دانلود پروژه کارآموزی تولیدات صنایع پلاستیکی ( قالب سازی )

مقدمه

انگیزه ای فراگیر صنعتگران کشور را به تلاش روز افزون جهت بهبود بهره وری و ارتقا کیفی و ایجاد تنوع و نوع آوری در محصولات دعوت می کند.

با تکیه بر پتانسیل تحقیق و توسعه و با به کارگیری تکنولوژی هایی که با استانداردهای روز همگام و همراه می باشد و قابل رقابت با محصولات مشابه خارجی است، در کنر دیگر صنعتگران گامی بلند در جهت بهبود کیفیت خدمات و کسب رضایت خاطر مشتریان برداشته است. که این همه، میسر نیست مگر با حمایت، اعتماد و پشتیبانی متخصصین، تولید کنندگان و صنعت گران کشور.

قالب سازی سریع

لبهای نرم معمولا از سیلیکون، رزینهای اپوکسی، آلیاژهای نقطه ذوب پایین و شنهای ریخته گری ساخته می شوند، و امکان ریخته گری فقط یک نمونه و یا تولید تعداد کمی را فراهم میکنند. در روشهای قالبسازی سخت، که قالب معمولا از فولاد ساخته می شود، امکان تولید تعداد بیشتری قطعه فراهم میشود.قالب سازی مستقیم به معنی ساخت مستقیم به معنی ساخت مستقیم قالب ، بوسیله فرایند RP است. بعنوان مثال در مورد قالب تزریق پلاستیک، حفه های نری و مادگی، راهگاها و سیستم پران، مستقیما با استفاده از فرایند RPساخته می شود. در قالب سازی غیر مستقیم، فقط الگوی اصلی با استفاده از فرایند RP ساخته می شود، و سپس می توان یک قالب سیلیکونی، رزینی اپوکسی، فلز نقطه ذوب پایین، یا سرامیکی را از الگوی اصلی بدست آورد.

مهمترین مزایای ابزار سازی سریع عبارتند از:

زمان لازم برای ساخت ابزار و یا قالب از چند ماه به چند روز یا هفته کاهش می یابد.

هزینه تولید به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.

به علت کاهش زمان تولید و هزینه ها، بسیاری از طراحان و مهندسین تمایل دارند قطعات را قبل از تولید انبوه در مرحله طراحی آزمایش کنند و در نتیجه بسیاری از عیوب طراحی از بین می رود.

به دلیل استفاده مستقیم از اطلاعات نرم افزارهای طراحی ، بسیاری از خطاهای فردی کاهش می یابند.

قالب سازی RTV Silicon Rubber

یکی از رایج ترین کاربردهای نمونه سازی سریع در قالبسازی، ساخت قالب به روش RTV Silicon Rubber می باشد. سیلیکون ماده ای گران و پر مصرف است که می توان با قالب گیری آن در اطراف الگوی (مدل) مرجع یک قطعه، به قالب آن دست یافت، این الگوی مرجع توسط یکی از روشهای نمونه سازی سریع ساخته می شود. ریخته گری در خلاء با قالب Silicon Rubberانعطاف پذیرترین روش RT، برای ساخت قطعات پلاستیکی، سرامیکی و فلزی است.

مراحل فرایند ساخت قالب سیلیکونی:

 ساخت الگوی اصلی (مرجع) توسط یکی از روشهای RP

 پرداخت و تمیزکاری الگو

 اتصال سیستم راهگاهی به الگو

 قراردادن الگو و سیستم راهگاهی به صورت معلق در جعبه و ریختن سیلیکون مایع در اطراف الگو پخت سیلیکون به منظور جامد سازی ایجاد یک خط جدایش توسط یک چاقوی جراحی وتقسیم قالب به دو نیمه خارج ساختن الگوی مرجع از داخل قالب آماده کردن قالب برای تزریق بوسیله قالبهای Silicon Rubber معمولا می توان حدود 20 قطعه تولید با خواص مکانیکی مشابه ترموپلاستیک های مهندسی نظیر ABS ، PE ، PP و یا لاستیک تولید نمود.

مهمترین ویژگیهای روش قالب سازی سیلیکونی عبارتند از: ساخت ارزان و سریع قالب، ساخت قالب با آرایش نهایی عالی و قالب استفاده از مواد مختلف. بعلاوه این فرایند هم برای قطعات کوچک و هم برای قطعات بزرگ مناسب است. علاوه بر قالگیری رزین، ماتریسهای (حفره های) سیلیکونی برای قالبگیری تزریقی (فشار پایین) مدل های ریخته گری دقیق نیز مناسب می باشند.

