ریخته گری دقیق چیست؟ بررسی مزایا و معایب

فرایند ریخته گری دقیق که با نام‌های ریخته گری ظریف یا با مدل‌های مومی هم شناخته می‌شود، از جمله روش‌های ساخت برای هر نوع آلیاژی به شمار می‌رود. این روش، از بهترین روش‌ها برای تولید قطعات فلزی پیچیده است که دیواره‌های نازک دارند؛ ضمن اینکه دقت ابعادی بالا و کیفیت سطحی عالی در قطعات ایجاد می‌کند.
این روش، چالش ساخت قطعات با دقت ابعادی بالا را رفع می‌کند و به همین دلیل، از روش‌های معتبر پرطرفدار شناخته می‌شود. با توجه به اهمیت آموزش ریخته گری دقیق در صنعت، به عنوان نوعی ریخته‌گری که برای قطعات با هندسه پیچیده و با پرداخت سطحی عالی مناسب است، این مقاله از متالکست را به این موضوع اختصاص داده‌ایم. همراه ما باشید.
البته قابل ذکر است، در کنار نوع روش، دریافت خدمات باکیفیت از یک کارگاه ریخته گری معتبر نیز به شما در داشتن قطعات سالم و با حداقل عیب کمک می‌کند. خدمات ریخته گری متالکست، با در نظر داشتن چنین مسائلی و با انتخاب بهترین روش برای دستیابی به بهترین خواص، ارائه می‌گردد. برای ثبت سفارش ریخته گری و یا اطلاع از شرایط و هزینه ریخته گری در کارگاه ریخته گری ما روی لینک کلیک کنید.

ریخته گری دقیق چیست؟

ریخته گری دقیق، به عنوان یکی از روش‌های ساخت قطعات با دقت ابعادی بالا، با انتقال مذاب به قالب‌هایی از جنس نسوز انجام می‌شود. با توجه به نوع فرایند، از این روش به نام‌های ریخته گری ظریف یا ریخته گری با مدل‌های مومی نیز یاد می‌شود.
این نوع ریخته گری، تاریخی غنی و طولانی دارد و استفاده از آن به سال ۱۱۰۰ میلادی و دستنوشته‌های فردی به نام Theophilius Presbyte برمی‌گردد. هرچند که در دهه ۱۵۰۰ میلادی، به عوان روشی معمول و پراستفاده در ساخت مجسمه‌های برنزی شناخته شد. به مرور استفاده از آن افزایش یافت تا اینکه در زمان جنگ جهانی دوم، برای ساخت قطعات با پرداخت سطحی خوب مورد توجه بسیار قرار گرفت.

امروزه از خدمات ریخته گری دقیق معمولا زمانی استفاده می‌شود که حجم تولید پایین باشد (به عنوان مثال، کمتر از ۱۰ هزار قطعه)، در حالی که ریخته‌گری تحت فشار یا دایکست برای حجم تولید بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد.
قطعات ریختگی دقیق را می‌توان از طیف وسیعی از آلیاژهای فلزی از جمله آلیاژهای آلومینیوم و مس، کربن و فولادهای کم‌آلیاژ، فولادهای ضد زنگ، فولادهای ابزار و آلیاژهای نیکل و کبالت ساخت. این در حالی است که قطعات ریختگی دایکست به فلزات با دمای ذوب نسبتا پایین و بیشتر عمدتا روی و آلومینیوم محدود می‌شود. از سویی، در مقایسه با ریخته گری ماسه ای، امکان تولید قطعات با دقت ابعادی بالاتر را فراهم می‌آورد.
ریخته گری ماسه ای نیز یکی از پرکاربردترین روش‌ها در صنعت است که البته با توجه به ویژگی‌هایی آن، باید آن را انتخاب نمایید. در خصوص این روش می‌توانید با کلیک روی لینک مقاله “ریخته گری ماسه ای“، در وبلاگ متالکست بیشتر مطالعه کنید.

