ریخته گری دایکاست

مهمترین مزایای تولید از طریق دایکاست عبارت‌اند از:

.اشکال پیچیده‌تری را می‌توان تولید کرد

·به دلیل آنکه قالب با سرعت و تحت فشار پر می‌شود قطعات با دیواره‌های نازکتری را می‌توان تولید کرد. در این روش نسبت طول قطعه به ضخامت قطعه به مراتب بیشتر از سایر روش‌ها است.

.نرخ تولید در این روش خیلی بالا است ، به ویژه اگر قالب‌های چند حفره‌ای باشد .

·معمولاً قطعه تولید شده به وسیله دایکاست از پرداخت سطح خوبی برخوردار است و احتیاجی به عملیات ماشین‌کاری بعدی ندارد و به دلیل عملیات فوق‌العاده اقتصادی است .

·قالب‌های دایکاست مثل قالب‌های ریژه معمولاً قبل از آنکه فرسوده شوند و در ابعاد قطعه تولید شده اختلافی به وجود آید، هزاران قطعه تولید خواهدکرد که در نتیجه سرمایه‌گذاری برای تولید قطعه کمتر است.

.نسبت به دیگر روش‌های تولید قطعه، از فلز مذاب با روش دایکاست مقاطع ظریفتری را روی قطعه می‌توان به وجود آورد.

.اغلب قطعات تولید شده با کمترین پرداخت، آماده آب فلزکاری هستند.

·قطعات آلومینیومی تولید شده توسط دایکاست معمولاً نسبت به روش‌های دیگر مانند ریخته‌گری آلومینیوم در ماسه مقاومت بیشتری دارند.

از طرف دیگر محدودیت‌های این روش به قرار زیر هستند:

·وزن قطعه محدود است و بندرت وزن قطعه از ۲۵ کیلوگرم بیشتر است و معمولاً کمتر از ۵ کیلوگرم است.

·نسبت به شکل قطعه و سیستم تغذیه قالب، مک دار بودن قطعه به دلیل وجود حباب هوا از مشکلات این روش تولیدی است .

·امکانات تولید از قبیل قالب ، ماشین، و لوزام جنبی نسبتاً گران است و در نتیجه فقط تولید انبوه آن، از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است.

·به غیر از موارد استثنایی فقط فلزاتی را می‌توان در دایکاست مورد استفاده قرار داد که نقطه ذوب آنها چیزی در حد آلیاژهای مس باشد .

ماشین‌های دایکاست به طور کلی دو نوع هستند:

· ماشین‌های تزریق با محفظه (سیلندر) گرم

· ماشین‌های تزریق با محفظه (سیلندر) سرد

اگر نقطه ذوب فلز تزریقی پایین باشد و به سیستم پمپ آسیب نرساند، پمپ می‌تواند مستقیماً در فلز مذاب قرار گیرد .به این سیستم، تزریق با محفظه گرم می‌گویند. در صورتی که فلز مذاب به سیستم پمپاژ آسیب برساند در یا صورت دستگاه پمپاژ نباید مستقیماً در فلز مذاب قرار گیرد.به این سیستم، سیستم تزریق با محفظه سرد می‌گویند.

ماشین‌های دایکاست با سیستم تزریق محفظه گرم

در این سیستم مواد مذاب در حداقل زمان و حداقل افت حرارت به داخل حفره قالب تزریق می‌ شوند.

در حالی که پیستون در بالا قرار دارد، مواد مذاب به داخل سیلندر فشار یا سیلندر تزریق راه یافته و پس از پایین آمدن پیستون ابتدا دریچه تغذیه بسته می‌ شود.سپس مواد مذاب با فشار از طریق مجرای گردن غازی به داخل حفره راه می‌ یابد .

پس از گذشت زمان لازم برای انجماد مواد، پیستون دوباره بالا می‌ رود و مواد جدید برای تزریق بعدی وارد سیلندر تزریق می‌ شود. نیروی لازم که به پیستون تزریق منتقل می‌شود، بسته به طرح دستگاه می‌تواند پنیوماتیک و یا هیدرولیک باشد.

قطعات مختلف را از وزن چند گرم تا ۲۵ کیلوگرم را می‌توان با این سیستم تولید کرد.در این روش با تغییر اندازه مجرای غازی قطعات با وزن متفاوت را می‌توان تولید کرد.

وزن قطعاتی که می‌توان با این روش تزریق کرد بستگی به عوامل زیر دارد :

· آلیاژ تزریق

· اندازه سطح خارجی قطعه

· نیرویی که دو کفه قالب را بسته نگه می‌دارد.

بسته به طرح دستگاه و متغیرهای عمل تزریق با این سیستم می‌توان از ۵۰ تا ۵۰۰ ضرب در ساعت تزریق کرد، البته با ماشین‌های ویژه طرح zipper تا ۲۰۰۰ و ۵۰۰۰ و حتی ۱۸۰۰۰ ضربدر ساعت می‌ توان تزریق کرد.

مجرای گردن غازی از چدن خاکستری و یا چدن آلیاژی نشکن و یا فولاد ریختگی ساخته می‌شود. نوع مواد بستگی به فشار دستگاه، مواد تزریقی و قیمت دستگاه دارد.

در هر صورت مواد مورد استفاده برای ساخت این قسمت‌ها می‌ یابد در مقابل حرارت و سایش مقاوم باشند. معمولاً مجرای گردن غازی دارای نازل قابل تعویض می‌باشد تا در صورت فرسوده شدن تعویض گردد،‌ زیرا آب‌بندی ناز با قسمت تزریق قالب از اهمیت بالایی برخودار است .

برای ساخت پوسته‌های داخلی مجاری عبور مذاب از فولاد گرمکار نوع ۱۳H یا فولاد گرمکار نیتروژه شده و یا فولاد نسوز ضد زنگ استفاده می‌شود.نازل باید دارای مقاومت در مقابل حرارت، فشار و سایش باشد، و معمولاً از چدن آلیاژی، فولاد گرمکار ۱۳H و یا فولاد نسوز ضد زنگ ساخته می‌شود.

