قالب دایکاست

قالب دایکاست چیست ؟ چه ویژگی دارد؟

قالب دایکاست به قالبی گفته می‌ شود که مواد مذاب در آن با حرارت بالا و فشار زیاد توسط دستگاه دایکاست جهت تولید قطعات فلزی تزریق می‌ شوند. قالب دایکاست امروزه در تولید قطعات فلزی با جنس نرم اهمیت ویژه ‌ای دارد.

جنس هایی مثل آلیاژهای روی، آلومینیوم با وزن هایی از چند گرم تا چند کیلوگرم را با روش تزریق دایکاست می توان تولید نمود. طراحی این قالب ها و ساخت آن ها نیاز به تجربه زیادی دارد. زیرا در تولید آن ها فشار بالایی به وسیله دستگاه تزریق به قالب وارد می‌ شود. بنابراین قالب ساز باید توانایی بررسی فشار وارده به فولاد را داشته باشد.

عوامل تاثیر گذار در کیفیت طراحی قالب دایکاست:

در طراحی قالب دایکاست عوامل متعددی را باید در نظر گرفت. به خصوص در مورد ویژگی های قالب و پروژه ای که در دست داریم باید به این نکات توجه کنیم این عوامل عبارتند از:

زاویه خروج

برای خروج فلز ریخته گری شده از درون قالب به زاویه خروج نیاز است. از آنجایی که زاویه خروج ثابت نیست و بنا به زاویه دیواره متفاوت می باشد، ویژگی های چون نوع آلیاژ مورد استفاده و ذوب شده، عمق قالب و شکل دیوار بر این فرآیند تاثیرگذار هستند. از طرفی ممکن است دیواره های داخلی جمع شوند. بنابراین به شیب بیشتری در قیاس با دیواره های بیرونی نیاز دارند.

خط های جدایش

خط های جدایش بخش های متفاوت یک قالب را به هم وصل می کند. اگر بنا به دلایلی خط جدایش دقیق نباشد، یا به علت فشار کار شکل آن تغییر کند ممکن است ماده ریخته شده از شکاف میان قطعات قالب نشت کند. در نتیجه از یکپارچه شدن قالب گیری جلوگیری شود و در قطعه شکاف های زیادی ایجاد گردد.

 شیارها

شیارهای دایکاست به طور معمول در محصولاتی که دارای ضخامت دیواره کم هستند به کار برده می ‌شوند. قرار دادن شیارها سبب کاهش احتمال ترک خوردن در اثر ضخامت نامتناسب با فشار می گردد. هم چنین سبب کاهش وزن محصول شده و قابلیت پر کردن را بهبود می ‌بخشد.

برجسته کاری

منظور از برجسته کاری در واقع همان گره های دایکاست  می‌ باشد. این گره ها در طراحی قالب نقش نقاط نصب را دارند. گاهی اوقات تولیدکنندگان در ساختار داخلی برجسته کاری سوراخ اضافه می کنند تا مطمئن شوند که در محصول قالب گیری شده ضخامت دیواره ها یکپارچه خواهد بود. در برجسته کاری های عمیق فلز  به راحتی نمی تواند پر شود. بنابراین شیار یا نوار جهت حل این مشکل بسیار ضروری می باشد.

مواد مورد استفاده در دایکاست

دایکاست یا ریخته گری تحت فشار معمولا برای ساخت قطعاتی که از جنس آلیاژهای نرم و با درجه ذوب پایین هستند استفاده میشود. آلیاژهای مس، آلومینیوم، منیزیم و روی از جمله متداول ترین مواد استفاده شده در روش ریخته گری می باشند. دایکاست برای ساخت قطعات چدنی نیز به کار برده می شود.

اصول طراحی قالب دایکاست

طراحی قالب دایکاست یا ریخته گری باید با توجه به قابلیت ساخت ضخامت دیواره ها، وزن قالب، یکنواختی ضخامت، شکل گوشه ها، زاویه خروج و نیز بهینه سازی فرآیند صورت گیرد.

  نکات مهم در طراحی  این قالب

 حداکثر ضخامت دیواره

به طور کلی با کاهش ضخامت قطعه، چرخه ریخته گری یا زمان تزریق و نیز خنک کردن کاهش می یابد. این پارامتر روی مواد مذاب مورد نیاز جهت ساخت و حجم قطعه اثر گذار می باشد. بنابراین ضخامت قطعه باید طوری طراحی شود که مواد مصرفی و زمان مدیریت بهینه گردد.

 شکل گوشه

هر چقدر شکل گوشه‌ های قطعه دارای شعاع بیشتری باشد، احتمال به وجود آمدن تنش و ایجاد شکستگی در قطعه کاهش می یابد. شعاع داخلی گوشه ‌های قطعه باید با ضخامت دیواره آن برابر باشد.

کاربرد دایکاست

این روش در تولید کالاهای مصرفی و قطعات تجهیزات صنعتی به خصوص قطعات اتومبیل کاربرد گسترده‌ای دارد.

نزدیک به ۶۰ درصد از قطعات تولید شده در خودرو سازی به روش دایکاست میباشند. این روش در صنایع هوافضا، ساخت لوازم خانگی، تجهیزات الکترونیکی و جواهرسازی استفاده می شود.

