روش تولید قطعه به وسیله تزریق فلز مذاب و تحت فشار به درون قالب، ریخته گری دایکاست یا تحت فشار نامیده می‌شود. اعمال فشار هنگام انتقال ماده مذاب به درون قالب موجب کاهش مک‌ها و تخلل‌ها شده و در نهایت قطعاتی با استحکام بالاتر تولید می گردد.
ریخته گری دایکاست، فرآیند شکل دهی به ماده مذاب با استفاده از قالب ریخته‌گری می باشد، اساس کار این عملیات ذوب و انجماد است. ریخته گری انواع مختلفی دارد، ریخته‌گری تحت فشار یا دایکاست یکی از کاربردی ترین انواع ریخته‌گری در صنعت است.
تاریخچه دایکاست
در اواسط قرن ۱۹ میلادی (اوایل قرن ۱۳ شمسی)، قابلیت‌های صنعت چاپ با پیشرفت و توسعه زیادی همراه شد. اختراع تجهیزات ریخته گری تحت فشار، یکی از عوامل موثر بر رشد این صنعت بود. در آن دوران، ماشین‌های تحریر از قطعات زیادی برای تایپ حروف، علائم نگارشی و اعداد تشکیل می‌شدند.
فرایند دایکاست، سرعت ساخت این قطعات و کیفیت آن‌ها (از نظر یکنواختی ابعاد) را به میزان قابل توجهی افزایش داد. این فرایند پیشرفته، کاهش تعداد خطاهای تولید و افزایش سرعت سرهم کردن قطعات را در پی داشت. کاربرد موفقیت آمیز ریخته گری تحت فشار در صنعت چاپ، باعث جلب توجه صنایع دیگر به این روش نوین ساخت و تولید شد.
اولین تجهیزات مورد استفاده برای اجرای ریخته گری تحت فشار، دستگاه کوچکی بود که به صورت دستی کار می‌کرد. این دستگاه در سال ۱۸۳۸ میلادی (۱۲۱۷ شمسی) اختراع شد. فرایند ریخته گری توسط این دستگاه، با ذوب کردن ترکیبی از قلع و سرب و ریختن آلیاژ مذاب به درون یک قالب فولادی انجام می‌گرفت. قالب مورد استفاده در این فرآیند با عنوان «دای» (Die) شناخته می‌شد.
پس از سرد شدن و انجماد آلیاژ، قطعه‌ای به شکل حفره قالب به دست می‌آمد. به قطعه حاصل از این فرایند، «کَستینگ» (Casting) می‌گفتند. به همین دلیل، فرایند ریخته گری تحت فشار با عنوان «دای کستینگ» (Die Casting) شناخته می‌شود. البته برای اشاره به این فرایند، کارشناسان و صنعت‌گران فارسی زبان از اصطلاح دایکاست استفاده می‌کنند.
ریخته گری به روش دایکاست به مدت ۳۰ سال فقط در صنعت چاپ مورد استفاده قرار گرفت. تا اینکه در اوایل دهه ۱۸۹۰ میلادی (اوایل دهه ۱۲۷۰ شمسی)، صنایع کوچک و بزرگ دیگر نیز به استفاده از این روش ساخت و تولید روی آوردند. به طوری که قطعات ماشین آلات صنعتی نیز به روش دایکاست تهیه می‌شدند. در سال ۱۹۱۴ میلادی (۱۲۹۳ شمسی)، آلیاژ آلومینیوم و روی برای ساخت قطعات مقاوم‌تر مورد استفاده قرار گرفت. چندین سال بعد، آلیاژهای مس و منیزیم نیز به فهرست مواد قابل استفاده در ریخته گری تحت فشار اضافه شدند. امروزه، دستگاه‌های دایکاست می‌توانند قطعات متنوعی را از نظر شکل و خواص مکانیکی تولید کنند.
در سال‌های اولیه معرفی ریخته گری دایکاست، اجرای این فرآیند با محدودیت فشار قابل اعمال به مواد مذاب همراه بود. در واقع، سیستم تزریق مواد مذاب در فشار پایین انجام می‌گرفت. پیشرفت ماشین‌آلات و افزایش مقاومت آن‌ها در برابر فشار و دما، زمینه توسعه روش دایکاست و اجرای تزریق تحت فشار بالا را فراهم کرد. امروزه، ریخته گری با فشار بالا به عنوان یک روش استاندارد و با کیفیت شناخته می‌شود.