سمبه تزریق این سیستم دایکاست معمولاً از چدن آلیاژی ساخته می‌شود و می‌توان بدون عملیات سختکاری آن را مورد استفاده قرار داد. برای اعمال فشار بهتر برخی اوقات روی سمبه تزریق، رینگ (شبیه رینگ پیستون اتومبیل) تعبیه می‌شود .

برای افزایش عمر سیلندر تزریق، سطح داخل آن را تا ۰.۷ میلیمتر اضافه‌تر از اندازة معمول (با پرداخت خوب ) می‌تراشند.پس از این عمل نسبت به اندازه نهایی سیلندر،قطر سمبه (با رینگ و یا بدون رینگ) انتخاب می‌شود .

لقی بین سمبه تزریق و سیلندر بین ۰.۰۰۲ تا ۰.۰۰۳ میلیمتر، به ازای هر میلیمتر قطر سیلندر پیشنهاد می‌شود.

دستگاه دایکاست با سیستم تزریق محفظه سرد افقی (Horizonal cold chambr machine)

در این سیستم محفظه تزریق به صورت سرد عمل کرده و فقط از حرارت مواد مذاب که در داخل آن ریخته می‌شود،حرارت می‌گیرد.قسمت پیشانی پیستون تزریق برای مقاومت در برابر مواد مذاب با آب خنک می‌شود.

جهت تسهیل در امر ریختن مواد مذاب، محفظه تزریق به صورت افقی قرار گرفته و در بالای آن یک سوراخ بارگیری تعبیه شده است.

در مرحله دوم پیستون شروع به حرکت کرده، ابتدا سوراخ بارگیری را مسدود کرده و سپس مواد مذاب را با فشار به سوی قالب می‌راند. در آخرین مرحله یعنی مرحله سوم پس از آنکه زمان مناسبی به مذاب داده شد که منجمد شود دو کفه قالب از یکدیگر باز می‌شوند.

هم زمان پیستون باز هم قدری جلو می‌آید که اولاً بیسکویت (پولک منجمد شده در قسمت جلوی سیلندر تزریق) را بیرون بیاورد و ثانیاً کمک کند پس از اتمام این مراحل،قطعه از قالب به بیرون پران شده و دو کفه قالب بسته شود، پیستون عقب آید و دستگاه آماده تکرار مراحل فوق و تزریق بعدی شود.

سیستم تزریق با محفظه سرد تقریباً برای تزریق کلیه فلزاتی مورد استفاده قرار می‌گیرد که قابلیت دایکاست شدن را دارند، ولی معمولاً برای تزریق آلومینیم، منیزیم و آلیاژهای مس استفاده می‌شود.مهم ترین مزیت این سیستم این است که اولاً اثرات حرارت فلز مذاب روی بخش تزریق دستگاه ناچیز است و ثانیاً با این سیستم، فشار تزریق را می‌توان به مراتب بالا برد.

این سیستم برای فشار از ۵۰۰ تا ۲۰۰۰ kg/cm۲ طراحی شده است ولی در سیستم‌های ویژه آزمایش فشار در حد kg/cm۲ ۳۰۰۰هم امتحان شده است (در خیلی از کتابها و دستورالعمل‌های طراحی قالب، فشار ۳۰۰ تا ۶۰۰kg/cm۲ برای تزریق آلومینیوم و فشار حدود kg/cm۲ ۱۴۰ برای تزریق آلیاژهای روی پشنهاد شده است(.

مهمترین محدودیت‌های این سیستم عبارتند از:

·لزوم داشتن وسایل جنبی برای تهیه ذوب و انتقال آن به سیلندر تزریق

.طولانی‌تر بودن مراحل مختلف تزریق به دلیل جدا بودن وسایل جنبی از دستگاه

·امکان ایجاد نقص در قطعه تولیدی به دلیل افت درجه حرارت مذاب

اندازه سیلندر و پیستون تزریقی بستگی به حجم ماده‌ای دارد که برای تزریق مورد نیاز است.اگر سیلندر تزریق بیش از اندازه بزرگ باشد مواد مذاب در کف آن قرار می‌گیرد و احتمال این که حباب‌های هوا در سیلندر محبوس شوند زیاد خواهد بود.

از طرفی اگر سیلندر تزریق بیش از اندازه کوچک باشد، مقدار مذاب کمتر از مقدار مورد نیاز برای تزریق قطعه خواهد بود و ممکن است مقداری از مذاب در مرحله شروع حرکت پیستون از سوراخ بارگیری به بیرون پاشیده شود.

لذا در طراحی سیستم تزریق و در تنظیم محل پیستون تزریق سعی بر آن است که در مرحلة اول پیستون تزریق سوراخ بارگیری را ببندد.حتی در بعضی طرح‌ها ابتدا پیستون تزریق آهسته حرکت کرده،سوراخ بارگیری را می‌پوشاند و سپس با سرعت خیلی بیشتر ادامه مسیر داده و مذاب را به داخل قالب،تزریق می‌کند.

سرعت پیستون تزریق بستگی به آلیاژ مذاب، اندازه و شکل قطعه، طرح و شکل راهگاه و گلویی تزریق قالب دارد و مقدار آن بین m/s۴۵ و m/s۲۷۴ متغیر است.لق نبودن سیلندر و پیستون تزریق و جذب بودن حرکت آنها در داخل یکدیگر الزامی است در غیر این صورت مذاب از جدار پیستون پس زده می‌شود و امکان گریپاژ پیستون وجود خواهد داشت.

جنس پیشانی پیستون اغلب از آلیاژ بریلیوم و مس یا فولاد آلیاژی نیتروره شده می‌باشد.جنس سیلندر تزریق اغلب از فولاد گرمکار ۱۳H و یا فولاد آلیاژی نیترور شده است و باید بتواند در برابر فرسایش و حرارت مقاومت کند.

از طرف دیگر مکانیزم تزریق باید محکم و مقاوم بوده و حرکت‌های سلیندر به پیستون نیرو دهنده و پیستون تزریق در یک راستا و نظام باشند.در صورتی که مورد فوق رعایت نشوند سیلندر تزریق و پیستون تزریق به سرعت فرسوده می‌شوند.

ماشین دایکاست با سیستم تزریق محفظه سرد عمودی:

این دستگاه‌ها به ماشین‌های دایکاست هم معروف هستند.به طور کلی دو نوع ماشین دایکاست با سیستم تزریق محفظه سرد عمودی وجود دارد. در نوع اول صفحات قالب به صورت افقی و در نوع دوم صفحات قالب به صورت عمودی قرار می‌گیرند.

همان طور که در شکل زیر پیداست مواد مذاب از پایین قالب تزریق می‌شود.هوای داخل حفره تخلیه گشته و در اثر افت فشار مواد مذاب به داخل محفظه تزریق مکیده می‌شوند.

فشاری که دو کفه قالب را به یکدیگر قفل می‌کند و فشار تزریق هر دو از یک منبع کنترل می‌شوند تا همیشه حالت بالانس بین این دو نیرو که عکس یکدیگر عمل می‌کنند،برقرار شود.

حسن این سیستم این است که به دلیل آنکه صفحات قالب به صورت افقی و سیلندر تزریق در پایین قرار گرفته احتمال این که قبل از اعمال فشار توسط پیستون تزریق مقداری مواد مذاب به داخل حفره رانده شود،به کلی از بین می‌رود.

در این سیستم برای بهبود تزریق و تعادل آن در قالب‌های چند حفره‌ای همان طوری که در شکل زیر ملاحظه می‌شود بهتر است تزریق از مرکز اعمال شود. در این صورت راهگاه از هر نقطه در محیط سیلندر می‌تواند منشعب شده و به گلویی تزریق وصل شود. البته در بعضی از طرح‌ها بسته به نیاز، سیلندر تزریق در حالت خارج از مرکز هم گذاشته می‌شود.

در این مدل محفظه تزریق از طریق یک بوش رابط مستقیماً به قالب متصل می‌گردد و همان طور که در شکل پیداست در هنگام بارگیری یک پیستون از پایین به بالا آمده و جلو برش رابط را می‌گیرد. پس از این مرحله پیستون بالا شروع به پایین آمدن کرده و مذاب از طریق بوش رابط با فشار به داخل قالب رانده می‌شود .

در آخرین مرحله،پس از گذشت زمان لازم برای انجماد مذاب، پیستون بالا به جای خود بازگشته،پیستون پایین بالا آمده و باقیمانده مواد را از بوش رابط قطع کرده و بیرون می‌آورد.البته همزمان قطعه تزریق شده نیز پران می‌شود.

یکی از نکات منفی این روش دایکاست این است که وجود دو پیستون که با هم کار می‌کنند باعث می‌شود که دستگاه بیشتر نیاز به تعمیر پیدا کند.همان عمودی قرار گرفتن محفظه تزریق می‌باشد که باعث می‌شود اولاً مواد مذاب فقط پس از حرکت پیستون و به صورت یک توده به داخل قالب رانده شوند.

ثانیاً حرکت آشفته مایع مذاب به حداقل رسیده وجود مک و یا حفره‌های ریز در قطعه تزریق شده کاهش یابد.

ماشین عمودی موقعی مورد استفاده قرار می‌گیرد که قطعه را با ماشین محفظه افقی نتوان تولید کرد.مثلاً قطعاتی که نیاز به فشردگی بیشتری دارند یا در مورد آنها قرار دادن قطعات اضافی در حفره قالب قبل از تزریق الزامی است و یا قطعاتی که با قرار دادن محل تزریق در وسط با کیفیت بهتری می‌توان آنها را تولید کرد.

قطعاتی که با ماشین‌های عمودی تزریق می‌شوند معمولاً در مقایسه با قالب‌های ریژه از پرداخت و فشردگی بیشتری برخوردارند و میزان تولید نیز به مراتب بالاتر است.همین صفحات مشبک اکنون با موفقیت به کمک ماشین عمودی با صفحات قالب افقی با سرعت و میزان بیشتری تولید می‌شود.خیلی از قطعات آلومینیوم آلیاژی مثلا صفحه اتو با همین روش تولید می‌شوند .

ساخت این قطعه اتفاقاً از قطعات نسبتاً مشکل می‌باشد زیرا اولاً المنت حرارتی نسبتاً بزرگی قبل از تزریق باید در داخل حفره قرار گیرد ثانیاً کف صفحه دارای مقطع ضخیم بوده و در سمت بالای آن مقاطع خیلی ظریف قرار دارد.

فشردگی (بدون حباب هوا بودن) قسمت پایین این قطعه از اهمیت بالایی برخوردار است زیرا باید تا حد آینه پرداخت شود. علاوه بر آن تولید این قطعه فقط در تعداد خیلی زیاد و در حد ۱۰۰۰۰ قطعه در روز اقتصادی می‌باشد.

ماشین‌های عمودی معمولاً‌ برای تولید قطعاتی به کار می‌روند که محل تزریق و قالب می‌باید ضرورتاً در مرکز باشد. قطعاتی را که دارای ضخامت نسبتاً زیادی در مرکز و پره‌های ظریف در کنار باشند با این نوع دستگاه می‌توان با کمترین حباب هوا تولید نمود.

تولید ماشین‌های عمودی به مراتب بالاتر از تولید با روش ریژه می‌باشد وی اصولاً ماشین‌های عمودی چه از نوع صفحات قالب افقی و چه از نوع صفحات قالب عمودی در مقایسه با ماشین‌های محفظه تزریق افقی کندتر می‌باشند.

