تفاوت های کلیدی بین دو فرآیند معمول ریخته گری فلز
ریخته گری دایکاست و ریخته گری شن و ماسه دو تا از فراگیرترین فرآیندهای تولید برای تولید قطعات فلزی در مقیاس هستند. هر دو شامل ریختن فلز مذاب در قالب هستند، اما انواع قالب و کاربردهای بهینه به طور قابل توجهی متفاوت است. در اینجا ما تفاوت های کلیدی بین ریخته گری دایکاست و ریخته گری شن و ماسه را از نظر کیفیت قطعات، هندسه، فلزات مورد استفاده، حجم تولید و هزینه بررسی می کنیم.
دایکستینگ بررسی اجمالی
ریخته گری از قالب های فلزی دائمی به نام قالب برای تولید انبوه مکرر قطعات فلزی پیچیده و با تحمل بالا در حجم های بالا استفاده می کند. فلز مذاب تحت فشارهای بالا به ابزار قالب تزریق می شود تا به سرعت حفره های قالب را پر کند. این فلز در عرض 15 تا 90 ثانیه به سرعت جامد می شود قبل از اینکه نیمه های قالب جدا شوند و قالب ریخته گری خارج شود. آلیاژهای روی، آلومینیوم و منیزیم معمولاً ریخته گری می شوند.
مزایای دایکستینگ:
- حجم تولید بالا امکان پذیر است
- دقت ابعادی و پرداخت سطح عالی
- دیوارهای نازک و خطوط پیچیده ممکن است
- بهره وری بالا و اتوماسیون
- قطعات با کیفیت بالا و ثابت
معایب دایکستینگ:
- هزینه های اولیه ابزارآلات برای قالب ها
- بیشتر به فلزات غیر آهنی محدود می شود
- محدودیت اندازه بر اساس ظرفیت پرس
- نرخ تولید را می توان با دای کاویتاسیون کاهش داد
بررسی اجمالی ریخته گری شن و ماسه
در ریخته گری شن و ماسه، قالب های یکبار مصرف از شن و ماسه طبیعی یا مصنوعی مخلوط با عوامل اتصال تشکیل می شود. فلز مذاب داخل حفره های قالب ریخته می شود، جایی که قبل از شکستن قالب جامد می شود تا قالب ریخته گری آزاد شود. ریخته گری شن و ماسه برای حجم های کوچک تا زیاد و برای اکثر فلزات از جمله آلیاژهای آهنی و غیر آهنی انعطاف پذیر است.
مزایای ریخته گری شن و ماسه:
- هزینه ابزار اولیه کم با الگوهای چوبی یا فلزی
- ریخته گری در هر اندازه، از اونس تا تن
- پیچیدگی شکل بسیار بالا ممکن است
- طیف وسیعی از آلیاژهای فلزی را می توان ریخته گری کرد
- انعطاف پذیر برای نمونه های اولیه یا تولید
- عملیات حرارتی بر کپک تاثیر نمی گذارد
معایب ریخته گری شن و ماسه:
- به طور کلی دقت و پرداخت سطحی کمتر از ریخته گری دایکاست
- زمان مورد نیاز برای آماده سازی قالب در هر سیکل
- به اندازه دایکستینگ خودکار نیست
- عیوب تخلخل می تواند در ریخته گری ایجاد شود
- محدود به حجم تولید کمتر از ریخته گری
تفاوت های ریخته گری کلیدی در مقابل ریخته گری شنی
در اینجا چندین تفاوت کلیدی بین این دو فرآیند را بررسی می کنیم:
دقت و تحمل قطعات
- ریخته گری می تواند قطعاتی را با دقت ابعادی بسیار کم تا 002.02 ±0 اینچ، همراه با پوشش های سطحی خوب تولید کند. این به دلیل تکرارپذیری عالی چرخه به چرخه قالب های فلزی دائمی است.
- ریختهگریهای شنی دقت کمتری در حدود ±0.02 اینچ و پرداختهای درشتتر دارند زیرا قالبهای شنی با چرخه حرارتی به تدریج تخریب میشوند. اما ریخته گری شن و ماسه هنوز می تواند برای بسیاری از کاربردها به دقت دست یابد.
پیچیدگی قطعه
- دایکاست می تواند قطعاتی با دنده ها و دیواره های بسیار نازک و عمیق و همچنین خطوط و جزئیات پیچیده تولید کند. فشار زیاد فلز حفره های قالب را کاملا پر می کند.
- ریخته گری استاندارد شن و ماسه به دلیل نیاز به خارج کردن الگو از ماسه فشرده محدود شده است. با این حال، قالب های شنی پرینت سه بعدی جدید، هندسه های پیچیده تری را امکان پذیر می کند.
فلزات مورد استفاده
- روی، آلومینیوم، منیزیم و برخی از آلیاژهای مس معمولاً در ریخته گری به صورت دایکاست استفاده می شود. خنک شدن سریع فلز در قالب ها از ترک خوردن داغ جلوگیری می کند.