فرآیند Ketool3D

در فرآیند Ketool3D از تفت جوشی ذرات پودر فولاد برای ساخت قالب، استفاده می شود. این فرایند، معمولا با طراحی CAD اینسرتهای سنبه و ماتریس قالب تزریق مورد نظر آغاز می شود. مدل CAD اینسرتها، توسط فرایند استریولیتوگرافی یا دیگر فرایندهای RP، به الگوهای سنبه و ماتریس با صافی سطح مناسب، تبدیل می گردد. با ریختن مایع سیلیکونی در اطراف الگوها، قالب سیلیکونی سنبه و ماتریس بدست می آید. سپس درون قالبهای سیلیکونی پودر فلز و چسب ریخته شده و پخت می شود. اینسرتهای سنبه و ماتریس بدست آمده در این مرحله به حالت سبز هستندکه به این منظور آنها را درون کوره قرار می دهند تا چسب بین آنها از بین رود، فضاهای خالی بین ذرات فلزی  با نفوذ مس موجود درکوره پر می شود.

حاصل کار، اینسرتهایی با تقریبا 70% فولاد و 30% مس است، این اینسرتها بعد از ماشینکاری و ایجاد سوراخ پینهای بیرون انداز، درون پایه های قالب محکم می شوند.

زمان هدایت ساخت در این فرایند بین 4 تا 6 هفته بوده، و در مقایسه با روشهای سنتی ساخت قالبهای تزریق، هزینه ها حدود 25 تا 45 در صد کمتر می باشد. قالبهای بدست آمده توسط این روش دارای کیفیت و صافی سطح بسیار خوبی هستند.

تفت جوشی مستقیم فلزی DMLS

در روش DMLS   بر روی پودرهای فلزی به طور مستقیم توسط دستگاه تفت جوشی با توان لیزر بسیار بالا کار می شود. معمولا دستگاه برای ساخت اینسرتهای قالب استفاده می شود، اما ساخت قطعات فلزی نیز توسط آن امکان پذیر است. مواد مورد استفاده در فرایند DMLS عبارتند از:

1.   مواد پایه برنزی که در ساخت قالب های تزریق استفاده می شود و این قالبها را می توان در ساخت حداکثر 1000 قطعه از جنسهای مختلف استفاده نمود.

2.   مواد پایه فولادی که در ساخت قالبهای تزریق، جهت تولید 100000قطعه پلاستیکی، بکار می روند.

 ساخت یک قالب تزریق به این روش، حدود 2 هفته به طول می انجامد، در صورتیکه ساخت همین قالب بروش ماشینکاری تقریبا به 10 هفته زمان نیاز دارد. بعلاوه هزینه ساخت قالب به این روش به مراتب کمترمی باشد. قالبها یا قطعات تفت جوشی شده با پودر برنز، پس از تفت جوشی، بمنظور افزایش چگالی، توسط یک رزین عالی نفوذ دهی می شوند. در مورد پودرهای فولادی، فرایند قادر است قطعاتی با چگالی 95% ایجاد نماید، که در این حالت دیگر به نفوذ دهی نیاز نمی باشد. قطعات ساخته شده بروش DMLS ، دارای دقت و صافی سطح خوبی می باشند. البته صافی سطح در پودرهای پایه فولادی نیاز به بهبود دارد، علاوه بر اینکه ساخت قطعات فولادی به آهستگی انجام می گیرد.

جوشکاری در قالب سازی

جوشکاری اولتراسونیک شامل استفاده از انرژی صوتی با فرکانس بالا برای نرم کردن و ذوب کردن ترموپلاستیک ها در منطقه جوش است . قسمت هایی که باید به یکدیگر جوش داده شوند زیر فشار روی هم نگه داشته شده و تحت ارتعاشات اولتراسونیک با فرکانس 20 تا 40 کیلو هرتز قرار می گیرند. موفقیت جوش به طراحی مناسب اجزا و مناسب بودن موادی که جوش داده می شوند بستگی دارد.

از آنجا که جوشکاری اولتراسونیک بسیار سریع است ( کمتر از 1 ثانیه ) و قابلیت اتوماسیون دارد به طور وسیع از آن در صنعت استفاده می شود . برای تضمین سلامت جوش طراحی مناسب اجزا بخصوص فیکسچرها لازم است . با طراحی مناسب از این روش می توان در تولید انبوه استفاده کرد.

راهنمای جوشکاری فولادهای زنگ نزن بر اساس استاندارد EN-1011

جوشکاری فولادهای آستنیتی منگنز دار در حین عملیات حرارتی بویژه در درجات حرارت بالا ، لایه نازکی از سطح دکربوره و احتمالا" مقداری از منگنز هم می سوزد که در حین سریع سرد شدن بصورت مارتنزیتی همراه با " ترک " های ریز در می آید که از نظر خواص مکانیکی ضعیف بوده ولی خاصیت مغناطیسی دارد . این موضوع بویژه در قطعات نازک و آنهایی که تحت نیروهای خستگی زا قرار می گیرند ممکن است قابل توجه باشد و در بعضی موارد ضرورت ایجاب می کند تا این لایه تراشکاری شود . این پدیده در حین برشکاری یا جوشکاری نیز ممکن است اتفاق بیفتد . تبدیل و تغییر فاز ممکن است در درجه حرارت ثابت در اثنای حرارت دادن مجدد در درجه حرارت بالای Alupper ایجاد شده و ساختاری شامل ورقه هایکاربید و پرلیت بوجود آورد . (کاربید در درجه حرارت °C 593 - 538 (F 1100 - 1000 ) و پرلیت °C 760- 538 (F 1400 -1000) ظاهر می شوند ) . تغییر فاز از مرزدانه ها شروع شده و ترکیب شیمیایی تاثیر قابل ملاحظه ای بر روی ساختار بوجود آمده دارد . بهر حال نتیجه این تغییرات کاهش استحکام و انعطاف پذیری است.