ریخته گری دقیق چه مزایایی دارد؟

ریخته گری دقیق به واسطه مزایایی که دارد، در صنعت مورد توجه قرار گرفته است و برای ساخت قطعات مختلف از آن استفاده می‌شود. از جمله این مزایا می‌توان به موارد زیر اشاره داشت:

• با استفاده از ریخته گری دقیق می‌توان قطعات با اشکال پیچیده را به صورت گسترده، تولید کرد.
• با استفاده از این روش، می‌توان انواع فلزات و آلیاژها را ریخته‌گری کرد.
• امکان تولید قطعات از چند آلیاژ نیز به روش ریخته گری دقیق فراهم آمده است.
• خواص متالورژیکی قطعات تولید شده به این روش نسبت به سایر روش‌ها، بهبود یافته است.
• با کمک ریخته گری دقیق و با استفاده از مواد قالب و دقت بالای این تکنیک، می‌توان به صورت تکرارپذیر قطعات را با دقت ابعادی مشابه و صافی سطح یکنواخت تولید کرد.
• تولید قطعات به این روش، نیاز به عملیات ماشین‌کاری را به حداقل می‌رساند. این مزیت، امکان تولید قطعاتی با استفاده از آلیاژهایی که امکان ماشین‌کاری ندارند را فراهم می‌آورد.
• با حذف خط جدایش قطعات در این روش، می‌توان قطعاتی را تولید کرد که عیوب حاصله از خط جدایش را ندارند.

ریخته گری دقیق چه محدودیتی دارد؟

در کنار این مزایا، برخی از معایب نیز وجود دارند که استفاده از ریخته گری دقیق را با محدودیت روبرو می‌کنند. از مهمترین این محدودیت‌ها می‌توان موارد زیر را نام برد:

• به طور معمول قطعاتی که زیر ۵ کیلوگرم وزن دارند را می‌توان به این روش تولید کرد و در ابعاد و وزن قطعات، محدودیت وجود دارد.
• تجهیزات ریخته گری دقیق و ابزارهای تولید، گران‌قیمت هستند.
• قطعاتی که هسته دارند را به سختی می‌توان تولید کرد.
• قالب و پوسته‌ها به زمانی زیاد برای آماده‌سازی نیاز دارند.

ریخته گری دقیق چه مراحلی دارد؟

فرایند ریخته گری دقیق با استفاده از دو نوع مدل، موم اصلی (روش مستقیم) یا کپی از الگوی اصلی که در آن الزامی در استفاده از موم نیست (روش غیرمستقیم) قابل انجام است.

در ادامه مطلب به شرح کامل مراحل ریخته گری دقیق می‌پردازیم.

مرحله اول از مراحل ریخته گری دقیق: ایجاد الگوی اصلی

بر اساس نیاز محصول نهایی، یک الگوی اصلی از موم، خاک رس، چوب، فولاد یا پلاستیک توسط یک قالب‌ساز تخصصی ایجاد می‌شود. این الگوها با در نظر گرفتن انقباض موم و مواد ریخته گری ساخته می‌شوند و به داشتن انقباض مضاعف به آن «الگوی اصلی» می‌گویند.

مرحله دوم: ساخت قالب اصلی

قالبی که به عنوان قالب اصلی برای ایجاد الگوهای مومی شناخته می‌شود، با ریخته‌گری یا ماشین‌کاری متناسب با الگوی اصلی ساخته می‌گردد. پیشرفت تکنولوژی در ماشین‌کاری ابزار و CNC امکان ماشین‌کاری یک قالب اصلی را از موادی مانند فولاد و آلومینیوم بدون نیاز به الگوی اصلی فراهم کرده است.
اگر الگوی اصلی از فولاد ساخته شده باشد، می‌توان قالب اصلی را مستقیما از الگوی اصلی فولادی و با استفاده از فلز با نقطه ذوب پایین‌تر از فولاد ریخته گری کرد. این روزها قالب‌های لاستیکی سیلیکونی نیز به دلیل سادگی استفاده برای ریخته‎گری مستقیم قالب از الگوی اصلی مورد استفاده قرار می‌گیرند. قالب‌های لاستیکی سیلیکونی قابلیت تحمل دمای ریخته گری تا حدود ۳۱۰ درجه سانتی‌گراد را دارند.

مرحله سوم: ساخت الگوی مومی برای ریخته گری دقیق

در مرحله بعدی، الگوها با تزریق یا ریختن موم مذاب به قالب اصلی و سپس سفت شدن آن ساخته می‌شوند. البته، گاهی اوقات الگوها را با استفاده از پلیمرهای مناسب و جیوه منجمد تولید می‌کنند.
پیشرفت‌های اخیر در نمونه‌سازی سریع، تولید الگوها را مستقیما از یک فایل CAD، چه به‌عنوان الگوی اصلی و چه به‌عنوان الگوهای مومی، امکان‌پذیر کرده است و باعث کاهش هزینه‌ها می‌شود. فناوری‌های چاپ سه بعدی مانند استریولیتوگرافی، تف‌جوشی لیزری انتخابی(SLS) ، مدل‌سازی رسوب ذوب شده (FDM) و پلی‌جت نیز برای ایجاد الگوها استفاده می‌شوند.

