1- فرایند دایکاست (Diecasting) در فرایند دایکاست، مواد مذاب تحت فشار معینی به محفظه قالب هدایت میشود و با استفاده از این روش قطعاتی با دقت بالا و فرمهای پیچیده و تمیز را میتوان تولید نمود.
معمولا بعد از تولید احتیاج به عملیات دیگر مانند ماشینکاری و پرداختکاری نمی باشد و فقط باید پلیسهها و قطعات زاید را دور نمود.
اکثر قطعات حساس هواپیماها با روش Diecasting ساخته میشود.
در روش دایکاست می توان قطعاتی با دقت MM 02/0 و حتی بیشتر را تولید نمود.
از مزایای روش ریخته گری تحت فشار و دایکاست میتوان به موارد ذیل اشاره نمود: 1- تولید قطعات دقیق و با فرمهای پیچیده 2- ساخت قطعاتی با دیوارههای نازک و باریک 3- پرداختکاری سطح خوب قطعات و صافی آنها 4- عدم نیاز به ماشینکاری بعد از تولید 5- استحکام قطعات در اثر سرعت سرد شدن 6- دقت ماهیچهگذاری در قالبهای دایکاست 7- تولید انبوه در مرحله تولید، به دلیل عمر و استحکام زیاد این قالبها.
طراحی قطعات تولیدی به روش دایکاست در طراحی قطعات به روش دایکاست مواردی مد نظر است مانند تولید با کیفیت بالا و داشتن حداقل هزینه پرداختکاری و پلیسهگیری قطعه تولیدی و کوتاه کردن زمان سیکل ریختهگی تحت فشار حداقل هزینه مصرف شده برای ابزار و حداقل زمان مصرف برای تولید میباشد.
در طراحی قطعات به روش دایکاست مورادی مد نظر است مانند تولید با کیفیت بالا و داشتن حداقل هزینه پرداخت کاری و پلیسهگیری قطعه تولیدی و کوتاه کردن زمان سیکل ریختهگری تحت فشار و حداقل هزینه مصرف شده برای ابزار و حداقل زمان مصرف برای تولید میباشد.
در طراحی قطعات دایکاست ضخامت مقاطع ریختهگی را باید کاهش داد زیرا با افزایش وزن قطعات، هزینهبری و قیمت تولید آنها نیز افزایش پیدا خواهد کرد.
البته کاهش مقاطع قطعات ریختهگی باید به مقامت لازمه برای آنها لطمهای نزند.
امروزه برای اکثر آلیاژها، ضخامت دیوارها را حدودا mm1 و برای آلیاژهای روی مقداری بیشتر و برای آلیاژهای آلومینیم حدود mm3 در نظر میگیرند.
معمولا ضخامت هر مقطع باید یکنواخت باشد و از پشتبندها (Ribs) برای افزایش مقاومت و استحکام قطعات ریختهگی استفاده شود.
یکنواختی هماهنگی در ساخت مقطع باعث پر شدن راحت و بدون عیب قالب دایکاست میشود.
قالب های با روش تحت فشار باید دارای یک خط جدایش باشند و این خط جدایش بر روی قطعه ریختهگی اثری خواهد گذاشت و این حتی بعد از (Trimming) نیز خواهد ماند.
در طراحی قطعات ریختهگی، محل خط جدایش باید چنان انتخاب شد که اثری کمتر بر روی قطعه بیاندازد.
در روش دایکاست برای رسیدن به تولید فراوردههای ریختهگی با کیفیت بالا و سطوحی صاف و بینظیر، لازم است که قالب با سرعت زیادتری پر شود.
برای نمونه میتوان زمان پر شدن را بین یک صدم (01/0) تا یکدهم (1/0) ثانیه ( حتی برای قطعات بزرگتر) در نظر داشت و در قطعات حساس و با فرمهای پیچیده باید دیوارههای فلز پر کننده قالب جهت اجتناب از عیب و نقص، با جریانی نرم و بدون درهمی (Tarbulencc) وارد قالب شود و آنرا پر کند تا با این روش یکنواختی ضخامت دیوارههای قطعه فراهم شود.