با توضیحات بالا می توان گفت که تبدیل و تغییرات از درجه حرارت محیط تا °C 482 (F 900 ) اتفاق نمی افتد بنابراین باید توجه کرد که قطعات جوش داده شده را نباید بهیچوجه تحت عملیات حرارتی پس گرم یا تنش زدایی قرار داد . بطور کلی این فولاد نباید بالا °C 316 (F 600 ) تحت حرارت مجدد قرار گیرد ، مگر در شرایط خاص و زمان بسیار کوتاه . از طرف دیگر این فولادها شدیدا" تحت کار سرد سخت می شوند . اگر قطعه ای که تحت کار سرد قرار گرفته است مواجه با حرارت دادن مجدد شود ترد شدن آن خیلی سریع تر اتفاق می افتد چون نطفه های بیشتری برای تغییر فاز وجود دارد . این لایه نازک است و در ضمن حرارت دادن زیر قوس الکتریکی ذوب می شود ، اما در شرایطی که کیفیت ویژه برای اتصال تقاضا شود باید حتی المقدور این قشر کار سختی شده را با دقت سنگ زده یا تراشید .

ضریب انبساط حرارتی فولادهای آستنیتی منگنز دار شبیه فولادهای آستنیتی کرم – نیکل دار بوده و تقریبا" یک ونیم برابر فولادهای فریتی است که خود مشکلاتی را از نظر تنش های حرارتی و انقباضی در حین گرم و سرد شدن بوجود می آورد . خواص مکانیکی این گروه فولادها بین °C 204 تا 45- (F 400 تا 50- ) عالی است و بطور کلی برای موارد سایش بیشتر بکار می رود .

فقط روش های جوشکاری با قوس الکتریکی برای فولادهای منگنزی توصیه می شود ، زیرا با توجه به توضیحات در مقدمه ، حرارت دادن مجدد این فولادها که قبلا" سمج یا چقرمه شده باعث از دست دادن شدید استحکام کششی و انعطاف پذیری آنها می شود ، بنابراین هر فرآیند جوشکاری که تناوب طولانی حرارت داشته باشد مناسب نیست ( جوشکاری با گاز یا شعله ) جوشکاری مقاومتی نیز بر روی فولادهای منگنز دار متداول می باشد .

از پیش گرم کردن قطعه فولاد آستنیتی منگنز دار قبل از جوشکاری اکیدا" باید پرهیز کرد . علاوه بر فلز اصلی قطعه کار فلز جوش رسوب داده شده نیز تحت حرارت دادن مجدد نباید قرار گیرد هر چند این تاثیر ناشی از حرارت مجدد با بهسازی هایی که در تولید فلز پر کننده یا الکترود پیش بینی شده تا حدودی محدود است و فقط باعث ضخیم شدن مرزدانه ها می شود . بهسازی در الکترود یا مفتول جوشکاری شامل کاهش هر چه بیشتر کربن و افزودن بعضی عناصر کند کننده تبدیل فاز می باشد .

جوشکاری فولاد آستنیتی منگنزی به فولادهای دیگر ( کربنی و کم آلیاژی ) فقط با استفاده از فلز پرکننده فولاد منگنزی امکان پذیر است و در صورتی که با تفکیک صحیح جوشکاری کار شود بهترین نتیجه وقتی حاصل می شود که میزان فسفر در مفتول یا الکترود کمتر از 025/0% و منگنز بیش از 14 درصد و " میزان امتزاج " در لبه فولاد غیر منگنزی کمتر از 25 درصد باشد . در غیر اینصورت ممکن است ترک برداشتن در جوش یا مجاور آن اتفاق افتد . هرگز نباید از مفتول یا الکترود فولاد کربنی یا کم آلیاژی در این موارد استفاده شود . بعضی جوشکار ها مفتول فولاد زنگ نزن 308 را ترجیح می دهند . البته باید عمق نفوذ و میزان امتزاج پایین نگهداشته شود .

انواع گوناگونی از الکترود جوشکاری با ترکیبات متفاوت برای جوشکاری این گروه فولادها تولید و عرضه می شود که بعضی از آنها صرفا" برای عملیات سطحی رسوب دادن لایه سخت در مواضع تحت سایش زیاد مناسب است . جدول زیر خواص مکانیکی و ترکیب شیمیایی چند نمونه فلز جوش رسوب داده شده با چند نوع مفتول بر روی فولاد آستنیتی منگنز دار نشان می دهد . خاصیت ضربه پذیری نمونه دیگری ازفلز جوش در جدول بعدی آورده شده است . 

