ریخته گری با قالب پوسته ای

ریخته گری پوسته ای چیست؟

قالب گیری پوسته ای که اغلب با نام ریخته گری پوسته ای شناخته می شود یک فرآیند ریخته گری با قالب مصرفی است که برای ایجاد حفره قالب از یک ماسه پوشش داده شده با رزین استفاده می گردد.

در مقایسه با ریخته گری ماسه ای، این فرآیند دقت ابعادی، سرعت تولید بالاتر داشته و کمتر نیاز به کار یدی دارد. راین روش برای قطعات کوچک تا متوسط که نیاز به دقت ابعادی بالا دارند استفاده می شود.

چه تفاوتی با روش ریخته گری ماسه ای دارد؟

این فرآیند مشابه ریخته گری با قالب ماسه ای است با این تفاوت که در آن مذاب فلز درون یک قالب مصرفی ریخته می شود. با این حال در قالب گیری با قالب پوسته ای ، قالب یک پوسته نازک دیواره ساخته شده از مخلوط ماسه و رزین اطراف یک مدل است

” مدل ” در ریخته گری پوسته ای

مدل یک نمونه فلزی در شکل موردنظر بوده که برای تشکیل قالب های پوسته ای، مجدداً مورد استفاده قرار می گیرد. ریخته گری با قالب پوسته ای نیازمند استفاده از مدل فلزی، اوون، مخلوط رزین و ماسه ، جعبه دامپ و فلز مذاب است.

کاربرد قالبگیری پوسته ای

این روش را می توان هم برای آلیاژهای آهنی و هم غیرآهنی به کار برد البته معمول ترین کاربردهای آن برای آلیاژهای چدن خاکستری، فولاد ساده کربنی، فولاد آلیاژی، فولاد زنگ نزن، آلیاژهای آلومینیوم و آلیاژهای مس است. قطعات معمول در این روش، نیز قطعات سایز کوچک تا متوسط نیازمند به دقت ابعادی بالا هستند مانند جعبه دنده ، سر سیلندرها، میله های متصل کننده و بازوهای اهرمی.

مراحل ساخت

ریخته گری پوسته ای شامل این مراحل می شود:

1. ساخت مدل: یک مدل فلزی دو تکه در شکل قطعه موردنظر ساخته می شود. در اکثر موارد جنس این مدل ها چدن یا فولاد هستند، اما سایر مواد نیز برای ساخت این مدل ها بکار می روند بعنوان مثال آلومینیوم برای تولید با تناژ کم یا گرافیک برای ریخته گری مواد فعال.
2. ساخت قالب: ابتدا هر نیمه مدل تا دمای ۱۷۷ تا ۳۷۰ درجه سانتیگراد حرارت داده می شود و سپس با هدف جداسازی آسان ا، توسط یک روان کننده پوشش داده می شود. سپس هرگونه ماهیچه ای که مورد نیاز باشد، داخل قالب قرار داده می شود. قالب پوسته ای سپس درون یک فلاسک که توسط ماده پشت بند پشتیبانی می شود قرار می گیرد.
3. بارریزی: قالب با دقت به هم جفت می شوند و مذاب توسط یک ملاقه به درون سیستم راهگاهی آن ریخته می شود تا حفره قالب را پر کند.
4. خنک شدن: بعد از اینکه قالب پر شد، به مذاب اجازه داده می شود تا خنک شده و به شکل مورد نظر در آید.
5. جدا سازی قطعه تولیدی: پس از اینکه مذاب سرد شد، قالب می تواند شکسته شده و قطعه مورد نظر خارج شود. فرایند های تمیزکاری نیز برای تکمیل کار و حذف هر گونه زائده انجام می شود.

