مزایا و معایب انواع ریخته گری ها

ژسوس

ریخته گری یکی از فرایند های تولید است که طی آن یک ماده مذاب درون یک قالب که حاوی یک حفره به شکل مور دنیاز است ریخته شده و منجمد می شود. قطعه پس از انجماد را که “ریختگی” می نامند از قالب خارج می سازند تا فرایند به پایان برسد.

ماده ریخته گری معمولاً فلزات یا مخلوط هایی مانند سیمان، پلاستیک یا اپوکسی هستند. این روش اغلب برای ساخت قطعات پیچیده ای که تولید آن از طریق روش های دیگر مشکل یا هزینه بر است، استفاده می شود. تجهیزات سنگین مانند پایه های ماشین های ابزار، پروانه های کشتی را می توان به جای اینکه از اتصال چندین قطعه کوچک به هم تولید تولید شوند، بصورت یک تکه در هر سایز دلخواه به روش ریخته گری تولید گردند.

مزایا و معایب ریخته گری دقیق

ریخته گری دقیق عبارت است از ساخت قالب نسوز با پوشاندن مدل های از بین رونده و انتقال فلز مذاب به این قالب برای انجماد و شکل گیری قطعه نهایی. مزیت اصلی این فرایند این است که با استفاده از آن می ‌توان فلزاتی را با دمای ذوب بالا که قابلیت قالب گیری در گچ یا فلز ندارند، ریخته گری کرد.

قالب های این نوع ریخته گری با استفاده از یک مدل مومی متناظر با ابعاد قطعه مورد نظر تولید می شوند. مدل های به کار رفته نیز معمولا از جنس موم یا پلاستیک هستند و با سوزاندن یا ذوب، از محفظه قالب خارج می شوند. فرآیند ریخته گری دقیق با استفاده از موم فدا شونده، روشی بسیار دقیق برای تولید قطعات فلزی با هندسه پیچیده از هر نوع آلیاژی است. امروزه بسیاری از آلیاژهای فلزی مانند ، فولاد آلیاژی، آلیاژهای برنزی، با این روش ریخته گری می شوند.

مزایای ریخته گری دقیق

تولید انبوه قطعات با اشکال پیچیده و دقت ابعادی بالا
تکرار پذیری تولید قطعات با دقت ابعادی و صافی سطح یکنواخت
قابلیت استفاده برای تمامی فلزات و آلیاژهای ریختگی
کاهش عملیات ماشین کاری و تمام کاری به دلیل دقت بالای ریخته گری
امکان تولید قطعات با خصوصیات متالورژیکی مناسب
قالبت تطابق برای ذوب و ریخته گری قطعات در خلأ
عدم وجود خط جدایش در قطعات

معایب ریخته گری دقیق

محدودیت در ابعاد و وزن قطعات تولیدی (عموما قطعات با وزن کمتر از ۵ کیلوگرم)
هزینه بالای تجهیزات و ابزارها در مقایسه با روش های دیگر ریخته گری
دشوار بودن تولید قطعاتی که هسته دارند
حفرات باید کمتر از ۱.۱۶ اینچ باشند و نمی توانند عمقی بیشتر از ۱.۵ برابر قطر محصول داشته باشند
نیاز به فرایند آماده سازی طولانی مدت قالب و پوسته ها

مزایا و معایب ریخته گری گریز از مرکز (سانتریفیوژ )

فرایند ریخته گری گریز از مرکز یا ریخته گری سانتریفیوژ روشی است که در آن قالب تحت تاثیر نیروی گریز از مرکز پر می شود. به علت وجود چرخش در این روش، به آن ریخته گری سانتریفیوژ (Centrifugal Casting) نیز می گویند. در بیشتر روش های ریخته گری، قطعۀ در حال شکل گیری در قالبی ثابت منجمد می شود. اگرچه در ریخته گری سانتریفیوژ از یک قالب چرخنده به منظور شکل ‌دهی قطعۀ نهایی استفاده می ‌گردد.

اکثر پروفیل های لوله‌ ای شکل که به همین صورت تولید می شوند و مقطعی دایره ای شکل دارند. اما در مواردی از این روش برای تولید پروفیل‌ های شش‌گوش و متقارن نیز استفاده شده است. امروزه، استفاده ریخته گری گریز از مرکز با اعمال خلاء پیشرفت زیادی کرده است. اعمال خلاء برای جلوگیری از اکسیداسیون (Oxidation) و آلودگی مذاب و به منظور کمک به پر شدن سریع تر قالب صورت می گیرد.

مزایای ریخته گری گریز از مرکز

امکان تولید کردن تعداد بسیار زیادی از اجزای استوانه‌ای شکل با سرعت مطلوب
دقت ابعادی مناسب
کاهش استفاده از ماهیچه‌ گذاری و ایجاد راهگاه برای ریخته‌گری
خواص مکانیکی مناسب قطعۀ نهایی
تولید قطعاتی با مقاومت به خوردگی بسیار بالا به علت شکل ‌گیری خوب دانه‌ بندی در سطح خارجی قطعه
امکان ریخته‌ گری فلزات با وزن مخصوص بالا
اپراتوری بسیار ساده به دلیل وجود بخش کنترل کامل الکترونیک
سرعت بالای انجماد در مقایسه با دیگر روش ها
عدم ایجاد آلودگی در محیط زیست

معایب ریخته گری گریز از مرکز

عدم قابلیت تولید اشکال هندسی پیچیده
استعداد ایجاد تفکیک و جدایش در مناطق مختلف قطعه
لزوم روغن کاری روزانۀ اجزای دستگاه
مصرف انرژی نسبتا بالا برای تولید قطعات حجیم و سنگین

مزایا و معایب ریخته گری تحت فشار

ریخته‌گری تحت فشار یا دایکاست نوعی ریخته‌گری است که مواد مذاب تحت فشار به داخل قالب تزریق می‌شود. این سیستم بر خلاف روش‌های دیگر ریخته‌گری که مذاب تحت نیروی وزن خود به داخل قالب می‌رود و امکان تولید قطعات با استحکم بالا را می‌دهد. ریخته‌گری تحت فشار کوتاه‌ترین راه تولید یک محصول از فلز می‌باشد.