مرحله چهارم: مونتاژ الگوی ریخته گری دقیق

در مرحله بعدی، الگوهای موم روی یک اسپرو موم معمولی مونتاژ می‌شوند. اسپرو (sprue) کانالی است که از طریق آن آلیاژ مذاب می‌تواند پس از حذف موم به قالب در یک حلقه دقیق برسد. با استفاده از ابزارهای گرم و موم ذوب‌شده، تعدادی از الگوهای مومی را می‌توان به سیستم مرکزی اسپرو و رانر متصل کرد تا یک خوشه الگو یا یک درخت ایجاد شود.

مرحله پنجم: پوشش‌دهی به روش غوطه‌وری

در ادامه، الگو در دوغابی از مواد نسوز ریز آسیاب‌شده غوطه‌ور و سپس تخلیه می‌شود تا یک پوشش سطحی یکنواخت به نام «پرایم کت» ایجاد شود. در طول این مرحله، ذراتی بسیار ریز برای ایجاد یک لایه نازک اما بسیار صاف از مواد دقیق و برای اطمینان از سطح صاف محصول نهایی با جزئیات پیچیده، رسوب داده می‌شوند. معمولا از سیلیس بسیار ریز و سایر چسب‌ها از جمله آب، اتیل سیلیکات و اسیدها به عنوان مواد نسوز استفاده می‌شود. پس از این مرحله، ذرات سرامیکی درشت، به صورت دستی و با فرو بردن الگو در یک بستر مذاب اعمال می‌شوند.
در نهایت الگو رها می‌شود تا کاملا خشک شود. این مرحله می‌تواند بین ۱۶ تا ۴۸ ساعت طول بکشد. خشک کردن را می‌توان با اعمال خلا یا به حداقل رساندن رطوبت محیط تسریع کرد. مراحل تا جایی ادامه پیدا می‌کنند تا پوشش به ضخامت دلخواه برسد.

مرحله ششم: موم‌زدایی و پخت

هنگامی که قالب مواد نسوز به طور کامل خشک و پخته شد، آن را وارونه کرده و در یک آون یا اتوکلاو موم‌زدایی مخصوص قرار می‌دهند تا موم ذوب شود و باقی‌مانده آن نیز تبخیر شود. حذف موم الگو از قالب مرحله مهمی در فرآیند ریخته گری دقیق است و در صورت انجام نادرست، بازده کار کاهش می‌یابد.
موم‌زدایی نیز یکی از دلایل اصلی ترک خوردن پوسته است. گفتنی است ترک پوسته رایج‌ترین عیب ریخته گری دقیق است. به طور کلی دو روش برای موم‌زدایی وجود دارد: آتش زدن فلاش یا اتوکلاو (بخار). اتوکلاوهای بخار به دلیل گرمایش یکنواخت و کاهش تنش روی مواد، معمولا ترجیح داده می‌شوند.

مرحله هفتم: پیش‌گرم کردن قالب و انجام ریخته گری

در مرحله بعدی، قالب پیش‌گرم می‌شود. پیش‌گرم کردن به فلز اجازه می‌دهد مدت بیشتری در حالت مذاب بماند تا بتواند تمام جزئیات قالب را بهتر پر کند و دقت ابعاد را افزایش دهد. اگر قالب به حال خود رها شود تا خنک شود، هر ترکی که پیدا شد را می‌توان با دوغاب سرامیکی یا سیمان مخصوص ترمیم کرد. گرمایش قالب همچنین کنترل ابعادی بهتری ارائه می‌دهد؛ زیرا قالب و فلز می‌توانند در طول خنک شدن با هم جمع شوند.

فلز مذاب تا دمای ۳۰۰۰ درجه سانتیگراد را در قالب توخالی ریخته و به آن اجازه داده خنک شدن داده می‌شود. ریختن گرانشی ساده‌ترین روش است، اما ممکن است روش‌های دیگری نیز برای اطمینان از پر شدن کامل قالب استفاده شوند. هنگامی که بخش‌های پیچیده و نازک درگیر هستند، فشار هوای مثبت، ریخته گری شیب، ریخته گری خلا یا فرآیند ریخته گری گریز از مرکز نیز می‌توانند به کمک پر کردن قالب بیایند.