فرآیند قالب گیری پوسته ای

اگر تهیه مدل را جزو فرآیند در نظر نگیریم، اولین مرحله در فرآیند ریخته گری پوسته ای تولید قالب است. ماسه که برای فرایند ریخته گری پوسته ای استفاده می شود اندازه دانه کوچکتری نسبت به قالب ماسه ای معمولی دارد. ماسه های دانه ریز با رزین ترموست ترکیب می‌گردد. مدل فلزی خاص با یک عامل جدا کننده ( معمولا سیلیسیم) پوشش داده می شود، که در نهایت حذف پوسته را تسهیل می کند. مدل فلزی تا دمای ۳۵۰-۷۰۰ فارنهایت ( ۱۷۵-۳۷۰ درجه سانتیگراد) حرارت داده می شود.

مخلوط ماسه بر روی مدل ریخته گری داغ ریخته یا دمیده می شود. به سبب واکنش رزین ترموست با مدل فلزی داغ، یک پوسته نازک بر روی سطح مدل تشکیل می‌شود. ضخامت مناسب پوسته به استحکام موردنیاز قالب بر اساس کاربرد قطعه ریختگی بستگی دارد. قالب صنعتی معمولی برای فرآیند ریخته گری پوسته ای می تواند ۳ اینچ باشد. ضخامت قالب می تواند توسط مدت زمان اختلاط ماسه که در تماس با مدل ریخته گری است کنترل گردد.

ماسه ها حذف شده و مدل و پوسته قالب باقی می مانند:

پوسته و مدل برای مدت کوتاهی در آون قرار داده می شود تا پوسته بر روی مدل ریخته گری مستحکم گردد.

هنگامی که فاز پخت فرآیند تولید کامل می شود، پوسته سفت شده توسط پین های جدا کننده، از مدل ریخته گری جدا می شوند. نکته قابل توجه این است که این روش تولید برای ساخت قالب در فرآیند ریخته گری با قالب پوسته ای می تواند همچنین به منظور تولید ماهیچه های قالب دانه ریز با دقت بالا برای سایر فرایندهای ریخته گری نیز استفاده شود.

دو مورد از این پوسته های سخت شده، هر کدام نیمی از قالب برای ریخته گری را تشکیل می دهند، که توسط چسب زدن یا بستن، چفت می شوند.

تولید قالب پوسته ای اکنون کامل شده و برای بارریزی آماده است. در بسیاری از فرآیندهای ریخته گری پوسته ای، قالب پوسته ای توسط  ماسه یا گلوله های فلزی در حین فرآیند ریخته گری حمایت می شوند.

مزایا و محدودیت ها

مزایا

• قالبگیری پوسته ای می تواند به خوبی برای تولید گسترده، اتوماتیک شود.
• قالب تولید بالا، هزینه های کارگری پایین، صافی سطح بالا و صحت فرآیند می تواند هزینه های خود را با کاهش نیاز به ماشینکاری جبران کند.
• مشکلات ناشی از گازها کمتر وجود دارد:  به دلیل عدم حضور رطوبت در پوسته و مقدار گازی که هنوز حضور دارد می تواند به راحتی از پوسته خارج شود، زمانیکه مذاب داخل قالب ریخته می شود، برخی از چسب های رزینی روی سطح می سوزند که خروج قطعه را آسان تر نیز می کند.
• شکل های پیچیده با جزئیات ریز توسط این روش می توانند با صافی سطح بالا، سرعت بالای تولید، هزینه کارگر پایین (درصورت اتوماتیک بودن) تولید شوند.
• انتخاب های زیاد برای استفاده از مواد مختلف

محدودیت ها

• سیستم راهگاهی باید جزئی از مدل باشد، از آنجاییکه قالب نهایی از مدل شکل می گیرد، می تواند گران تمام شود.
• رزین مورد استفاده در مخلوط ماسه گران است، هرچند که مقدار زیادی رزین نیاز نیس، فقط به مقداری که پوسته بتواند شکل بگیرد.
• هزینه تجهیزات گران
• استحکام مواد ضعیف

در انتها توجه شما را به فیلمی که در خصوص روش قالب گیری پوسته ای تهیه شده، جلب می کنیم.