روش قالب گیری فشاری:

فهرست :

· قالب گیری فشاری

· مراحل کلی فرآیند قالب گیری فشاری

· شرح فرآیند قالبگری فشاری و انتقالی

· انواع روشهای قالبگیری فشاری از نظر ساختمان قالب

· قالبهای فلاش دار

· قالب های سنبه ای کفی یا پله ای

· قالبهای مثبت

· انواع روشهای قالبگیری انتقالی از نظر ساختمان قالب

· برای تولید قطعات به روش فشاری

· مزایای و معایب فرآیند قالبگیری فشاری

· مزایای و معایب فرایند قالبگیری انتقالی

· عیب سرد جوشی

· عیب نیامد

· عیب مک های گازی

· عیب مک های انقباضی

· عیب آبلگی

· عیب مک های سوزنی (ریزمک)

· عیب ترک خوردگی

· عیب سخت ریزه

· عیب قطره های سرد

· نتیجه گیری

قالب گیری فشاری

قالب گیری فشاری ،یکی از قدیمی ترین فرآیندهای قالب گیری شناخته شده است. در این قالبها ماده پلاستیکی در محفظه قالب قرار گرفته وبا حرارت و فشار شکل می گیرد. در این قالبها ،معمولا از ترکیبات گرما سخت(ترموست)، بصورت عمده واستفاده می شود ولی از محصولات گرما نرم (ترمو پلاستیک) در برخی موارد و به ندرت استفاده می شود.

موادی که بعنوان شارژ اینگونه قالبها بکار می رود،دارای اشکالی بصورت پودر ،ساچمه ای ،لایه ای و پیش فرم می باشد.

قالبهای فشاری عمدتا دارای یک عیب میباشند بطوریکه ،در اثر فشار زیاد موجود در داخل قالب پین های ضعیف ودیوارهای نازک دفرمه می شوند و تغییر حالت دارند.بنابراین طراحان این گونه قالبها به منظور کم رنگ کردن این عیب ،از فرایند قالب گیری انتقالی کمک گرفته اند.سال ۱۹۰۹توسط آقای لئو بکلند ،جهت تولید پوسته رادیو پیدایش یافت.

فرایند قالب گیری انتقالی، در زمان جنگ جهانی دوم شناخته شد بطوریکه در ابتدا کاربرد عمده ای در صنایع نظامی داشت.

مراحل کلی فرآیند قالب گیری فشاری:

در صورت لزوم قالب را تمییز و مواد آزاد کننده را داخل قالب می ریزیم.

قالب را شارژ می کنیم.

قالب توسط پرس بسته می شود.

قبل از اینکه قالب بطور کامل بسته شود،قالب را کمی بازکرده تا گازهای محبوس از قالب خارج شود (تنفس قالب).

حرارت و فشار را اعمال کرده تا عمل قالبگیری تثبیت شود(در کاربرد فشار قبل از بسته شدن کامل قالب باید اندکی درنگ شود بطوریکه گازها بتوانند از محفظه قالب خا رج شوند(.

قالب را باز نموده و قطعه داغ را در فیکسچر خنک کننده قرار می دهیم.

معرفی روشهای قالب گیری :

· قالبگیری فشاری قالبگری انتقالی

· قالبگیری تحت فشار پیستون

· قالبگیری بصورت ریخته گی

· قالبگیری پرسی

لازم به ذکر است که دو روش اول بصورت عمده برای تولید قطعات پلاستیکی اعم از مواد ترمو پلاستیکی و ترمو ستی میباشد

شرح فرآیند قالبگری فشاری

در ابتدا قالب توسط شا بلن بار ریز که روی دستگاه پرس قرار دارد ،شارژ شده و قالب شروع به بسته شدن میکند ،بطوریکه سنبه قسمت روئی قطعه را فرم داده و قسمت زیرین قطعه تا سطح جدایش قالب در داخل محفظه پائینی فرم میگیرد.

در این قالبها دمائی در حدود ۱۳۰تا۲۰۰ درجه سانتی گراد توسط دو المنت گرم کننده حاصل میشود،ولی عمدتا دمای نیمه فوقانی قالب کمتر از نیمه تحتانی میباشد.

بطوری که معمولا قسمت فوقانی تا دمای ۱۴۵درجه سانتی گراد گرم شده و قسمت تحتانی تا دمای ۱۵۵درجه سانتی گراد گرم میشود. فشار لازم در حدود ۱۰۰تا۵۰۰ تن می باشد،البته این فشار با توجه به سطح تماس قطعه با قالب تعیین می شود.

شرح فرایند قالبگیری انتقالی

همانطور که در قسمت چکیده به آن اشاره شد،این فرایند قالبگیری به منظور بر طرف کردن عیب قالبگیری فشاری از این روش قالبگیری استفاده میشود.

در واقع عملکرد این روش قالبگیری به این صورت است که ابتدا مواد شارژ فالب بصورت سرد یا نیمه گرم داخل کانال بار ریز وارد و توسط یک سنبه فشار دهنده مواد از طریق روزنه هایی در سیستم ر اهگاهی ،به حفرهای اصلی قالب هدایت می شود.

قالبهایی که با این روش طراحی می شوند غالبا چند حفره ای میباشند،به خاطر اینکه از نظرهزینه مقرون بصرفه شوند.

انواع روشهای قالبگیری فشاری از نظر ساختمان قالب :

· قالب فلاش دار (( flash die

· قالب سنبه ای کفی یا پله ای flat die

· قالب مثبت positive die

· قالب نیمه مثبت semi positive die

لازم به به توضیح است که این قالبها بر مبنای اجازه ی ورود مواد به کانال فلاش دسته بندی شده اند که در اسلایدهای بعدی توضیح اضافی داده میشود .

قالبهای فلاش دار

در این قالب در اثر فشار حاصل از طرف پرس به مواد اضافی اجازه داده میشود که به راحتی به کانال فلاش راه پیدا کند.در این روش قالبگیری، فلاش معمولا به صورت افقی است .