مزایای ریخته گری تحت فشار

تولید انبوه و با صرفه
تولید قطعه مرغوب با سطح مقطع نازک
تولید قطعات پیچیده
قطعات تولید شده در این سیستم از پرداخت خوبی برخوردار است.
قطعه تولید شده استحکام خوبی دارد.
در زمان کوتاه تولید زیادی را امکان می‌دهد.

معایب ریخته گری تحت فشار

هزینه بالا
وزن قطعات در این سیستم، محدویت دارد.
از فلزاتی که نقطه ذوب آن‌ها در حدود آلیاژ مس می‌باشد می‌توان استفاده نمود.

مزایا و معایب ریخته گری پیوسته

ریخته‌گری یکی از روش‌های اصلی ساخت قطعات عموما فلزی است که بر اساس محصول نهایی به روش‌های مختلفی انجام می‌شود. در ابتدا برای ریخته‌گری قطعات از تکنیک ریخته‌گری یکباره استفاده می‌شد که برای قطعات بزرگ و حجیم اصلا مناسب نبود و انواع مشکلات ساختاری و متالورژیکی را به همراه داشت ولی در ادامه روش‌های دیگری برای ریخته‌گری این قطعات ابداع شد.

روشی که برای ریخته‌گری قطعات بزرگ و حجیم در حال حاضر به کار برده می‌شود، ریخته‌گری پیوسته (مداوم) است. ریخته‌گری پیوسته بهترین شیوه برای ساخت شمش‌های فلزی به شمار می‌رود. بیشترین فلزاتی که به این شیوه ریخته می‌شوند عبارت هستند از آلومینیوم، برنج، مس، چدن و انواع فولاد.

مزایای ریخته گری پیوسته

متوسط جهانی بهره‌وری ریخته‌‌گری تک‌باری به فولاد نیمه‌نهایی بین ۸۲ تا ۸۴ درصد، ولی بهره‌وری در ریخته‌‌گری پیوسته که فولاد مذاب را به محصول نیمه‌ نهایی تبدیل می‌کند بین ۹۵ تا ۹۷ درصد است
فرایند ریخته‌‌گری پیوسته در مقایسه با ریخته‌گری تک‌باری ۲۰ درصد انرژی کمتر مصرف می‌کند
با حذف فرآیند نورد در واحدهای نورد اولیه که در ریخته‌گری تک‌باری ضروری است، فرآیند ریخته‌گری پیوسته از صرف زمان و هزینه اضافی می‌کاهد.
کاهش نیروی کار در فرایند ریخته‌‌گری پیوسته نیز بهره‌‌وری را افزایش داده، شرایط محیط کار را بهبود بخشیده و از هزینه تولید می‌کاهد.

معایب ریخته گری پیوسته

آلودگی اکسیژنی
گریز مذاب
تلرانس ابعادی نامناسب در قطعه نهایی
ترک خوردگی قطعه نهایی
جوشش کربن

مزایا و معایب ریخته گری ماسه‌ای

ریخته گری ماسه‌ای به طور معمول به مواد مبتنی بر سیلیس، مانند ماسه‌های مصنوعی یا طبیعی متکی است. ماسه ریخته گری به طور کلی از شن و دانه‌های کروی ریز تشکیل شده است که می‌توان آن‌ها را محکم در یک سطح قالب صاف جمع کرد.

فرآیند ریخته گری به گونه‌ای طراحی شده است که با اجازه دادن درجه متوسطی انعطاف پذیری و انقباض در مرحله خنک کننده، پتانسیل پارگی، ترک خوردگی و سایر عیوب را کاهش می‌دهد. همچنین، در فرآیند ریخته‌گری ماسه‌ای، خاک رس به عنوان ماده اتصال عمل می‌کند و شن و ماسه با افزودن خاک رس تقویت می‌شوند و به هم چسبیده می‌شوند. قطعات اتومبیل مانند بلوک‌های موتور از طریق فرآیند ریخته گری ماسه‌ای تولید می‌شوند.

ریخته گری ماسه، شامل مراحل مختلفی از جمله ساختن الگو، قالب سازی، ذوب و ریختن مذاب و تمیز کردن است. در واقع، الگو، شکلی است که در اطراف آن ماسه‌ها فشرده شده‌اند. پس از فشرده شدن شن و ماسه به اندازه کافی برای تکثیر نمونه و الگو، قالب برداشته می‌شود و الگو و نمونه استخراج می‌شود. پس از ریختن مذاب و منجمد شدن آن، عملیات ریخته گری به اتمام می‌رسد. نمونه از قالب برداشته شده و از هرگونه شن و ماسه چسبنده تمیز می‌شود.

مزایای ریخته گری ماسه‌ای

ریخته‌گری ماسه‌ای مزایای زیادی دارد که مزایای اصلی این فرایند ریخته گری در ادامه آورده شده است: