طرح توجیهی ریخته گری تحت فشار؛ دایکاست به بررسی جوانب مختلف راه اندازی این کسب و کار پرداخته است. دایکاست (Die Casting) یکی از مهم ترین روشهای ریخته گری تحت فشار است که برای تولید قطعات آلیاژ آلومینیوم با دقت بالا و سطح صاف استفاده میشود. در این روش، آلومینیوم مذاب با فشار زیاد به داخل یک قالب فلزی تزریق میشود و پس از سرد شدن و انجماد، قطعهای با شکل و ابعاد دقیق به دست میآید. این فرآیند به دلیل سرعت بالا، دقت ابعادی مناسب و امکان تولید انبوه، در صنایع مختلف مانند خودروسازی، هوافضا، تجهیزات الکترونیکی و ابزارهای صنعتی کاربرد گستردهای دارد.
فرآیند دایکاست آلومینیوم شامل چندین مرحله است. ابتدا، آلومینیوم در یک کوره تا دمای مشخصی ذوب شده و آماده تزریق میشود. سپس، این فلز مذاب با فشار بالا به داخل قالب تزریق شده و فضای آن را بهطور کامل پر میکند. بعد از اینکه فلز درون قالب خنک و منجمد شد، قالب باز شده و قطعه نهایی خارج میشود. در نهایت، ممکن است قطعه نیاز به پرداختکاری جزئی مانند برش زوائد و صافکاری داشته باشد تا به شکل نهایی موردنظر برسد.
طرح توجیهی دایکاست؛ ریخته گری تحت فشار
دایکاست آلومینیوم به دو روش اصلی انجام میشود: دایکاست محفظه گرم و دایکاست محفظه سرد. در روش محفظه گرم، مخزن فلز مذاب بهطور مستقیم به دستگاه تزریق متصل است و فرآیند تزریق با سرعت بالاتری انجام میشود. این روش بیشتر برای فلزاتی با نقطه ذوب پایینتر مانند روی و منیزیم مناسب است. اما در روش محفظه سرد، آلومینیوم مذاب ابتدا در یک کوره جداگانه گرم شده و سپس به داخل قالب منتقل میشود. از آنجایی که آلیاژ آلومینیوم دارای نقطه ذوب بالاتری است، روش محفظه سرد گزینه مناسبتری برای تولید قطعات آلومینیومی محسوب میشود.
یکی از مهمترین مزایای دایکاست آلومینیوم، تولید قطعات پیچیده با دقت ابعادی بالا و کیفیت سطحی مناسب است که نیاز به ماشینکاری اضافی را کاهش میدهد. علاوه بر این، این روش امکان تولید انبوه قطعات را با هزینه پایین فراهم میکند. با این حال، دایکاست دارای محدودیتهایی نیز هست، از جمله اینکه برخی از قطعات ممکن است در معرض ترکخوردگی یا تخلخلهای گازی قرار بگیرند که بر استحکام نهایی تأثیر میگذارد.
بهطور کلی، روش دایکاست آلومینیوم به دلیل ویژگیهایی مانند سرعت بالا، کاهش ضایعات، امکان تولید قطعات با طراحی پیچیده و هزینه اقتصادی، یکی از پرکاربردترین روشهای تولید در صنایع مدرن محسوب میشود.
انواع آلیاژ دایکاست آلومینیوم
درصد ترکیب شیمیایی آلیاژهای A356، 319 و ADC12 بهصورت زیر است:
1-آلیاژ A356 (آلومینیوم-سیلیکون-منیزیم)
این آلیاژ به دلیل سیالیت خوب و استحکام بالا در ریختهگری استفاده میشود.
ترکیب شیمیایی تقریبی:
- Si (سیلیکون) : 6.5 – 7.5%
- Mg (منیزیم) : 0.25 – 0.45%
- Fe (آهن): حداکثر 0.2%
- Cu (مس): حداکثر 0.2%
- Zn (روی): حداکثر 0.1%
- Ti (تیتانیوم): حداکثر 0.2%
- Al (آلومینیوم): باقیمانده
2- آلیاژ 319 (آلومینیوم-مس-سیلیکون)
این آلیاژ برای قطعاتی که نیاز به استحکام بالا و مقاومت در برابر حرارت دارند، استفاده میشود.