در این روش قلبگیری لازم است، علاوه بر هزینه طراحی و ساخت،هزینه ای برای سنگ زدن پلیسه حاصل شده در اطراف قطعه در نظر بگیریم .

در واقع یکی از معایب اینگونه قالبها،همین هزینه اضافی می باشد.

مزیت این گونه قالبها در ارزان بودن و ساده بودن آنها است.

کاربرد این قالبها برای تولید قطعاتی از مواد پلاستیکی با ضریب بالک پایین و قطعاتی که رعایت ضخامت یکنواخت دیوارهای آن مهم نباشد.البته یکنواختی ضخامت دیوارها تا حد زیادی به دقت میله های راهنمای قالب بستگی دارد .

تعریف ضریب بالک:

حاصل تقسیم حجم مواد فرم نگرفته به مواد فرم گرفته را ضریب بالک گویند.

قالب های سنبه ای کفی یا پله ای

این قالبها شبیه قالبهای فلاش دار میباشند ، با این تفاوت که در اینجا یک محفظه بار دهی به مجموعه قالب اضافه شده است .

پله ی کفی عموما ۱۶/۳ اینچ عرض دارد به منظور خروج مواد اضافی که از بین سنبه و محفظه نشت میکند.

این قالبها ،قطعات را با چگالی یا دانسیته بیشتری نسبت به نوع فلاشدار می سازند.

قطعات با پین های کوچک و مقاطع ظریف از این راه قابل ساخت هستند.

در این گونه قالبها نیز همانند قالبهای فلاشدار سنگ زنی فلاش یا پلیسه با مقدار کمتری نسبت به قبل لازم است.

قالبهای مثبت

در این قالبها فضای خیلی کمتری نسبت به دو نوع قبل برای خروج مواد اضافی به داخل کانال فلاش تعبیه شده است .

سنبه در محفظه فالب دارای انطباق کاملا جذب بوده و تلرانس در هر طرف ۳ هزارم اینچ میباشد .

این قالبها برای قالبگیری مواد با فیلر پارچه ای و قطعات عمیق مانند محفظه رادیو بکار میرود و از هر قالبی برای قالبگیری مواد با فیلر پارچه ای مناسب تر هستند .

مزیت این قالبها در این است که پلیسه یا فلاش بصورت عمودی میبا شد و به سادگی بر طرف میشود.

مهمترین عیب این قالبها خراشیدگی محفظه ی قالب توسط سنبه است که مستقیما اثر آن روی قطعه مشاهده میشود .

قالبهای نیمه مثبت

این قالبها متشکل از یک قالب سنبه ای پله دار و یک قالب مثبت هستند .

از این قالبها برای ساخت قطعات با عمق زیاد ، قطعاتی که در ته آنها مقاطع بزرگ و قطعا تی که در برخی از مقاطعشان اختلاف ضخامت وجود دارد بکار میروند.پلیسه یا فلاش ایجاد شده به راحتی توسط سنگ بر طرف می شوند.

معمولا برای فرم دادن ملامینها و ترکیبات اوره ای از این نوع قالبها کمک می گیرند.لقی بین سنبه و ماترس ۱هزارم اینچ در هر طرف است.معمولا این گونه قالبه را بصورت چند محفظه ای با محفظه ی باردهی مشترک می سازند.بطوریکه به آنها قالبهای ویژه اطلاق میشود زیرا گاهی حتی بیشتر از یکصد محفظه درآنها تعبیه شده است .

نکات:

مکانیزم تولید قطعه در قالبهایی که در اسلاید قبل توضیح داده شد برای تولید قطعاتی بود که در دیواره ی جانبی آنها هیچ گونه حفره یا سوراخ وجود نداشت.حال اگر بخواهیم قطعاتی را که دیوا ه ی آنها دارای حفره یا سوراخ می باشد را تولید کنیم لازم است که این قالبها را بصورت تکه ای با سنبه ی ماهیچه جانبی و متحرک بسازد.

علاوه بر این مکانیزم با توجه به نیاز از مکانیزم صفحه ی بیرون انداز بجای پینهای بیرون انداز و مکانیزم فنری نیز استفاده میشود.

روشهای قالبگیری انتقالی از نظر ساختمان:

۱. قالبهای لوله راهگاهی

۲. قالبهای پیستونی

لازم به ذکر است که این تقسیم بندی توسط انجمن مهندسین امریکا صورت گرفته است.

قالبهای لوله راهگاهی

در این قالب ها پلا ستیک ها بر اثر نیروی وزن خود، از طریق لوله راهگاه به داخل قالب هدایت میشوند.

قالبهای پیستونی

در این قالب ها مواد پلاستیکی وارد شده به کانال بارریز توسط پیستون فشرده شده ، تا حدی که به سطح جدایش قالب فشار وارد میشود.

اجزاء ساختمانی پلاستیکها (شامل ترموستهاوترمو پلاستیکها)

رزین: عنصر چسباننده

نرم کننده:

این ماده آلی برای بهبود سختی ، مقاومت ،قابلیت ارتجاعی قطعه وسهولت در امر قالبگیری به پلاستیک اضافه میشود.

عنصر فیلر:

این عنصر نقش پر کننده گی دارد و جنس آن میتواند از گرد چوب، پارچه،سفال وغیره با شد.

رنگ:

برای بهبود شکل ظا هری محصولات پلاستیکی،به آنها اضافه میشود.ترموستها کلا دارای رزین پلاستیک و عنصر پر کننده بوده وترموپلاستیک ها دارای رزین پلاستیک و رنگ می باشند،البته ماده ی نرم کننده در هر دو نوع پلاستیک استفاده میشود.