انواع گوناگوني از الكترود جوشكاري با تركيبات متفاوت براي جوشكاري اين گروه فولادها توليد و عرضه مي شود كه بعضي از آنها صرفا" براي عمليات سطحي رسوب دادن لايه سخت در مواضع تحت سايش زياد مناسب است . جدول زير خواص مكانيكي و تركيب شيميايي چند نمونه فلز جوش رسوب داده شده با چند نوع مفتول بر روي فولاد آستنيتي منگنز دار نشان مي دهد . خاصيت ضربه پذيري نمونه ديگري ازفلز جوش در جدول بعدي آورده شده است .

خواص مكانيكي و تركيب شيميايي چند نمونه لز جوش از الكترودهاي فولاد منگنزدار

خواص ضربه اي فلز جوش Ni - Mn *

آناليز تقريبي فلز جوش عبارتنداز:

C 0.75% , Mn 14.5% , P 0.021% , Si 0.65% , Ni 3.5% , Cr 0.4%

عليرغم بهبود در كيفيت الكترود جوشكاري براي اين گروه فولادها ، توجه و مهارت در فرآيند جوشكاري و رسوب دادن فلز جوش و بعضي تاثيرات در منطقه مجاور جوش حائز اهميت است .

الكترود با منگنز بالا صرفا" بمنظور پركردن مواضع سائيده شده بكار مي رود و در مقابل الكترود منگنز موليبدن داراي سمجي و چقرمگي كمتري است . معمولا" سازنده ها با توجه به سوختن و از دست رفتن بعضي عناصر آلياژي در حين جوشكاري ، مقدار اضافي در تركيب الكترود يا مفتول پيش بيني مي كنند اما طبيعي است كه اگر جوشكاري با طول قوس زياد از حد يا بهم زدن غير معمول ( Pudding ) حوضچه جوش و يا عدم رعايت نكات ديگر انجام شود مقدار اضافي سوختن موثر موجب تقليل خواص و كيفيت فلز جوش رسوب داده شده مي شود .

الكترودهاي دستي فولاد منگنزي بصورت هاي گوناگون سيم آلياژي پوشش دار ، سيم با عناصر آلياژي در پوشش آن و لوله اي با عناصر آلياژي در مغز آن توليد و عرضه مي شود

با توجه به مقدمه و توضيحات بالا مي توان خلاصه روش جوشكاري و نكات مهم مربوطه براي حفظ كيفيت خوب در فلز جوش (استحكام و سمجي بالا ) را با الكترود دستي بصورت زير خلاصه كرد :

1) جوشهايي كه يك يا هر دو جزء مورد اتصال ار فولاد آستنيتي هستند بايد از الكترودهاي منگنزي يا زنگ نزن ( كرم – نيكل دار ) استفاده كرد .

2) از فرآيند جوشكاري با شعله يا اكسي استيلن استفاده نشود ، احتمال ايجاد تردي در فلز قطعه كار و جوش وجود دارد .

3) الكترود را بايد در جاي خشك نگهداري كرده و يا قبل از استفاده آنرا پخت يا خشك كرد .

4) رعايت نكات و دستورات سازنده الكترود در مورد قطب و نوع جريان الكتريكي مصرفي الزاميست.

5) تميز كردن كامل رنگ ، چربي و آلودگي هاي ديگر از سطح و لبه مورد جوش

6) تا آنجا كه ممكن است قشر سطحي سخت شده در اثر كار سرد در مسير جوشكاري برطرف شود چون لايه مذكور داراي ساختار مارتنزيتي بوده و حساسيت زيادي در برابر تركيدگي دارد .

7) هر نوع عيب سطحي نظير ذرات ماسه سوخته شده يا محبوس شده ، خلل و فرجهاي انقباضي shrinkage porosity و تركيدگي ها بايد قبل از جوشكاري برداشته شوند

8) در تعميرات مربوط به " تركيدگي " ، فلز اطراف " ترك " تا عمق آن برداشته شده و ابتدا و انتهاي مسير پيشرفت ترك را نيز با سوراخ كردن با جوش عرضي بست . البته اين موضوع خيلي ساده هم نيست چون انتهاي عمق تركيدگي در قطعه براحتي نمي توان تشخيص داد .

9) كوبيدن peening بدون توقف بر روي فلز جوش در حالت گداختگي كمكي در كاهش تنش هاي داخلي انقباض در اثناي سرد شدن و تقليل پيچيدگي مي كند .