- ریخته گری شن و ماسه می تواند تقریباً هر فلزی از جمله آلیاژهای آهنی مانند چدن و فولاد را در خود جای دهد که در ریخته گری شکسته می شوند. قالب های شن و ماسه می توانند دماهای بالاتر ریختن را تحمل کنند.
حجم تولید
- ریخته گری برای اندازه های دسته ای بزرگ و ثابت بیش از 10،{2}} واحد بهینه شده است. هنگامی که قالب ها ساخته می شوند، می توانند به سرعت قالب های ریخته گری تولید کنند.
- ریخته گری شن و ماسه از نمونه های اولیه تا حدود 1،{2}} قسمت انعطاف پذیر است. ساخت قالب باید برای هر چرخه ریخته گری تکرار شود.
عوامل هزینه
- دایکاست هزینه های اولیه بسیار بالایی برای قالب های ماشین کاری شده دارد، اما هزینه های هر قطعه در حجم های بالا کمتر است.
- ریخته گری شن و ماسه هزینه های الگوی اولیه پایینی دارد، اما هزینه های کارگر و مواد تکراری برای هر دوره تولید بیشتر است.
با انعطاف پذیری آن در بسیاری از فلزات، هندسه ها و حجم ها، ریخته گری شن و ماسه برای نمونه های اولیه و دوره های تولید کم تا متوسط محبوب باقی خواهد ماند. اما برای تولید انبوه قطعات پیچیده فلزی غیرآهنی، ریخته گری با کارایی و دقت بی نظیری ارائه می دهد. درک این معاوضه های کلیدی امکان انتخاب فرآیند ریخته گری بهینه برای یک محصول معین را فراهم می کند.
روند تحقیق و توسعه
دانشگاهیان و صنعت به تحقیق و پیشرفت هر دو فرآیند ریخته گری و ریخته گری شن و ماسه ادامه می دهند:
- سیستم های بایندر جدید قابلیت جمع شدن و پرداخت سطحی قالب های شنی را بهبود می بخشد (Tang et al, 2022)
- آلیاژهای آلومینیوم جدید مانند Al-Ce استحکام و مقاومت بالایی در برابر خوردگی برای ریخته گری دایکاست (شاها و همکاران، 2019)
- مدل سازی شبیه سازی عیوب را از طریق طراحی های بهینه سازی قالب و دروازه به حداقل می رساند (Gourlay et al, 2022)
- اتوماسیون مانند ربات ها و کنترل کیفیت درون خطی بازدهی را برای هر دو فرآیند افزایش می دهد (Hu et al, 2021)
- 3قالبهای شن و ماسه چاپ شده، هندسههای پیچیدهتری را برای ریختهگری شن و ماسه امکانپذیر میکنند (Li et al, 2020)
- حسگرهای پیشرفته مانند اولتراسوند عیوب را در مراحل اولیه ریخته گری تشخیص می دهند (جیا و همکاران، 2021)
در ریختهگری چین ولونگ، هم نمونه اولیه ریختهگری شن و ماسهای کمهزینه و هم تولید ریختهگری با حجم بالا را برای نتایج بهینه در طول چرخه عمر محصول به مشتریان ارائه میکنیم. لطفا در پرس و جو کنیدinfo@welongpost.com!
منابع:
Tang, Y., Liu, J., Zhao, X., Zhao, Z., & Cao, H. (2022). اثرات یک اتصال دهنده یورتان کربن سیاه-فنولیک جدید بر خواص ماسه های پوشش داده شده با رزین. مواد، 15 (4)، 1442.
شاها، اسکی، چروینسکی، اف.، کاسپرزاک، دبلیو.، فریدمن، جی.، و چن، دیال (2019). توسعه آلیاژهای Al-ce با کارایی بالا. علم و مهندسی مواد: الف، 767، 138372.
Gourlay، CM، Laukli، HI، Dargusch، MS، & Schumacher، P. (2022). روش های مدل سازی و شبیه سازی برای بهبود کیفیت در ریخته گری آلومینیوم: بررسی فلزات، 12 (4)، 634.
هو، بی.، بائو، آر.، کارناتی، اس.، و لیو، اف. (2021). هوش و اتوماسیون در صنعت ریخته گری فلز: بررسی Journal of Manufacturing Systems, 60, 443-458.
لی، ایکس، ژانگ، اچ، وانگ، ایکس، و ژائو، جی (2020). تحقیق در مورد ریخته گری با فرآیند ماسه پرینت سه بعدی. Procedia Manufacturing، 48، 1068-1074.
جیا، ز.، جولی، ام.، چینستا، اف.، و کوئتو، ای. (2021). مدل سازی مبتنی بر انرژی برای فرآیندهای ریخته گری کارآمد. مجله فناوری پردازش مواد، 291، 117048.