دایکاست شامل پنج مرحله اصلی می باشد:

1-آماده سازی قالب دایکاست

اولین مرحله در ساخت قالب دایکاست یا ریخته گری تحت فشار آماده نمودن قطعات قالب دایکاست می باشد. این قالب از دو بخش متحرک و ثابت تشکیل شده است. بخش ثابت آن روی صفحه ثابت دایکاست بوده و بخش متحرک آن نیز روی صفحه متحرک دستگاه قرار دارد. در بخش آماده سازی موارد زیر اتفاق می‌ افتد:

 تمیزکاری: تمیز کردن مواد باقی مانده روی هر قسمت از قالب و پاک نمودن سطوح قطعات بعد از چرخه ریخته گری با هدف ممانعت از کاهش کیفیت سطح قطعه.

 روانکاری: استفاده از روان کننده هایی چون روغن یا گریس برای روان کردن قطعات بعد از هر دو الی سه چرخه ریخته گری، با در نظر گرفتن جنس قالب و برای سهولت باز و بسته نمودن قالب.

 بستن قالب: متصل نمودن بخش ثابت و متحرک، محکم نمودن آن ها و به کار بردن نیروی مناسب جهت ثابت نگه داشتن قالب در زمان تزریق مواد مذاب.

فرآیند آماده سازی قالب به طور معمول به ابعاد قطعات وابسته می ‌باشد. هرچه دستگاه بزرگتر و ابعاد قالب بیشتر باشد زمان لازم برای تمیز کاری و روانکاری نیز افزایش می‌ یابد.

2-تزریق نمودن مواد مذاب درون قالب

در این مرحله از درون کوره، فلز مذاب به محفظه دستگاه منتقل می گردد. نحوه انتقال این مواد به نوع دستگاه دایکاست و اینکه محفظه گرم است یا سرد بستگی دارد. بعد از انجام انتقال، تزریق فلز مذاب تحت فشار بالا به درون قالب انجام می گیرد. در روش دایکاست فشار تزریق به طور معمول بین ۷۰ الی ۱۴۰ بار می باشد. این فشار تامین کننده نیروی مورد نیاز جهت ثابت نگه داشتن مواد مذاب در حین فرآیند انجماد به ‌شمار می ‌رود. به مقدار مواد مذاب تزریق شده به داخل قالب شات گفته می شود.

زمان تزریق نیز به زمان مورد نیاز جهت پر نمودن تمامی مجراها و حفره های قالب گفته می ‌شود. این زمان معمولا کمتر از یک دهم ثانیه طول می کشد. این زمان محدود سبب می ‌شود تا از انجماد غیر یکنواخت سایر بخش ها جلوگیری گردد. طراحی دقیق زمان تزریق در دایکاست معمولا بر اساس خواص ترمودینامیکی مواد و هم چنین ضخامت دیواره صورت می‌گیرد. با افزایش ضخامت دیواره زمان لازم برای تزریق نیز افزایش می‌ یابد.

3-خنک کاری

با وارد شدن مواد مذاب به حفره های قالب، مواد خنک شده و از حالت مایع به جامد تبدیل می شوند. کم شدن دمای قالب و مواد درون آن به وسیله سیستم خنک کننده صورت می‌گیرد. بعد از پر شدن تمامی حفره ها و منجمد شدن مواد مذاب، قطعه با شکل مورد نظر تشکیل می شود. باید قبل از به پایان رسیدن زمان سرد شدن و انجماد کامل قطعه درب قالب را باز نمود. این زمان معمولا به وسیله حداکثر ضخامت دیواره، خواص ترمودینامیکی و پیچیدگی قالب تعیین می شود. هر چه قدر پیچیدگی هندسی و ضخامت دیواره بیشتر باشد، مدت زمان بیشتری جهت خنک شدن کامل آن نیاز می باشد.

5-باز کردن قالب و جدا کرذن راهگاه از قطعه

تزریق کردن مواد مذاب به داخل حفره ها از مجراهای قالب انجام می‌ شود. به علت باقی ماندن مواد مذاب درون  این مجرا ها در فرآیند خنک شدن زائده هایی روی قطعه ایجاد می ‌گردد. مرحله نهایی ساخت قطعه با روش دایکاست می باشد. در این مرحله با روش های مکانیکی یا دستی زائده های سطحی را از بین می بریم. زمان لازم جهت حذف مواد اضافی بستگی به ابعاد قطعه دارد. در این فرآیند مواد جدا شده به بخش بازیافتی یا ضایعات انتقال پیدا می ‌کنند.

مزایای استفاده از قالب دایکاست

دایکاست فرآیندی اقتصادی و کارآمد می باشد که تولید قطعات با کیفیت و  پیچیده را فراهم می‌کند. از مزایای قالب دایکاست : ساخت قطعات با شکل پیچیده و دقت بیشتر نسبت به سایر روش های تولید به صورت انبوه، عدم نیاز به ماشین کاری یا ماشینکاری کم و نرخ تولید بالا، ابعاد دقیق، ظاهر مناسب و کیفیت ساخت قطعات نهایی، هزینه کمتر نیروی کار، قطعات نازک تر نسبت به سایر روش های ساخت ریخته گری میباشد.