین هم برای ساخت قطعات ریختهگریشده انتخاب میگردند. تصمیمگیری درباره اینکه کدام ماده مناسبتر است، به عواملی مانند تیراژ تولید، هزینه نهایی، دمای ذوب، سرعت سرد شدن، مقاومت در برابر سایش، وزن قطعه و توانایی جذب ارتعاش بستگی دارد.
کارخانه ریخته گری چیست؟
کارخانه ریختهگری که در صنعت «کارخانه ذوب» هم میگویند، واحدی صنعتی است که در آن قطعات فلزی از طریق ریختهگری ساخته میشوند. در چنین مجموعهای تمام مراحل تولید از آمادهسازی قالب تا ذوب فلز و ریختن آن در قالب بهصورت کامل انجام میگیرد.
در یک کارخانه ریخته گری، تجهیزاتی مانند دستگاههای قالبگیری، انواع میکسرها، کورههای ذوب، پاتیلهای حمل فلز مذاب، سیستمهای انتقال و جابهجایی، فیلترها و همچنین مواد اولیهای چون فلزات، آلیاژها، افزودنیها و مواد پیونددهنده شیمیایی به کار برده میشود تا قطعات با کیفیت و مطابق استاندارد ساخته شوند.
مراحل ریختهگری از طراحی تا ساخت
مراحل ریختهگری در چند مرحله مشخص انجام میشود. روند کلی به شکل زیر است:
- مدلسازی
طراحی مدل قطعه و قالب با نرمافزارهای تخصصی → ساخت مدل فیزیکی مطابق طرح - ساخت ماهیچه
تهیه ماهیچههایی که بخشهای توخالی یا جزئیات داخلی قطعه را ایجاد میکنند - قالبسازی
ساخت قالب ریختهگری بر اساس نقشهها و مدل، با موادی مثل ماسه، موم یا فلز - ذوب و ریختن مواد
گرم کردن فلز تا رسیدن به حالت مذاب → انتقال و ریختن آن داخل قالب با بوته و تجهیزات مناسب - انجماد
کاهش دما و جامد شدن فلز داخل قالب تا شکل نهایی قطعه تثبیت شود - باز کردن قالب
جدا کردن قالب و خارج کردن قطعه ریختهگریشده - پرداخت نهایی
اجرای عملیات نهایی مثل برش اضافات، سنگزنی، سندبلاست و آمادهسازی سطح برای کاربرد یا پوششدهی
قالب ریخته گری چیست؟
ریختهگری امکان تولید انبوه قطعات فلزی با ابعاد و وزن متنوع، از چند گرم تا چند تن، و با شکل ساده تا پیچیده را فراهم میکند. این فرآیند با استفاده از قالب انجام میشود؛ فلز ابتدا ذوب شده و سپس در قالب ریخته میشود. پس از انجماد و سرد شدن، قطعه از قالب جدا میگردد. انتخاب نوع قالب بسته به جنس و ویژگیهای قطعه متفاوت است.
انواع قالب های ریختهگری
در ادامه مشاهده میکنید که انواع قالب ریخته گری چیست.
1. قالب دائمی
این قالبها از جنس فلزاتی مانند آلومینیوم، چدن خاکستری و فولاد با پوشش گرافیت ساخته میشوند و امکان استفاده چندباره دارند. معمولاً برای تولید انبوه قطعاتی از جنس آلومینیوم، مس، روی، چدن و منیزیم به کار میروند. روش ریختهگری در قالب ریژه نیز از این نوع است.
2. قالب موقت
ساخته شده از ماسه یا سرامیک، این قالبها پس از خروج قطعه یکبار مصرف میشوند. رایجترین نمونه، قالب ماسهای است که با استفاده از ماسه، چسب و افزودنیها تهیه میشود. انواع روشهای موقت شامل ریختهگری خشک، پوستهای و دقیق هستند.
3. قالب پیوسته
در ریخته گری پیوسته، قالب شکلدهنده مذاب بوده و پس از عبور مواد از آن، قطعات با اشکال متنوع خارج میشوند. قالبها معمولا از مس یا گرافیت ساخته شده و مقاوم در برابر سایش هستند. دستگاههای لرزاننده برای همگنی بیشتر مواد استفاده میشوند.
4. قالب ریختهگری ریژه (ثقلی)
در این روش، قالبهای فلزی با نیروی ثقل پر میشوند و معمولاً از چند قطعه تشکیل میشوند که با پیچ و گیره به هم متصل میشوند. این روش برای تولید قطعات انبوه مناسب است.