ترکیب شیمیایی تقریبی:
- Si (سیلیکون): 5.5 – 6.5%
- Cu (مس): 3.0 – 4.0%
- Mg (منیزیم): حداکثر 0.5%
- Fe (آهن): حداکثر 1.0%
- Zn (روی): حداکثر 1.0%
- Mn (منگنز): حداکثر 0.5%
- Ni (نیکل(: 0.5% )اختیاری)
- Al (آلومینیوم): باقیمانده
3- آلیاژ ADC12 (مشابه A383)
این آلیاژ ژاپنی برای ریختهگری تحت فشار (دایکست) بسیار مناسب است.
ترکیب شیمیایی تقریبی:
- Si (سیلیکون) : 9.6 – 12.0%
- Cu (مس) : 1.5 – 3.5%
- Mg (منیزیم): حداکثر 0.3%
- Fe (آهن): حداکثر 1.3%
- Zn (روی): حداکثر 1.0%
- Mn (منگنز): حداکثر 0.5%
- Ni (نیکل): حداکثر 0.5%
- Al (آلومینیوم): باقیمانده
مقایسه سریع آلیاژها
آلیاژ | استحکام |
مقاومت به خوردگی |
ریختهگری | سختی | دمای کاری بالا |
A356 | متوسط | بالا | خوب | متوسط | متوسط |
319 | بالا | متوسط | خوب | بالا | بالا |
ADC12 | متوسط | متوسط | عالی | متوسط | متوسط |
اگر قطعه قرار است به روش ریختهگری تحت فشار (دایکست) تولید شود، ADC12مناسبتر است، اما اگر به ریختهگری ماسهای یا ثقلی نیاز باشد، A356 و 319 بهتر عمل میکنند.
مراحل فرآیند دایکاست آلومینیوم: از ذوب تا تولید قطعه
دایکاست آلومینیوم یکی از روشهای پیشرفته ریختهگری تحت فشار است که در آن آلومینیوم مذاب با استفاده از دستگاههای مخصوص به داخل قالبهای فلزی تزریق میشود. این روش به دلیل سرعت بالا، دقت ابعادی مناسب و کیفیت سطحی مطلوب، در تولید قطعات صنعتی، خودروسازی و لوازم الکترونیکی کاربرد گستردهای دارد. در فرآیند دایکاست آلومینیوم، چندین مرحله مهم اجرا میشود که در ادامه به توضیح آنها میپردازیم.
در مرحله اول، آلومینیوم در یک کوره مخصوص ذوب میشود. این کوره میتواند به صورت الکتریکی یا گازی باشد و دمای آن تا حدود ۶۵۰ درجه سانتیگراد افزایش مییابد تا آلومینیوم به حالت مایع درآید. سپس، فلز مذاب آماده تزریق به داخل قالب میشود. در روش دایکاست آلومینیوم از دو نوع سیستم تزریق استفاده میشود: محفظه گرم و محفظه سرد. برای آلومینیوم که دارای نقطه ذوب بالاتری است، از روش محفظه سرد استفاده میشود که در آن فلز مذاب ابتدا درون یک محفظه جداگانه ریخته شده و سپس به داخل قالب تزریق میشود.
مرحله دوم، تزریق آلومینیوم مذاب به داخل قالب تحت فشار بالا است. در این مرحله، فلز مذاب با فشار زیاد (بین ۱۵۰۰ تا ۲۵۰۰۰ psi) به داخل قالب فولادی مخصوص وارد میشود. این فشار بالا باعث میشود که فلز تمام جزئیات قالب را بهخوبی پر کند و قطعهای با دقت بالا و سطح صاف تولید شود. قالبهای مورد استفاده در دایکاست آلومینیوم معمولاً از فولادهای سختکاری شده ساخته میشوند تا بتوانند در برابر دمای بالا و فشار زیاد مقاومت کنند.