کاربرد قالبهای انتقالی

· تولید قطعات با مقاطع پیچیده ویا با ما هیچه های جانبی مشکل

· تولید قطعات با مغزیهای نازک و پیچیده

· تولید قطعات با سوراخهای کوچک و عمیق

· تولید قطعات با چگا لی یکسان تری نسبت به روش قالبگیری فشاری

· تولید قطعات دقیق

· تولید قطعات با پلیسه کمتر(خصوصا برای مواد ترموست با فیبرپارچه ای)

· تولید قطعات با وزن سنگین تر برای مثال مواد ترموست از جنس ملا مین ،فرم آلدئید وقطعات با فیبر الیاف نساجی.

برای تولید قطعات به روش فشاری نیاز به پرسهایی داریم که :

تناژ بالا داشته باشند(معمولا۲۵۰ تن(

به شابلن بار ریز مجهز باشند یا قابلیت نسی این قسمت راد اشته باشند.

به سیستم محرکه هیدرولیکی مجهز باشند (بمنظور تنظیم سرعت حرکت پرس)

در فرایند قالب گیری انتقالی علاوه بر موارد فوق به پرسهایی با تناژ کمتر و مخصوص نیاز داریم.

پرسهای مخصوص به پرسهایی اطلاق می شود که بتوانند هم عمل بستن صفحات قالب را انجام داده وعمل بارریزی،فشار وحرارت را تواما بوجود بیاورند.

مزایای فرآیند قالبگیری فشاری:

· ضایعات کم است(در این قالبها لوله راهگاه و کانال هدایت مواد وجود ندارد.(

· هزینه تجهیزاتی نسبتا اندک است.

· عملیات می تواند بصورت خودکار یا دستی انجام بگیرد.

· محصول تولید شده کامل می باشد.

· جریان مواد در زمان کوتاه انجام شده در نتیجه تنش در قطعه و سائیدگی در قالب کم است.

· قطعه دارای انسجام و یک پارچگی ساختار ی می باشد.

· قطعات طویل به راحتی با این روش تولید می شوند.

معایب فرایند قالبگیری فشاری:

· قالبگیری قطعات پیچیده دشوار می باشد.در این قالبها به قسمتهای داخلی قالب مثل پین های بیرون اندز براحتی آسیب وارد میشود.ممکن است برای تولید برخی قطعات سیکل زمانی از حد استاندارد (۲الی۴دقیقه) به طور چشمگیر زیاد شود.محصولات معیوب در این روش مجددا قابل باز یابی نیستنند.

مزایای فرایند قالبگیری انتقالی:

در این فرایند نسبت به روش قبل به فشار کمتری نیازست ،بنابراین میتوان از پرسهایی با تناژ کمتر استفاده کرد.

بعلت فشار کمتر هیچ گونه صدمه ای به قالب و اجزاء داخلی آن وارد نمی شود.

در این روش می توان ابتدا مادهی اولیه را گرم کرد و سپس آن را به داخل قالب تزریق نمود که نتیجه آن بهبود توزیع دما در ماده اولیه و تشکیل شبکهای عرضی ملکولی بطور سریع میباشد .

زمان گردش عملیات کاهش یافته که نتیجتا از عیوب قطعات می کاهد.

از طرفی بهبود در جریان مواد در این قالب ها ،توانایی تولید اشکال پیچیده را فراهم می آورد.

معایب فرایند قالبگیری انتقالی:

بعلت اینکه این قالبها معمولا چند حفره ای میباشند، هزینه تولید آنها زیاد است.اینگونه قالبها بخاطر داشتن کانال بارریز جدا گانه به امکانات ویژه نظیر پرسهای مخصوص نیاز دارند.

بررسی انواع عیوب ریخته گری در قطعات آلومینیومی ریختگی تحت فشار:

عیب سرد جوشی

عبارت است از برخورد دو جبهه از فلز مذاب اکسید شده که باعث ناپیوستگی در قطعه ریخته شده می شود . در صورتی که انجماد فلز خیلی پیشرفته باشد اتصال دو جبهه مذاب بطور کامل انجام شده و سردجوشی به صورت کشیدگی در قطعه ظاهر می شود .

نحوه ایجاد عیب سرد جوشی:

سردجوشی نتیجه تقسیم شدن موج مذاب در طول پر شدن قالب می باشد این تقسیم شدن می تواند در اثر وجود یک مانع در راه عبور مذاب ( پین یا ماهیچه ) باشد و یا در اثر یک انسداد ناشی از جاری شدن به صورت جت می باشد حضور اکسید در فلز مذاب قبل از ریخته گری پدیده سردجوشی را شدیدتر می نماید.

عیب نیامد:

عیبی است که در اثر نرسیدن مذاب به قسمت هایی از قطعه ایجاد می شود این عیب می تواند در نواحی نازک قطعه ایجاد شود و از نظر ظاهری به عیب سردجوشی شبیه است

نحوه ایجاد عیب نیامد

عیب نیامد نتیجه تقسیم شدن جبهه مذاب در حین پر شدن قالب است فلز خیلی سرد بوده و یا زمان پر شدن قالب خیلی طولانی می باشد و یا حتی ممکن است جهت حرکت مذاب در قالب در حین پرشدن قالب نامناسب باشد.به طوری که مذاب مسیر طولانی را برای رسیدن به هدف بپیماید در این حال قبل از اینکه قالب توسط مذاب پر شود انجماد آغاز شده و نیامد ایجاد می شود.

عیب مک های گازی

این عیب به صورت مک هایی با دیواره صاف ظاهر می شود که شکل کروی داشته و با سطح خارجی نیز ارتباطی ندارند سطح داخلی این مک ها معمولا ً براق بوده اما گاهی ممکن است تا حدودی اکسیده نیز شده باشد که بستگی به منشأ ایجاد مک ها دارد .

نحوه ایجاد عیب مک های گازی

الف ) حبس هوا در حین پر شدن قالب

پرشدن قالب های ریخته گری تحت فشار معمولا به صورت تلاطمی انجام شده و این تلاطم باعث حبس هوا در قالب می شود .