کاربرد دایکاست
ریخته گری تحت فشار یکی از کارآمدترین روش‌های ساخت قطعات با شکل‌های پیچیده، ساختار یکپارچه، ابعاد دقیق، سطح با کیفیت، مقاومت بالا و سختی مناسب است. به همین دلیل، این روش کاربرد گسترده در تولید قطعات تجهیزات صنعتی و کالاهای مصرفی، مخصوصا قطعات اتومبیل دارد. به طور کلی، حدود ۶۰ درصد از قطعات ساخته شده به روش ریخته گری دایکاست در صنعت اتومبیل‌سازی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این روش در صنایع هوافضا، تجهیزات الکترونیکی، ساخت لوازم خانگی و جواهرسازی نیز کاربرد دارد.
چرخ دایکاست، چراغ دایکاست (چراغ‌های شهری، لوستر دایکاست)، ظروف دایکاست (مانند قابلمه دایکاست)، رادیاتور دایکاست و بسیاری از قطعات صنعتی و غیر صنعتی فلزی از مواردی هستند که توسط روش ریخته گری تحت فشار ساخته می‌شوند.
نحوه عملکرد دایکاست
در این روش بسته به نوع دستگاه بعد از بسته شدن قالب، مواد مذاب به یک سیستم تزریق یا پمپ هدایت می‌شوند. سپس از طریق سیستم تغذیه قالب، پیستون مواد را باسرعت به داخل حفره می‌فرستد و سوراخ‌های هواکش هوای داخل حفره را تخلیه می‌کند. تزریق مواد مذاب تا پر شدن سرباره‌گیرها ادامه پیدامی‌کند و معمولا پلیسه‌ها نیز در همین زمان به‌وجود می‌آیند.
در مرحله دوم همزمان با سرد شدن مواد مذاب در قالب، اعمال فشار از جانب پمپ همچنان ادامه دارد. در مرحله سوم قالب باز شده و قطعه به بیرون پرتاب می‌شود. در آخرین مرحله حفره قالب که در وضعیت باز قرار دارد، در صورت نیاز تمیز و روغن‌کاری شده و برای انجام عملیات جدید مجددا بسته می‌شود.
فلزات مناسب برای ریخته گری دایکاست
هنگام انتخاب مواد برای استفاده از ریخته‌گری تحت فشار باید به خصوصیاتی همچون دانسیته، نقطه ذوب، هزینه‌های تولید و استحکام و مقاومت به خوردگی آن توجه نمود. از این روش معمولا برای آلیاژهای غیرآهنی استفاده می‌شود که محبوب‌ترین آن‌ها عبارت‌اند از:
ریخته گری دایکاست آلومینیوم
آلومینیوم یکی از محبوب‌ترین فلزات جهت ریخته‌گری تحت فشار می‌باشد. وزن سبک، خواص مکانیکی، مقاومت به خوردگی بالا و غیره موجب این محبوبیت گردیده است.
ریخته گری دایکاست منیزیوم
آلیاژهای منیزیم سبک‌ترین گروه برای ریخته گری دایکاست به حساب می‌آیند به همین دلیل یکی از گزینه‌های ثابت برای این نوع از ریخته‌گری هستند.
دایکاست روی
شکل پذیری و استحکام بالای منیزیم موجب شده، آسان‌ترین فلز برای این ریخته گری دایکاست به شمار آید.
دایکاست مس
مس هم همچون فلزات بالا می‌تواند برای ریخته گری دایکاست یک انتخاب مناسب باشد چرا که از استحکام، سختی، مقاومت به سایش و به طور کلی از خواص مکانیکی خوبی برخوردار است.
روش‌های ریخته گری دایکاست
ریخته گری تحت فشار را با توجه به میزان فشاری که برای انتقال ماده مذاب به درون قالب اعمال می‌شود را به دو دسته تقسیم می‌نمایند:
- ریخته‌گری تحت فشار بالا
- ریخته‌گری تحت فشار پایین
با توجه به فرآیند ماشین‌کاری نیز می‌توان ریخته گری دایکاست را به گونه‌ای دیگر دسته بندی نمود:
- ماشین‌های تزریق با محفظه (سیلندر) گرم
- ماشین‌های تزریق با محفظه (سیلندر) سرد