در مرحله سوم، خنکسازی و انجماد قطعه انجام میشود. پس از ورود فلز مذاب به داخل قالب، سیستمهای خنککننده و کانالهای حرارتی به کاهش دمای آن کمک میکنند. این مرحله بسیار مهم است، زیرا سرعت خنکسازی بر کیفیت نهایی قطعه تأثیر میگذارد. در دایکاست آلومینیوم، خنک شدن سریع باعث ایجاد ساختاری متراکمتر و مقاومتر میشود که در برابر سایش و ضربه استحکام بالایی دارد.
در مرحله چهارم، باز شدن قالب و خروج قطعه از قالب انجام میشود. هنگامی که قطعه به اندازه کافی خنک شد، قالب باز شده و قطعه نهایی توسط سیستمهای مکانیکی یا پینهای مخصوص بیرون رانده میشود. در این مرحله، ممکن است قطعه دارای زوائد یا پلیسههایی باشد که نیاز به برش و پرداخت نهایی دارند.
مرحله آخر، تمیزکاری و پرداخت نهایی قطعه است. قطعات تولید شده در فرآیند دایکاست آلومینیوم معمولاً نیاز به عملیاتی مانند سنگزنی، ماشینکاری، پوششدهی یا رنگآمیزی دارند تا به شکل نهایی مورد نظر برسند. همچنین، برخی قطعات ممکن است تحت عملیات حرارتی قرار بگیرند تا استحکام و خواص مکانیکی آنها بهبود یابد.
در مجموع، دایکاست آلومینیوم به عنوان یک روش پیشرفته و کارآمد برای تولید قطعات دقیق و مقاوم شناخته میشود. این فرآیند به دلیل تولید انبوه، کاهش ضایعات مواد و کیفیت بالای قطعات، به یکی از محبوبترین روشهای ریختهگری در صنایع مختلف تبدیل شده است.
انواع روشهای دایکاست آلومینیوم: محفظه گرم و محفظه سرد
دایکاست آلومینیوم یکی از روشهای ریختهگری دقیق است که برای تولید قطعات با کیفیت بالا و دقت بالا مورد استفاده قرار میگیرد. این فرآیند بهویژه برای تولید قطعات پیچیده و با دقت بالا در صنایع مختلف، از جمله خودروسازی، الکترونیک و تجهیزات صنعتی کاربرد دارد. در فرآیند دایکاست آلومینیوم، فلز مذاب تحت فشار بالا وارد قالب میشود تا شکل قطعه مورد نظر را بهدست آورد. این روش بهویژه برای آلیاژهای آلومینیوم بسیار مناسب است زیرا سیالیت بالای آلومینیوم به تسهیل فرآیند کمک میکند.
یکی از تفاوتهای اصلی در دایکاست آلومینیوم، انتخاب بین دو نوع محفظه، یعنی محفظه گرم و محفظه سرد است. در روش محفظه گرم، قالبها معمولاً گرم میشوند تا دمای فلز مذاب و قالب همراستا شده و ریختهگری با کیفیت بالاتری صورت گیرد. این روش بیشتر در مواقعی که قطعات نیاز به دقت بالا و مقاومت بالا در برابر شرایط محیطی دارند، استفاده میشود.
از سوی دیگر، در محفظه سرد، قالبها سردتر نگهداشته میشوند تا فلز مذاب سریعتر منجمد شود و قطعات با دقت بالاتر و سطح صافتری تولید شوند. این روش معمولاً برای تولید قطعات با ابعاد کوچکتر و جزئیات دقیقتر بهکار میرود. در هر دو روش، استفاده از دایکاست آلومینیوم بهویژه در صنایعی که نیاز به تولید قطعات مقاوم، سبک و با دقت بالا دارند، اهمیت زیادی دارد.
در نهایت، انتخاب بین محفظه گرم و محفظه سرد بستگی به نیاز خاص فرآیند تولید، نوع قطعه و خواص مکانیکی مورد نیاز دارد. هر دو روش در فرآیند دایکاست آلومینیوم به تولید قطعات با کیفیت عالی کمک میکنند، اما انتخاب روش مناسب میتواند تأثیر زیادی بر کیفیت نهایی و هزینه تولید داشته باشد.