استفاده از پشتبندها (Ribs) باعث افزایش مقاومت و پایداری و کاهش هزینهی مواد میشود و این پشتبندها را باید با گوشههایی گرد و یکنواخت آرایش داد تا مقاطع مجار قطعه مشترکا دارای مقاومت عالیتری شوند.
2- ساختمان عمومی قالبهای دایکاست همانطور که در شکل مشاهده مینمایید قالبهای دایکاست از دو بخش اصلی تشکیل یافتهاند: 1- نیمه ثابت قالب 2- نیمه متحرک و قسمت پران قالب این دو قسمت در خط جدایش قالب روی یکدیگر قرار میگیرند.
نیمه ثابت قالبها به صفحه بعدی یا صفحه ثابت بسته میگردد که کانال تزریق (spruw) در این بخش قرار دارد.
شکل 1 در شکل 1 عبارت از : 1- صفحه پران قالب ، 2- پین برگشت ، 3- نیمه متحرم قالب ، 4- حفره ، 5-راهگاه، 6- مخروط تزریق، 7-بوش تزریق ، 8-گلوئی ، 9-پین ثابت، 10- نیمه ثابت قالب ، 11-پران ، 12-چرخ ، 13-دنده شانهای شکل 2 بخش متحرک و قسمت پران قالب که شامل سیستم پران و راهگاههای تزریقی میباشد به صفحه متحرک بسته میشود.
معمولا حفره و محفظه قالب در داخل دو نیمه قالب قرار دارد و خط جدایش قالب به صوتی معینی میشود که هنگام باز شدن سیکل قالب، قطعه تولیدی دایکاست به نیمه متحرک قالب اتصال داشته باشد، تا با حرکت قالب قطعه تزریقی به بیرون انداخته شود.
بنابراین در ساختمان قالبهای دایکاست، قطعهای که دارای محفظههایی در یک طرف قالب میباشد باید قسمت (نر) در نیمه متحرک قالب ایجاد شود و تا سنبه پینهای پران (بیرونانداز) قطعه را از قالب جدا نمایند.
شکل 2 یک مکانیزم پران هیدرولیکی را نشان میدهد.
و در شکل 3یک سیستم پران مکانیکی را مشاهده مینمایید.
شکل 3 در سیستم پران مکانیکی، بعد از آن که عمل تزریق انجام گرفت و دو نیمه قالب از هم جدا شدند.
میلههایی که آنها را میله ضربه زننده مینامند به صفحه ثابت نزدیک شده و با جدا شدن کامل دو نیمه قالب، صفحات پران را به جلو هدایت خواهند نمود و بدین ترتیب قطعه تزریقی دایکاست و پولک منجمد شده پران (بیرون انداخته) میشوند و قالب آماده تزریق بعدی میشود.
البته در مواقعی از سیستم چرخ دنده شانهای استفاده میشود که یک جعبه دنده به قسمت متحرک قالب بسته میشود که در شکل 1نشان داده شده است.
4 جدول توضیحی فلزات و علامت اختصاری و عدد اتمی و ...
را نشان میدهد.
از ماشینهای دایکاست که با مکانیزم محفظه گرم کار مینمایند برای تزریق فلزاتی که نقطه ذوب پایین دارند استفاده میکنند مانند: 1- روی، 2- قلع، 3-آلیاژهای سرب از ماشینهای مجهز به مکانیزم محفظه سرد برای تزریق فلزاتی مانند: 1- آلومینیم، 2-منیزیم، 3-آلیاژهای مس استفاده مینمایند که در مواردی مانند وزن قطعه و فشار مورد نیاز در تزریق و ابعاد قالب در انتخاب دستگاه تاثیرگذار میباشد.
3- اصول طراحی قالبهای دایکاست در طراحی قالبهای دایکاست، عواملی را باید مد نظر داشت که عبارتند از: 1- محاسبه انقباض مواد و اضافه کردن به ابعاد قالب 2- انتخاب صحیح برای محل خط جدایش قالب 3- استفاده از متد شیب در قالب که باعث خروج سهل و آسان قطعه تولیدی پس از پران از قالب میشود.
