«ریخته گری» (Casting)، یکی از قدیمی‌ترین فرایندهای ساخت و تولید است که با ذوب مواد و ریختن آن‌ها به درون قالب انجام می‌گیرد. این فرایند، از متداول‌ترین روش‌های ساخت قطعات فلزی در صنایع مختلف به شمار می‌رود.
ریخته‌گری، امکان تولید انبوه قطعاتی با ابعاد کوچک تا بزرگ، وزن چند گرم تا چند تن، شکل ساده تا پیچیده و ساختار یکپارچه را فراهم می‌کند. روش‌های متعددی برای اجرای ریخته گری وجود دارند. با این حال، ریخته گری ماسه ای به عنوان قدیمی‌ترین و رایج‌ترین روش اجرای ریخته‌گری شناخته می‌شود.
ریخته گری در کدام صنایع کاربرد دارد؟
ریخته گری، تقریبا در تمام صنایع کاربرد دارد. حدود ۹۰ درصد از محصولات تولید شده در صنایع مختلف و ماشین‌آلات صنعتی، به نحوی با فرایندهای ریخته گری در ارتباط هستند. با این وجود، بیش از ۵۰ درصد از قطعات ریخته گری شده در صنایع ساخت ماشین‌آلات سنگین و تجهیزات حمل و نقل مورد استفاده قرار می‌گیرند.
صنایع و حوزه‌های مختلفی که ریخته‌گری در آن‌ها کاربرد دارد، عبارت هستند از:
- حمل و نقل: خودروسازی، تجهیزات راه‌آهن، تجهیزات راه‌آهن و کشتی‌سازی
- ماشین آلات سنگین: ماشین آلات راه سازی، کشاورزی و معدنکاری
- ماشین ابزار: تجهیزات ماشین‌کاری، قالب‌سازی، آهنگری، اکستروژن، شکل‌دهی و ریخته گری
- ماشین آلات کارخانه: تجهیزات کارخانه‌های تولید مواد شیمیایی، پتروشیمی، کاغذسازی، تولید شکر، نساجی، ذوب و نیروگاه‌ها
- صنایع نظامی: خودروها، تسلیحات، مهمات، مخازن و تجهیزات نگهدارنده
- صنایع الکتریکی: موتور، ژنراتور، پمپ و کمپرسور
- تاسیسات: لوله‌ها، اتصالات، ولوها و فیتینگ‌های مورد استفاده در پایپینگ، تاسیسات بهداشتی و تاسیسات سرمایشی
- لوازم خانگی: وسایل آشپزخانه، مبلمان و تجهیزات باغبانی
- هنر: مجسمه‌سازی، وسایل زینتی، دکوراسیون و غیره
مواد مورد استفاده در ریخته گری
چدن خاکستری، پرکاربردترین ماده مورد استفاده در فرایند ریخته گری است. از دیگر فلزات متداول در این فرآیند می‌توان به چدن نشکن، آلومینیوم، فولاد، مس و روی اشاره کرد. البته امکان استفاده از مواد غیر فلزی مانند بتن، شیشه، پلاستیک و رزین نیز برای ساخت قطعات ریخته‌گری وجود دارد.
انتخاب ماده مناسب برای ساخت قطعات، به پارامترهایی نظیر حجم تولید، صرفه اقتصادی، دمای ذوب، سرعت خنک‌کاری، مقاومت در برابر فرسودگی، وزن و قابلیت جذب ارتعاش بستگی دارد. نوع ماده مورد استفاده، یکی از معیارهای تقسیم‌بندی انواع روش های ریخته گری و کاربردهای آن‌ها است.
مراحل ریخته گری
با وجود روش‌های مختلف برای اجرای ریخته گری، این فرایند، معمولا طی چندین مرحله کلی شامل ساخت الگو، ساخت ماهیچه، ساخت قالب، ذوب کردن فلز، ریختن ماده مذاب به درون قالب، انجماد، باز کردن قالب و پرداخت قطعه انجام می‌گیرد. فعالیت‌های موجود در هر یک از این مراحل عبارت هستند از:
۱_ مدل‌سازی: طراحی قالب های صنعتی مورد استفاده در فرآیند ریخته گری توسط نرم افزارهای تخصصی و ساخت مدل فیزیکی قطعه نهایی
۲_ ساخت ماهیچه: طراحی و ساخت ماهیچه‌های مورد نیاز برای ایجاد سطوح داخلی قطعه
۳_ قالب سازی: ساخت قالب ریخته‌گری با توجه به مستندات طراحی و با استفاده از موادی نظیر ماسه، موم، فولاد و غیره
۴_ ذوب و ریختن: اعمال دمای بالا به فلزات برای تبدیل به حالت مایع و ریختن مواد مذاب به درون قالب توسط بوته یا دیگر تجهیزات موجود
۵_ انجماد: کاهش دمای قالب و مواد مذاب درون آن پس از اتمام فرآیند ریختن
۶_ باز کردن قالب: جدا کردن بخش‌های مختلف قالب و خارج کردن قطعه قالب ریخته گری شده
۷_ پرداخت: اجرای برشکاری، سنگ‌زنی، سندبلاست و غیره به منظور جدا کردن بخش‌های اضافی قطعه، ایجاد بافت مناسب و یا آماده‌سازی سطح آن برای پوشش‌دهی
انواع روش های ریخته گری
طبق یک دسته بندی کلی، انواع روش های ریخته گری در دو گروه ریخته‌گری با قالب یک‌بار مصرف و ریخته‌گری با قالب دائمی تقسیم می‌شوند.
روش‌های قابل اجرا با استفاده از قالب‌های موقتی و دائمی ریخته‌گری عبارت هستند از:
۱_قالب‌های یک‌بار مصرف: ریخته گری در قالب‌های موقتی و بدون امکان استفاده مجدد
- ریخته‌گری ماسه ای
- ریخته‌گری گچی
- ریخته‌گری پوسته ای
- ریخته‌گری دقیق
- ریخته‌گری الگوی تبخیری
۲_قالب‌های دائمی: ریخته گری در قالب‌های چندبار مصرف و بدون نیاز به اعمال تغییر بر روی قالب پس از هر چرخه تولید
- ریخته‌گری ثقلی
- ریخته‌گری تحت فشار (دایکاست)
- ریخته‌گری نیمه جامد
- ریخته‌گری گریز از مرکز
- ریخته‌گری پیوسته