5. قالب ریختهگری میلگرد
این قالبها شامل مغزی گرافیتی و پوشش خنککننده مسی سه جداره هستند. خنککاری اولیه با انتقال گرما از فلز مذاب به دیواره مسی انجام میشود و خنککاری ثانویه توسط مغزیهای راهنما ادامه مییابد.
6. قالب گچی
قالبهای گچی از گچ یا پودر تالک ساخته میشوند و با دوغاب آب مخلوط میشوند. این روش سطح باکیفیت و دقت بالایی دارد و همراه با قالبهای مومی و سرامیکی جزو روشهای ریختهگری دقیق به شمار میرود.
7. قالب ریختهگری نقره
قالبهای گرافیتی برای فلزات گرانبها مانند نقره و طلا مناسب هستند. این قالبها مقاومت حرارتی بالا، پایداری مکانیکی و شیمیایی عالی دارند و زمان ریختهگری را کاهش میدهند.
8. قالب ریختهگری سرب
به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و اسید، سرب در قالبهای سرامیکی استفاده میشود. این قالبها برای تولید قطعات پیچیده مناسباند، اما هزینه بالایی دارند.
9. قالب ریختهگری آلومینیوم
این قالبها باید کمی بزرگتر از قطعه نهایی باشند تا فلز فرصت سرد شدن و انجماد داشته باشد. جنس قالب میتواند فلزی یا از موادی مانند پلیاستایرن، گچ، سرامیک و ماسه باشد.
ریخته گری فورج چیست و چه تفاوتی با ریختهگری دارد؟
اگر میخواهید که بدانید تفاوت اساسی ریختهگری سنتی با ریخته گری فورج چیست، باید بگوییم این تفاوت مربوط به وضعیت فلز هنگام شکلدهی است. در ریختهگری، فلز کاملا ذوب شده و به حالت مذاب در قالب ریخته میشود تا شکل نهایی قطعه را بگیرد، در حالی که در ریخته گری فورج، قطعه همچنان جامد بوده و فقط با حرارت کمی نرم میشود تا تحت فشار و ضربه شکل گیرد. این تفاوت باعث میشود قطعات فورج شده از استحکام و مقاومت بالاتری برخوردار باشند، چرا که فشار اعمالشده باعث حذف حفرات و تخلخل داخلی فلز میشود.
ریخته گری رزین چیست؟
رزین ریختهگری به دلیل خواصی مانند مقاومت در برابر حرارت، مواد شیمیایی، روغن و گریس، به عنوان مادهای خوب برای ساخت قطعات پلاستیکی با دقت و کیفیت بالا به کار برده میشود و اهمیت بالایی در صنایع مختلف از جمله خودروسازی، الکترونیک، ساختمانی، هواپیمایی و جواهرسازی دارد. این ماده از طریق مراحل دقیق که شامل ترکیب رزین ترموست با عامل سختکننده و تشکیل پلیمر ساخته میشود.
ساخت قالب ریخته گری در پارس صنعت
در مجموعه پارس صنعت، مراحل سفارش قالب ریخته گری با طراحی اولیه انجام میشود و طراحی به تنهایی صورت نمیگیرد. مشتریان برای شروع کار باید یا قطعه ساخته شده و یا تصویری از آن را در اختیار طراحان قرار دهند. پس از بررسی شکل و ابعاد قطعه، ابزارهای مناسب انتخاب میشوند؛ بهعنوان مثال، در صورت نیاز به مته یا دستگاههای خاص برای اتصال به ماشین باید آماده شوند. همچنین متریالی مانند فرز CNC، تراش CNC، ماشین Spark، وایرکات یا پولیش گاهی در فرایند ساخت قالب به کار گرفته میشوند تا دقت و کیفیت قالب حفظ شود.
پس از پایان مراحل طراحی و ماشینکاری، قالب وارد مرحله تمیزکاری و پولیشکاری میشود و سپس برای تست نهایی آماده میگردد. قالب ریخته گری باید بدون سایش یا خردگی باشد و برای این منظور سختی بین 70 تا 80 راگول به آن داده میشود. در صورت بروز هرگونه مشکل، قالب مجددا اصلاح شده یا ابزارهای ویژهای برای رفع ایرادات به کار گرفته میشوند. هزینه ساخت قالب ریختهگری در پارس صنعت از 50 میلیون تومان آغاز میشود و زمان تحویل آن معمولا بین 1 تا 3 ماه متغیر است.