4- استفاده از کشوئیها و ماهیچههای متحرک در قالب در مواردی که الزاما مورد نیاز میباشد.
5- طراحی صحیح کانال تزریق و راهگاهها 6- به کارگیری مواد مطلوب مانند فولادهای گرمکار و ...
عملیات حرارتی مناسب در قالب که میزان عمر و بهرهوری استاندارد قالب را تضمین خواهد کرد.
انتخاب مواد اولیه قالبها و فولادها بستگی به مقدار تولید و نوع فلز تزریقی دارد که بر اساس آن نوع فولادهایی که برای حفرهها و ماهیچهها و کشوئیها و پرانها (سیستم بیرونانداز) مشخص میشود.
در عملیات حرارتی فولادها باید دقت کافی مبذول شود و از معایبی که هنگام عملیات حرارتی پیش میآید جلوگیری شود که عبارتند از: 1-6و اصطلاحا خوب آب نگرفتن قطعات فولادی قالب 2-6 از حد سخت شدن قطعات فولادی 3-6 برداشتن و ایجاد ترک قططعات فولادی 4-6یداسیون و دگربوره شدن قطعات فولادی 7- طراحی سیستم بیروناندازی و پران که پس از باز شدن دو نیمه قالب، قطعه تزریقی را به راحتی از قالب پران نماید و استفاده از روانکاوری مطلوب به منظور جلوگیری از چسبیدن قطعات ریختگی به قالب و همچنین کاهش اصطکاک بین فلز مذاب و سطح قالب ضروری میباشد.
8- طراحی سیستم راهگاهی منتاسب شامل ورودیها به گلوئی تزریق و سربارهگیرها و هواکشها و سیستم خنک کننده قالب و برای کم کردن و کاهش انقباض قطعه تولیدی باید در مکانیزم راهگاهی، تغذیه کامل صورت بگیرد و سیستم راهگاهی، از حبس هوا در قطعه که ایجاد نواقصی در آن را میکند، جلوگیری نماید.
9- طراحی شیارهای هواکش در قالب، که این شیارها باعث تخلیه هوای داخل محفظه قالب میشوند.
یکی از روشها، تخلیه هوا از طریق سربارهگیرها و یا ایجاد شیارهایی که خط جدایش قالب را قطع میکنند و یا ایجاد تلرانس واقعی مجاز در سنبههای پران و بیرونانداز یا ماهیچهها که برای تخلیه هوای درون حفرهها مورد استفاده قرار میگیرد.
از مزایای روش ریختهگری تحت فشار و دایکاست میتوان به موارد ذیل اشاره نمود: 1- تولید قطعات دقیق و با فرمهای پیچیده 2- ساخت قطعاتی با دیوارههای نازک و باریک 3- پرداختکاری سطح خوب قطعات و صافی آنها 4- عدم نیاز به ماشینکاری بعد از تولید 5- استحکام قطعات در اثر سرعت سرد شدن 6- دقت ماهیچهگذاری در قالبهای دایکاست 7- تولید انبوه در مرحله تولید، به دلیل عمر و استحکام زیاد این قالبها.
10- استفاده از متد صحیح خنکسازی قالب که در تولید و عمر قالب اثری بسزا خواهد داشت.
در روش دایکاست، اکثرا برای برطرف کردن اشکالات و عیوب قطعات تولیدی، سیستم راهگاهی قالب را تغییر میدهند که نتیجهای مثبت خواهد داشت.
معمولا راهگاه در نیمه متحرک قالب ایجاد میشود و کلا عمق و پهنای راهگاهها به حجم مذاب تزریق شده بستگی دارد و شکل راهگاه باید به صورتی باشد که از حبس شدن و جمع شدن هوا در درون مواد مذاب جلوگیری نماید.