10) هرگز فولاد آستنيتي منگنز دار را با الكترود فولاد كربن يا كم آلياژي نبايد جوش داد

11) حرارت داده شده بازاي هر اينچ بايد در حد مي نيمم ( با توجه به ايجاد جوش سالم ) نگهداشته شود حرارت داده شده در واحد طول را مي توان با فرمول ساده زير محاسبه كرد :

H = E.I.60 / S

S = سرعت پيشرفت جوشكاري (سانتيمتر در دقيقه)

I = شدت جريان (آمپر)

E = اختلاف پتانسيل قوس (ولت )

H = حرارت داده شده در هر سانتيمتر (ژول بر سانتيمتر )

درجه حرارت قسمت مجاور جوش پس از يكدقيقه رسوب فلز جوش C 316 (F 600) تجاوز نكند كاربرد سيستم اندازه گيري درجه حرارت كار در حين جوشكاري مفيد است

بايد اين امكان وجود داشته باشد تا با دست فاصله 15 سانتيمتري (6 اينچي ) مسير جوشكاري را در تمام لحظات لمس كرد . بخاطر داشته باشيم كه نفوذ حرارتي فولاد منگنزي 4/1 فولادهاي كربني است . در جوشكاري قطعات نازك و سبك دقت بيشتر در اين امر لازم است . عواملي كه به كاهش حرارت داده شده در واحد طول كمك مي كند عبارتند از :

الف - نگهداشتن طول قوسي كوتاه ( طول قوس زياد ولتلژ را افزايش داده و حرارت را در سطح وسيع تر توزيع مي كند ) .

ب - بهم زدن هر چه كمتر حوضچه جوش (بهم زدن جوش و يا حركت زيگزاگي موجب بازيابي كمتر منگنز و كاهش سرعت پيشرفت جوشكاري مي شود .

ج - پيش گرم كردن فولاد منگنزي مفيد نيست ( انواع كم آلياژي ممكن است در شرايط خاص كمي پيش گرم كرد . )

د - استفاده از جوشهايي با طول كوتاه در قسمتهاي مختلف بطور تناوب براي بهتر پخش شدن حرارت و عدم بالا رفتن درجه حرارت در يك نقطه.

ه - تامين زمان كافي براي سرد شدن هر قسمت از جوش رسوب داده شده . گاهي مي توان از آب نيز براي سرد كردن استفاده كرد در صورتيكه دقت شود رطوبت به نقطه مورد جوش در پاس بعدي نرسد .

و - استفاده از مفتول يا ميله هايي از فولاد منگنزي در موارديكه نياز به مقدار رسوب بالا است . اين مفتول ها قبلا" در موضع جوش قرار داده مي شوند و ذوب شدن و ادغام آنها در حوضچه جوش موجب سريع تر سرد شدن فلز جوش مي شود .

استفاده از فرآيندهاي نيمه خودكار و خودكار جوشكاري براي اين گروه فولادها نيز متداول است ، در اين فرآيند به الكترودهاي مداوم نياز است كه بصورت سيم هاي آلياژي توپر يا لوله ها با محتواي مواد فلاكسي يا سرباره ساز و احيانا" عناصر توليد و عرضه مي شوند . سيم هاي توپر در فرآيند هاي خودكار و نيمه خودكار معمولا" باريك است بعضي از الكترودهاي لوله اي با قوس باز به كمك محافظت گاز CO 2 و يا مخلوط CO 2 و آرگون بكار برده شده و برخي ديگر در فرآيند قوس زير پودري و به كمك پوشش سرباره استفاده مي شوند . يكي از بيشترين كاربرد جوشكاري بر روي فولادهاي منگنزي پركردن مواضع سائيده شده به كمك رسوب فلز جوش است . معمولا" فلز جوش داراي همان تركيب شيميايي فلز قطعه كار است ، هر چند در بعضي موارد لايه رسوب داده شده از مقاومت سايشي بيشتري برخوردار است . همانطور كه در اتصالات فولادهاي سنگنزي گفته شد اينگونه كارهاي سطحي و تعميراتي نيز با روش قوس الكتريكي و تمركز حرارت هر چه بيشتر انجام گيرد تا پديده " حرارت مجدد " و رسوب كاربيد و بالاخره كاهش خواص مكانيكي اتفاق نيفتد .

در اينموارد بايد فرض كرد كه سطح سائيده شده در اثر كار سختي سخت شده و اگر در منطقه حرارتي ناشي از جوشكاري قرار گيرد احتمال ترك برداشتن آن بسيار زياد است . براي اجتناب از اين مشكل در زير مجاور جوش بايد قبل از جوشكاري اين لايه سخت شده را بكمك سنگ زدن يا برشكاري با قوس برداشت . همانطور كه قبلا" گفته شد بايد سعي شود از فلز پركننده اي استفاده شود كه تطابق تركيب شيميايي با فلز قطعه كار داشته باشد و جوش ها كوتاه و منقطع باشد ( پايين نگهداشتن حرارت داده شده در واحد طول ) . تصور اينكه فقط پايين نگهداشتن آمپر كافي است اشتباه است . چه بسا با آمپر بالا و سرعت جوشكاري سريع مي توان از پخش حرارت به اطراف و بالا رفتن درجه حرارت اين مناطق جلوگيري كرد . نكات گفته شده ديگر در مورد كوبيدن جوش يا استفاده از ميله هاي فولاد منگنزي و يا عدم پيش گرم كردن در جوشكاري تعميراتي نيز صادق است و از تكرار آنها خودداري مي شود .