ب) حبس هوا در محفظه نگهدارنده مذاب :

در ماشین های محفظه سرد در هنگام اولین فاز تزریق ذوب هوا می تواند وارد مذاب شده و در هنگام پر شدن قالب هوا در بخش های زیادی از مذاب محبوس گردد .

پ) حبس گاز در محفظه سیلندر تزریق : این حالت در اثر تبخیر و یا تجزیه ماده حلال موجود در روانساز پیستون ایجاد می شود در نتیجه در هنگام ورود مذاب به این قسمت ها باید ماده روانساز به صورت خشک باشد .

ت) حبس گاز از طریق مواد مذاب : همان فرآیند ذکر شده در فوق می باشد که ناشی از تبخیر ناقص روانساز قالب و یا تجزیه آن هنگام رسیدن مذاب می باشد .

ث) آزاد شدن گاز حل شده در فلز مذاب:

آلومینیوم و آلیاژهای آن به راحتی آب و دیگر ترکیبات هیدروژن دار ( مانند روغن و گریس ) را تجزیه می نمایند. هیدروژن آزاد شده در هنگام این تجزیه در فلز حل شده و هر چه دما باشد میزان ورود هیدروژن به فلز نیز بیشتر خواهد بود.

برعکس حلالیت هیدروژن درآلومینیوم در حالت جامد عملا ً ناچیز است در نتیجه در حین انجماد هیدروژن حل شده در مذاب آزاد شده و ایجاد سوراخ های ریز می نماید .

عیب مک های انقباضی :

مک های انقباض به صورت حفره با فرم و اندازه متغیر می باشند این مک ها بر عکس مک و حفره های گازی سطوح صاف و براق نداشته و کم و بیش حالت کندگی و سطوح دندریتی دارند.

نحوه ایجاد عیب مک های انقباضی

در هنگام انجماد فلز دچار انقباض حجمی گردیده و در صورت عدم وجود فلز مذاب جبران کننده انقباض ، این انقباض به صورت یک یا چند حفره ظاهر می گردد.

این حفره ها می توانند در سطح قطعات ریختگی ظاهر شوند ( مثلا در مواردی که مذاب در شمش ریزی منجمد می شود ) و یا برعکس به صورت بسته در داخل قطعه محبوس گردند که معمولا در ریخته گری تحت فشار مشاهده می شود

عیب آبلگی

عیب آبلگی همانند حفره های گازی است اما در سطح قطعه ظاهر می شود همچنین در مورد قطعات نازک این عیب می تواند در دو سطح قطعه نیز ظاهر شوند .

طریقه ایجاد عیب آبلگی

روش ایجاد آبلگی همانند ایجاد عیب حفره های گازی است ولی در این مورد آزاد شدن هیدروژن حل شده بر خلاف ایجاد حفره های گازی ، به صورت غیر کافی انجام می گیرد.در این حال در صورتی که درجه حرارت قطعه در هنگام باز کردن قالب بیش از حد بالا باشد.

مقاومت مکانیکی آلیاژ بسیار ضعیف بوده و حفره های گازی ایجاد شده تحت فشار فوق العاده قوی موجب تغییر شکل قطعه در نواحی نزدیک سطح می شوند.همچنین در صورت نازک بودن قطعه نسبت به قطر حفره گازی نیز عیب فوق به وجود می آید

عیب مک های سوزنی ( ریزمک)

ریز مک های سطحی به صورت سوراخ های بسیار ریز ( چند صدم میلی متر ) و اغلب به صورت گروهی مشاهده می گردند.

نحوه ایجاد عیب مک های سوزنی

الف ) حبس گاز : در این مورد تاول های ریزی به وسیله حباب های گازی که در نواحی بسیار نزدیک سطح محبوس گردیده اند ایجاد می شود .

ب) اکسیدها : اکسیدهای موجود در فلز نیز می توانند عیب فوق را ایجاد نمایند .

عیب ترک خوردگی:

عیب ترک خوردگی به صورت ایجاد ترک های کم و بیش نازک و عمیق ظاهر می شود در برخی موارد این ترک ها می توانند حتی ضخامت قطعه را نیز طی نمایند .

نحوه ایجاد عیب ترک خوردگی

این نوع ترک ها بین دانه ای بوده و به فرم های غیرمنظم می باشند این ترک ها هنگامی ایجاد می شوند که آلیاژ در انتهای انجماد تحت تنش باشد.در اغلب موارد خطر ایجادترک در نواحی از قطعه که مستعد ایجاد تنش می باشند و در نقاط گرم بیشتر است.

عیب سخت ریزه

این عیب به صورت ناهنجاری ساختاری و یا حضور اجسام خارجی می باشد که در حین ساخت و یا فرسایش و یا شکست ابزار برش ایجاد می شوند.

نحوه ایجاد عیب سخت ریزه

عیب سخت ریزه در ریخته گری تحت فشار می تواند مبدأ متفاوتی داشته باشد .

الف ) ترکیبات بین فلزی

الف – ۱ – ترکیبات m-Al(Fe,Mn)Si

این ترکیبات بر روی برش های قطعات به صورت سوزن های کوتاه دیده می شود که در حقیقت به صورت ذرات بریده مشاهده می شود .

الف – ۲ – ترکیبات x-Al(Fe,Mn)Si

این ترکیبات به فرم خطوط چینی ریز مشاهده می شوند این ترکیبات نسبت به ترکیبات قسمت قبل (m-Al(Fe,Mn)Si) بر روی خواص مکانیکی ضرر کمتری داشته و در فرآیند ساخت عملا ً مشکلی را ایجاد نمی نمایند .

الف – ۳ – ترکیبات c-Al(Fe,Mn)Si

این ترکیبات به شکل بلورهای چند وجهی با طول متغیر می باشند این نوع ترکیبات هنگامی ایجاد می شوند که درجه حرارت حمام مذاب به کمتر از حد معینی باشد که این حد بستگی به مقدار آهن ، منگنز و کروم در آلیاژ دارد.