2- انواع قالبهای دایکاست قالبهای دایکاست به شکلهای مختلفی طراحی و ساخته میشوند و نوع محصول تولیدی و تعداد آن و عوامل دیگر در آنها دخالت دارند که عبارتند از: 1- قالبهای تک حفرهای، 2- قالبهای چند حفرهای، 3- قالب با حفرههای گوناگون برای تولید قطعات مختلف، 4- قالب با محفظههای قابل تعویض 1- قالبهای تک حفرهای در مواردی طراحی میشوند که حجم قطعه بزرگ باشد وب یش از یک حفره را نتوان در قالب ایجاد نمود و تولید و تعداد قطعه پایین و محدود باشد و در قالب احتیاج به کشویی و ماهیچه با طرح های پیچیده باشد.
2- از قالبهای چند حرفهای بیشتر در مواقعی که تولید انبوه مد نظر باشد استفاده میشود.
از معایب این روش میتوان به افزایش میزان ضایعات تولیدی در قالب اشاره کرد.
در طراحی و ساخت قالبهای چند حفرهای دایکاست که قطعات با دقت بالا را باید تولید نمایند، قسمتهایی از قالب مانند سنبهها و محفظهها، را طوری طراحی میکنند تا جا برای ماشینکاری داشته باشد و بعد از آنکه قالب را آزمایش کردند با محاسبه مقدار انقباض و ابعاد فرمهای قطعه تولیدی، به راحتی اندازههای نهایی و کامل شده را در قالب ماشینکاری نمایند و این از دوبارهکاری و ساختن قطعات مجدد برای قالب جلوگیری مینماید.
3- از روش طراحی قالب با حفرههای گوناگون برای تولید قطعات مختلف در مواردی استفاده میشود که طراحی صحیح محل گلوئی تزریق و راهگاهها انجام گرفته باشد و در این صورت کیفیت محصولات تولیدی عالی خواهد بود و میزان ضایعات کاهش پیدا خواهد کرد.
4- از روش قالب با محفظهی قابل تعویض برای ساخت قطعات مختلف تزریقی استفاده میشود.
در طراحی قالب از یک دست کفشک اصلی برای مونتاژ و بکارگیری محفظههایی با فرمهای گوناگون برای تولید استفاده میشود.
در طراحی این مدل قالبها باید راهگاهها طوری طراحی شوند که در راستای کفشک اصلی قرار بگیرند و نیز مکانیزم تزریقی و نازل در حین تعویض حفرههای قالب تغییر پیدا نکند.
از معایب این روش میتوان به ضایعات بالا اشاره کرد، زیرا هر قطعه تزریقی احتیاج به عوامل دیگر دارد که در تولید قطعات ناهمگون اشکالاتی را به وجود خواهد آورد.
همانطور که قبلا بیان شد عواملی که کیفیت و استحکام و عمر مفید قالب دایکاست را تعیین میکنند، عبارتند از: 1- پرداخت سطح حفره قالب که باید به اندازه لازم، صاف و صیقلی باشد و سطح آن توسط آب کروم یا الکترولیز نیکل آبکاری شود.
2- برطرف کردن عوامل فرسایش زودرس قالب که دمای فلز مذاب و نوع طراحی قالب در آن موثر میباشد و استفاده از قطعات جاسازی شده قابل تعویض در نقاطی از قالب که بیشتر در معرض فرسایش میباشند که با تعویض قطعات از کار افتاده و آسیب دیده قالب بازسازی شود.
3- استفاده مناسب از انواع فولادها ( با مراجعه به کاتولوگهای شرکتهای فولادسازی) در قطعات و حفرههای قالب و عملیات حرارتی استاندارد، که نقشی مهم در این امر دارد.
شکل 9-5 جدول پیشنهادی فولادها را نشان میدهد.
درجه حرارت مطلوب قالب: اگر قالبهایی بیش از حد مورد نیاز گرم شوند و حرارت ببینند امکان ایجاد فرسایش و ترکهایی در سطح قالب دچار اشکال میشوند و سیکل تولیدی متوقف خواهد شد، و بازسازی قالب همزمان بیشتر و هم هزینهبری اقتصادی خواهد داشت.
5- ماهیچهگذاری در قالبهای دایکاست از دو نوع ماهیچه استفاده میشود نوع ثابت و نوع متحرک که معمولا ماهیچههای متحرک بیش از باز شدن دو نیمه قالب و عمل پران، با حرکت کشوئیها از قالب جدا میشوند.