مرحله هشتم و آخر: جداسازی و پس‌پردازش

پس از انجماد فلز، برای شکستن قالب و برداشتن فلز ریختگی از تکنیک‌هایی مانند خرد کردن مکانیکی، چکش‌کاری، ارتعاش، جت آب با فشار بالا یا انفجار استفاده می‌شود. سپس قطعات ریختگی به جداگانه برداشته و فلز اضافی حذف می‌شود. اسپرو قطع می‌شود و معمولا قابل استفاده مجدد است. سپس این قطعه مطابق با نیاز محصول نهایی، تحت عملیات بیشتری همچون ماشین‌کاری، عملیات حرارتی، عملیات سطح، رنگ‌آمیزی و غیره قرار می‌گیرد.

تمامی مراحل ریخته گری دقیق، با استناد به منابع معتبر در این قسمت از مقاله آورده شده است. هر چند مقالات مختلف ممکن است که مراحلی گوناگون برای این فرایند در نظر گرفته باشند، اما کلیت این روش ریخته گری، در تمامی این منابع یکسان است. به منظور مطالعه بیشتر می‌توانید با کلیک روی لینک به مقاله‌ای در این خصوص در وبسایت aerometals مراجعه نمایید.

انواع روش ریخته گری دقیق چیست؟

۳ مورد از مهمترین‌ انواع روش ریخته گری دقیق عبارتند از:

• روش ریخته گری دقیق پوسته‌ای: در این روش، مدل خوشه‌ای در معرض جریان پاشش ذرات ماسه نسوز قرار می‌گیرد و یک لایه نازک در سطح آن ایجاد می‌شود. این روش برای تولید قطعات آلیاژی برای آلیاژهای مختلف از جمله فولادهای آلیاژی، استیل، فولاد ساده کربنی و آلیاژهای مقاوم به حرارت کاربرد بسیاری دارد.
• ریخته گری دقیق به روش واتر گلس: در این روش از چسب سدیم سیلیکات که به واتر گلس نیز معروف است، برای ادغام پوسته سرامیکی و مدل استفاده می‌شود و از روش‌های مرسوم برای تولید قطعات فولادی است.
• ریخته گری فشاری در خلا: این روش از روش های ریخته گری دقیق، با استفاده از فشار گاز و خلا برای بهبود بارریزی و کاهش عیب تخلخل در قطعه انجام می‌شود. در تولید قطعات سوپر آلیاژی پایه نیکل، روش ریخته گری فشاری در خلا بیشترین کاربرد را دارد.

اگر شما علاقه‌مندید درباره سایر روش های ریخته گری و جزئیاتی که هر کدام از موارد بالا دارند، اطلاعات بیشتری به دست آورید؛ می‌توانید مقاله انواع روش های ریخته گری را در وبلاگ متالکست بیشتر بخوانید.

کاربرد ریخته گری دقیق در چیست؟

ریخته گری دقیق، کاربردهای بسیار گسترده‌ای دارد و فرایندی معتبر و مورد اطمینان در تولید قطعات مشابه به طرح اصلی به شمار می‌رود. به دلیل دقت بسیار بالا و امکان تولید قطعات پیچیده به این روش، در انواع صنایع از جمله صنایع نظامی گرفته تا پزشکی، کاربرد بسیاری دارد.

ریخته گری دقیق، روشی پیشنهادی برای ساخت قطعات پیچیده

اگرچه محدودیت‌هایی در استفاده از روش ریخته گری دقیق وجود دارد، اما مزایای آن، چالش‌های مهمی از صنعت را رفع کرده است و با آموزش ریخته گری دقیق، می‌توان قطعاتی با هندسه پیچیده را در عین داشتن دقت ابعادی بالا، تولید کرد.

مجموعه کارگاهی متالکست بستری برای بهبود ارائه خدمات مدلسازی، ریخته گری چدن، ریخته گری فولاد و ریخته گری استیل فراهم کرده است. ما در متالکست با بهره‌گیری از نیروهای متخصص و فناوری‌های روز، برترین خدمات ریخته گری دقیق در تهران و البرز را ارائه می‌دهیم. شما می توانید با کارشناسان مهندسی ما با شماره ۰۲۱۹۱۰۳۵۵۹۰ تماس بگیرید و یا مستقیماٌ از طریق لینک زیر سفارش خود را ثبت کنید و در کمترین زمان ممکن پیش فاکتور خود را دریافت کنید.

سوالات متداول