پيچيدگي قطعه پس از جوشكاري هم اغلب يكي از مشكلات مي باشد . استفاده از گيره ها و نگهدارنده ها و يا بستن پشت به پشت دو فك خرد كننده و يا كوبيدن فلز رسوب داده شده گداخته و تدابير ديگر مي تواند موجب كاهش پيچيدگي و تغيير شكل شود .

بطور كلي رفع عيوب ريختگي قطعات فولاد منگنزي را بايد پس از عمليات كوينچ كردن آنها انجام داد . زيرا در حالت ريخته شده as – cast بسيار ترد و شكننده بوده ممكن است در حين جوشكاري شكسته شوند . ديواره هاي كناري حفره هاي انقباضي بايد چنان سائيده شود كه داراي شيبي برابر 15 درجه ( حداقل ) باشد .

قالبهای دایکاست

ساختمان قالب

در زير جنبه هاي مهم طراحي قالب را مورد برسي قرار مي دهيم:

تقسيم قالب:

همانطور كه ذكر شدهر قالب دايكاست بصورت دو تكه است يعني قالب ازيك نيمه ثابت(طرف تزريق)ويك متحرك (طرف بيرون انداز)تشكيل شده است . نيمه ثابت قالب (نيمه تزريق قالب)به كفشك ثابت ماشين ريخته گري تحت فشار مونتاژ مي شود . در حالي كه نيمه متحرك قالب (نيمه بيرون انداز قالب )به كفشك متحرك محكم مي شود هر دو نيمه قالب در حالت آماده تزريق بسته هستند و با نيروي بسته نگهدارنده اي كه از طرف ماشين ايجاد مي گردد،در حالت بسته نگه داشته مي شوند . سطح تماس هر دو نيمه قالب ، سطح جدايش قالب ناميده مي شود. براي اجتناب از نفوذ فلز مذاب به خارج بايستي سطح قالب كاملاً آب بندي و از اين جهت به صورت سطح سنگ زني شده و يا هم سطح شده باشد .دقت انطباق صفحات قالب كه روي هم قرار مي گيرند اهميت زيادي دارند .بهتر است كه لبة خارجي در هر دو صفحه قالب حدواً 1 m m تا 2 m m تحت زاويه 4 5 پخ زده شوند . به اين ترتيب از خرابي لبه ها توسط ضربه يا برخورد كه منجر به تغيير شكل لبه ها مي گردد و مي توانند دقت انطباق را بر هم بزنند اجتناب مي شود .

ریختگری در غالب دوغابی

مزايا و محدوديتها

الف: مهمترين مزاياي روش ريخته گري دقيق عبارتند از : - توليد انبوه قطعات با اشكال پيچيده كه توسط روشهاي ديگر ريخته گري نمي توان توليد نمود توسط اين فرايند امكان پذير مي شود. - مواد قالب و نيز تكنيك بالاي اين فرايند،‌- امكان تكرار توليد قطعات با دقت ابعادي وصافي سطح يكنواخت را ميدهد. - اين روش براي توليد كليه فلزات و آلياژهاي ريختگي به كار مي رود . همچنين امكان توليد قطعاتي از چند آلياژ مختلف وجود دارد. - توسط اين فرآيند امكان توليد قطعاتي با حداقل نياز به عملايت ماشينكاري و تمام كاري وجود دارد. بنابراين محدوديت استفاده از آلياژهاي با قابليت ماشينكاري بد از بين مي رود. - در اين روش امكان توليد قطعات با خصوصا متالورژيكي بهتر وجود دارد. - قالبت تطابق براي ذوب و ريخته گري قطعات در خلاء وجود دارد. - خط جدايش قطعات حذف مي شود و نتيجتا موجب حذف عيوبي مي شود كه در اثر وجود خط جدايش به وجود مي آيد.. –

ب:مهمترين محدوديتهاي روش ريخته گري دقيق عبارتنداز : - اندازه و وزن قطعات توليد شده توسط اين روش محدود بوده و عموما قطعات با وزن كمتر از 5 كيلوگرم توليد مي شود . - هزينه تجهيزات و ابزارها در اين روش نسبت به ساير روشها بيشتر است.

انواع روشهاي ريخته گري دقيق:

در اين فرايند دو روش متمايز در تهيه قالب وجود دارد كه عبارتند از روش پوسته اي و روش توپر به طور كلي اين دو روش درتهيه مدل با هم اختلاف ندارند بلكه در نوع قالبها با هم تفاوت دارند. فرايند قالبهاي پوستهاي سراميكي پوسته اي سراميكي درريخته گري دقيق: براي توليد قعطات ريختگي فولادي ساده كربني ، فولادهاي آلياژي ،‌فولاد هاي زنگ نزن، مقاومت به حرارت وديگر آلياژهايي با نقطعه ذوب بالاي اين روش به كار مي رود به طور شماتيك روش تهيه قالب را در اين فرآيند نشان مي دهند كه به ترتيب عبارتند از:

الف : تهيه مدلها : مدلهاي مومي يا پلاستيكي توسط ورشهاي مخصوص تهيه ميشوند.