ب) اکسیداسیون ، واکنش با دیرگدازه ها

آلیاژهای آلومینیوم مخصوصا ً در حالت مایع طبیعتا بسیار اکسید شونده هستند روی حمام آلیاژ مذاب معمولا لایه ای از اکسید آلومینیوم ایجاد می شود که به آن اکسید آلومینیوم گاما می گویند.

این لایه به شدت محافظت کننده است اما طی چند ساعت یا چند ده ساعت به اکسید آلومینیوم آلفا تبدیل می شود سرعت تبدیل تابعی از درجه حرارت می باشد از طرفی سرعت اکسیداسیون همچنین به حضور برخی عناصر آلیاژی و از همه مهم تر در ریخته گری تحت فشار بستگی به حضور فلز روی در آلیاژ دارد .

پ) ذرات خارجی

آزمایش سیستماتیک بر روی تعداد زیادی از نمونه ها به کمک میکروسکوپ الکترونیکی نشان داده اند که اغلب ذرات خارجی موجود در قطعات ، متشکل از ذرات دیرگدازنشان داده اند که اغلب ذرات خارجی موجود در قطعات ، متشکل از ذرات دیرگداز ،(احتمالا ً با شکل تغییر یافته در اثر واکنش با آلومینیوم و یا ذرات بوته ) می باشند .

عیب قطره های سرد

قطرات سرد به صورت طبله های کم و بیش کروی به صورت محبوس در روی قطعه ظاهر می شوند واغلب موارد نیز قابل حل شدن و ایجاد پیوستگی ساختاری با فلز اطراف خود نمی باشند تنها راه تشخیص این عیوب ، بررسی ریز ساختار آنها می باشد.

نحوه ایجاد عیب قطره های سرد

قطرات سرد قسمت هایی از فلز هستند که به سمت دیواره های قالب و یا ماهیچه پاشیده شده اند و بلافاصله نیز منجمد گردیده اند بدون آنکه بتوانند توسط مذاب بعدی حذف گردند.این قطرات منجمد در داخل قطعه محبوس شده ، بدون آنکه ذوب مجدد شده باشند این قطرات فقط باعث ایجاد یک غیرهمگونی در ساختار فلزی می شوند .

علل عیب سرد جوشی :

· عدم تنظیم حرکت پیستون تزریق

· طرح نامناسب سیستم مذاب رسانی

· پایین بودن سرعت دومین فاز مرحله تزریق

· بیش از حد بودن مقدار مذاب تزریق شونده

· سرد بودن قالب

· سرد بودن مذاب هنگام تزریق

· کوتاه بودن کورس ( زمان ) دومین مرحله تزریق

علل عیب مک های گازی

· طرح نامناسب سیستم مذاب رسانی

· کم بودن سرعت دومین مرحله تزریق

· بالا بودن سرعت دومین مرحله تزریق

· طولانی بودن زمان مرحله تزریق

· مشکل قالب گیری

· عدم وجود هواکش به میزان کافی در قالب

· کیفیت نامناسب مذاب ( تمیز نبودن یا حضور اکسیدها)

· عدم تنظیم سرعت مرحله اول تزریق

علل عیب مک های انقباضی :

· فشار نامناسب مرحله سوم ( تزریق

· عدم تنظیم حرکت پیستون تزریق

· طرح نامناسب سیستم مذاب رسانی

· سرعت خیلی پایین مرحله دوم تزریق

· گرم بودن قالب

· کیفیت نامناسب مذاب ( تمیز نبودن یا حضور اکسیدها

علل عیب آبلگی

· عدم تنظیم حرکت پیستون تزریق

· سرعت پایین مرحله دوم تزریق

· بالا بودن سرعت مرحله دوم تزریق

· طولانی بودن زمان مرحله دوم تزریق

· مشکل قالب گیری

· عدم وجود هواکش به اندازه کافی در قالب

· کیفیت نامناسب مذاب ( تمیز نبودن یا وجود اکسیدها

· عدم تنظیم سرعت مرحله اول تزریق

علل عیب مک های سوزنی :

· طرح نامناسب سیستم مذاب رسانی

· طولانی بودن زمان مرحله دوم تزریق

· زمان نامناسب قالب گیری

· عدم وجود هواکش به میزان کافی در قالب

· کیفیت نامناسب آلیاژ مذاب ( تمیز نبودن یا وجود اکسیدها

· عدم تنظیم سرعت مرحله اول تزریق

علل عیب ترک خوردگی:

· نامناسب بودن عمل تزریق

· فشار نامناسب مرحله سوم تزریق

· گرم بودن قالب

· گرم بودن مذاب تزریق شونده

· مشکل قالب گیری

· کیفیت نامناسب مذاب ( تمیز نبودن یا وجود اکسیدها

· علل عیب سخت ریزه:

· نامناسب بودن ترکیب شیمیایی آلیاژ

· نامناسب بودن زمان انجماد

· وجود ترکیبات بین فلزی در آلیاژ

· اکسید شدن آلیاژ و واکنش با دیرگدازه ها

· وجود هر گونه ذرات خارجی در آلیاژ

علل عیب قطرات سرد:

· عدم تنظیم حرکت پیستون تزریق

· طرح نامناسب سیستم مذاب رسانی

· پایین بودن سرعت مرحله دوم تزریق

· سرد بودن مذاب تزریق شونده

· کوتاه بودن زمان مرحله دوم تزریق

نتیجه گیری:

با توجه به مزایا و معایب قالبهای فشاری به این نتیجه می رسیم که فرایند قالبگیری فشاری یک روش کاملا مناسب برای تولید قطعات فشرده،طویل وقطعاتی که دقت زیادی ندارند ، میباشد.از طرفی از این فرایند بطور عمده برای تولید قطعات ترمو ستی استفاده میشود.

بخاطر اینکه در این روش قطعاتی با ساختاری فشرده تولید میشود،امروزه استفاده از این روش برای تولید قطعات حساس همچون چرخ اتومبیل روبه افزایش است