ب : مونتاژ مدلها : پس از تهيه مدلهاي مومي يا پلاستيك معمولا تعدادي از آنها ( اين تعداد بستگي به شكل و اندازه دارد) حول يك راهگاه به صورت خوشه اي مونتاژ مي شوند در ارتباط باچسباندن مدلها به راهگاه بار ريز روشهاي مختلف وجود دارند كه سه روش معمولتر است و عبارتند از:

روش اول: محل اتصال در موم مذاب فرو برده مي شود و سپس به محل تعيين شده چسبانده مي شود .

روش دوم: اين روش كه به جوشكاري مومي معروف است بدين ترتيب است كه محلهاي اتصال ذوب شده به هم متصل مي گردند .

روش سوم: روش سوم استفاده از چسبهاي مخصوص است كه محل اتصال توسط جسبهاي مخصوص موم يا پلاستيكي به هم چسبانده مي شود. روش اتصال مدلهاي پلاستيكي نيز شبيه به مدلهاي مومي مي باشد..

ج : مدل خوشه اي و ضمائم آن در داخل دو غاب سراميكي فرو برده مي شود. درنتيجه يك لايه دو غاب سراميكي روي مدل را مي پوشاند

د:در اين مرحله مدل خوشه اي در معرض جريان باران ذرات ماسه نسوز قرار ميگيرد.‌تايك لايه نازك درسطح آن تشكيل شود .

ه: پوسته سراميكي ايجاده شده در مرحله قبل كاملاخشك مي شوند تا سخت و محلم شوند. مراحل ( ج ) (د) ( ه) مجددا براي جند بار تكرار مي شود . تعداد دفعات اين تكرار بستگي به ضخامت پوسته قالب مورد نياز دارد. معمولا مراحل اوليه از دوغابهايي كه از پودرهاي نرم تهيه شده ،‌استفاده شده و بتدريج مي توان از دو غاب و نيز ذرات ماسه نسوز درشت تر استفاده نمود. صافي سطح قطعه ريختگي بستگي به ذرات دو غاب اوليه و نيز ماسه نسوز اوليه دارد.

ز: مدول مومي يا پلاستيكي توسط ذوب يا سوزانده از محفظه قالب خارج مي شوند، به اين عمليات موم زدايي مي گويند . درعمليات موزدايي بايستي توجه نمود كه انبساط موم سبب تنش وترك در قالب نشود

ح: در قالبهاي توليد شده عمليات بار ريزي مذاب انجام مي شود ط: پس از انجماد مذاب ،‌پوسته سراميكي شكسته ميشود.

ي: در آخرين مرحله قطعات از راهگاه جدا مي شوند.

مواد نسوز در فرآيند پوسته اي دقيق:

نوعي سيليس به دليل انبساطي حرارتي كم به طور گسترده به عنوان نسوز در روش پوسته اي دقيق مورد استفاده قرار مي گيرد.اين ماده نسوز براي ريخته گري آلياژهاي آهني و آلياژهاي كبالت مورد استفاده قرار مي گيرد. زير كنيم شايد بيشترين كاربرد را به عنوان نسوز در فرآيند پوسته اي دارد. اين ماده بهترين كيفيت را در سطوح قطعه ايجاد نموده و در درجه حرارتهاي بالا پايدار بوده و نسبت به خورديگ توسط مذاب مقاوم است. آلومين به دليل مقاومت كم در برابر شوك حرارتي كمتر مورد استفاده قرار ميگيرد. به هر حال در برخي موارد به دليل مقاومت در درجه حرارت بالا ( تا حدودc ْ1760 مورد استفاده قرار مي گيرد.

چسبها :‌مواد نسوز به وسيله چسبها به يكديگر مي چسبد اين چسبها معمولا شيميايي مي باشند سليكات اتيل ،‌سيليكات سديم و سيليس كلوئيدي . سيليكات اتيل باعث پيدايش سطح تمام شده بسيار خوب ميشوند. سيليس كلوئيدي نيز باعث بوجود آمدن سطح تمام شده عالي مي شود.

اجزاي ديگر: يك تركيب مناسب علاوه بر مواد فوق شامل مواد ديگري است كه هر كدام به منظور خاصي استفاده مي شود.

اين مواد به اين شرح است : - مواد كنترل كننده ويسكوزيته - مواد تركننده جهت كنترل سياليت دو غاب و قابليت مرطوب سازي مدل - مواد ضد كف جهت خارج كردن حبابهاي هوا - مواد ژلاتيني جهت كنترل در خشك شدن و تقليل تركها فرايند تهيه قالبهاي توپر در ريخته گري دقيق: شكل به طول شماتيك مراحل تهيه قالب به روش توپر را نشان مي دهد كه عبارتند از :

الف : تهيه مدلهاي ذوب شونده

ب :‌مونتاژ مدلها : اين عمليات درقسمت

ج: توضيح داده شده ح: مدلهاي خوشه اي و ضمائم آن درداخل درجه اي قرار ميگيرد و دوغاب سراميكي اطراف آن ريخته ميشودتا درجه با دو غاب ديرگداز پر شود. به اين دو غاب دو غاب پشت بند نيز گفته ميشود . اين دو غاب در هوا سخت مي شود و بدين ترتيب قالب به اصطلاح توپر تهيه مي شود

د: عمليات بار ريزي انجام ميشود

ه : قالب سراميكي پس ازانجماد مذاب شكسته مي شود

و: قطعات از راهگاه جدا مي شوند شكل دادن به روش ريخته گري دو غابي مقدمه اين طريقه شبيه كار فيلتر پرس است ، به اين معنا كه مقدار آب به مواد اوليه اضافه شده تا حالت دو غابي به خود بگيرد. بايد خارج شود ،به اين دليل براي ساختن اشيا روش كندي است . به طور كلي اين روش موقعي مورد استفاده قرار ميگيرد كه شكل دادن به روشهاي اقتصادي تر غير ممكن باشد. ازطرف ديگر مواقعي از اين روش اسفتاده مي كنند كه تعدااد زيادي از قطعه مورد درخاواست نباشد . برتري بارز اين روش در توليد قطعات پيچيده است . دوغاب،‌داخل قالبهاي گچي متخلخل كه شكل مورد نظر را دارد، ريخته مي شود . آب دو غاب جذب قالب شده و دراثر اين عمل يك لايه از مواد دو غاب به ديواره قالب بسته مي شود و شكل داخل قالب را به خود مي گيرد.دو غاب در داخلي قالب باقي مي ماند تا زماني كه لايه ضخامت مورد نظر را پيدا كند. اگر ريخته گري تو خالي نباشد ،‌نيازي به تخليه دو غاب نيست ، ولي براي قطعاتي كه توخالي باشند، قالب برگدانده ميشود . دو غاب اضافي كه روي سطح قالب قرار دارد،‌به وسيله كرادكي تراشيده مي شود . سپس لايه اضافي با كمك چاقو در ناحيه ذخيره برداشته مي شود . جدارة تشكيل دشه كه همان قطعه نهايي موردنظر است، درقالب باقي مي ماند تا زماني كه كمي منقبض شده و از قالب جدا شود. سپس مي توان آن را از قالب در آورد . بعد از اينكه قطعه مورد نظر خشك شد،‌كليه خطوط اضافي كه دراثر قالب روي آن ايجاد شده است، با چاقو زده و يا به وسيله اسفنج تميز مي شود در اين مرحله قطعه آماده پخت است . چون آب اضافي دو غاب حين ريخته گري خارج شده ، سطح دو غاب در داخل قالب پايين مي آيد. به اين دليل معمولا يك حلقه بالاي قالب تعبيه مي شود تا دو غاب را بالاي قعطه مورد نظر نگه دارد. اين حلقه ممكن است از گچ و يا از لاستيك ساخته شود . اگر ازگچ ساخه شود ، داخل آن نيز دو غاب به جدا بسه شده و با كمك چاقو تراشيده ميشود. وقتي كه جسم داخل قالب گچي كمي خشك شد،‌اسفنجي نمدار دور آن كشيده مي شود تا سطحي صاف به دست آيد . اين روش كه در بالا به ان اشاره شد ، براي ريخته گري اجسامي است كه داخل آنها خالي است . مانند گلدان، زير سيگاري ، و غيره ... اما طريقه اي هم هست كه براي ساختن اجسام توپر به كار مي رود ، به اين تريتب كه دو غاب داخل قالب مي ماند تا اينكه تمام آن سف شود. براي ساختن اشيايي كه شكل پيچيده دارند ، ممكن است قالب گچي ازچندين قعطه ساخته شود تا بتوانيم جسم داخل آن را از قالب خارج كنيم ، هر قطعه قالب شامل جاي خالي است كه قعطه قالب ديگر در آن جا مي گيرد. (‌نروماده ) اگر قالب داراي قطعات زيادباشد،‌لازم است در حين ريخته گري خوب به هم چسبد اين كار را مي توان به وسيله نوار لاستيك كه محكم به دور آن مي بنديم انجام دهيم . هنگام در اوردن جسم از قالب بايد اين نوار لاستيكي را باز كرده و برداريم. غلظت مواد ريخته گري بايد به اندازه كافي باشد كه باعث اشباع شدن قالب از آب نشود . بخصوص موادي كه شامل مقدار زيادي خاك رس هستند،‌غلظت آنها به قدري كم خواهد شد كه ريخته گري آنها مشكل شده و معايبي هم در حين ريخته گري ايجادمي شود. براي اينكه دو غاب را به اندازه كافي روان كنيم . مواد روانسازي به دو غاب اضافه مي شود.