دایکاست یا ریختهگری تحت‌فشار چیست؟
Monday، ۳۱ Ordibehesht ۱۴۰۳
ریختهگری تحت‌فشار یا دایکاست یکی از کارآمدترین روش‌های ساخت قطعات با ساختارهای پیچیده است که شرکت‌های بزرگی همچون جنرال موتورز برای تولید قطعات خود از آن بهره‌مند می‌شوند. در این مطلب به بررسی این مفهوم که «روش دایکاست چیست؟» خواهیم پرداخت، زیرا این شیوه کوتاه‌ترین راه تولید یک محصول فلزی بوده و برای تولید قطعات نازک و مستحکم کاربرد فراوانی دارد.
ریختهگری تحت‌فشار یا ریختهگری دایکاست چیست؟
ریختهگری تحت‌فشار یا دایکاست، به فرایند ریختهگری اطلاق می‌شود که در آن فلزات مذاب با فشار به درون قالب دایکاست تزریق می‌شوند. این روش برخلاف روش‌های دیگر ریختهگری است که مواد به‌صورت طبیعی، بدون وارد آوردن فشار به درون قالب سرازیر می‌شوند. به‌دلیل روش تولید با فشار بالا در تکنولوژی دایکاست، فلزات بادقت و توزیع یکنواختی به درون قالب تزریق می‌شوند و این امر زمینه بهبود ویژگی‌های نهایی محصول را فراهم می‌آورد. این روش معمولاً برای تولید قطعاتی با ساختارهای پیچیده، نازک و مستحکم مورداستفاده قرار می‌گیرد که با روش‌های دیگر ریختهگری به‌صورت معمول قابل‌دسترس نیستند. محصولات نهایی به‌دست آمده از این شیوه دارای سطحی صاف و ویژگی‌های مکانیکی بالا هستند و شامل قطعات خودرو، ابزارهای صنعتی و تجهیزات پزشکی می‌شوند.
انواع روش‌های ریختهگری تحت فشار (دایکاست)
انواع دایکاست یا روش‌های ریختهگری دایکاست شامل موارد زیر می‌شوند:
ریختهگری تحت‌فشار نیمه‌جامد
· در این روش مواد فلزی در حالت نیمه‌جامد تزریق می‌شوند.
· این فرایند می‌تواند بهوسیله روش‌های مختلفی ازجمله استفاده از سیستم‌های حرکتی خاص یا افزودنی‌های خاص انجام می‌شود.
· استفاده از فلزات در حالت نیمه‌جامد، خواص مکانیکی مواد را نسبت‌به روش‌های دیگر بهبود بخشیده و به ایجاد حداکثر چگالی و کاهش ترک در مواد کمک می‌نماید.
· این روش معمولاً برای تولید قطعاتی با خواص مکانیکی و دقت ابعادی بالا در صنایعی مانند خودروسازی، هوافضا و ابزارسازی مورداستفاده قرار می‌گیرد.
ریختهگری تحت‌فشار در خلا
· در روش دایکاست در خلا، پس از تزریق مواد فلزی، یک فشار منفی یا خلا در قالب ایجاد می‌شود. این فشار منفی باعث کاهش هوای محیط درون قالب و خنک‌شدن سریع‌تر فلز مذاب می‌گردد.
· استفاده از خلا، کاستی‌های سطحی قطعه را کاهش داده و بهبود در کیفیت نهایی قطعه ایجاد می‌نماید.
· این روش معمولاً برای تولید قطعاتی با سطحی صاف، بی‌حفره و نیازمند عملیات حرارتی مناسب است.
ریختهگری تحت‌فشار کوبشی
· در ریختهگری دایکاست کوبشی، پس از تزریق مواد فلزی به درون یک قالب باز، فشار مکانیکی به کمک ابزارهای کوبشی به قالب اعمال می‌شود تا فلز به‌صورت کامل به شکل قالب درآید.
· استفاده از این فشار مکانیکی باعث بهبود خواص مکانیکی و دقت ابعادی قطعات می‌شود و امکان ریختهگری فلزات با جریان‌پذیری پایین را نیز فراهم می‌آورد.
· این روش در تقویت مواد الیافی و آلومینیومی مذاب مناسب است و قطعات ساختهشده در آن از چگالی بالایی برخوردار هستند.
ریختهگری تحت‌فشار بالا
· در این شیوه که از روش‌های اصلی دایکاست است، مواد فلزی مذاب با فشار بالا به داخل قالب تزریق می‌شوند.
· این میزان فشار بالا باعث می‌شود که مواد فلزی به شکل دقیقی درون قالب تزریق‌شده و قطعات بادقت بالا و سطحی صاف تولید شوند.
· این روش معمولاً برای تولید قطعات با ساختارهای پیچیده و ابعاد کوچک‌تر استفاده می‌شود.
ریختهگری تحت‌فشار پایین:
· در این روش، فلزات مذاب با استفاده از فشار کمتری به داخل قالب تزریق می‌شوند.
· این روش معمولاً برای تولید قطعات پیچیده با وزن 2 تا 150 کیلوگرم و دارای سطحی صاف و خواص مکانیکی مناسب، استفاده می‌شود.
· از‌آنجا‌که فشار کمتری استفاده می‌شود، این روش برای قطعاتی با ساختارهای ساده و بزرگتر با حداقل ضخامت دیواره 30 میلی‌متر مناسب است.
انواع دستگاه ریختهگری تحت فشار (دایکاست)
در انواع دستگاه ریختهگری تحت فشار، دمای محفظه که فضایی است که مواد فلزی در آن ذوب می‌شوند، به دو شکل متفاوت کنترل می‌شود:
دستگاه دایکاست با سیستم تزریق محفظه گرم:
در این سیستم، محفظه‌ی ذوب فلزات با دمای بالا نگهداری می‌شود، به طوری که فلزات همیشه در حالت ذوب باشند.
فشار تزریق در روش دایکاست با سیستم تزریق محفظه گرم، معمولا بین 69 تا 345 بار است و برای آلیاژهایی با دمای ذوب پایین مانند روی، قلع و سرب استفاده می‌شود.
استفاده از محفظه گرم زمان ذوب مواد را کاهش داده و برای فرایند ریختهگری سریع‌تر و موثرتر است.
دستگاه دایکاست با سیستم تزریق محفظه سرد:
در این سیستم، محفظه ذوب فلزات در دمای نسبتاً پایینی نگهداری می‌شود، به طوری که فلزات فقط در هنگام تزریق به داخل قالب به حالت ذوب درآمده و متعاقباً درون قالب منجمد می‌شوند.
فشار تزریق در مکانیزم دایکاست محفظه سرد بین 138 تا 1380 بار است و این روش معمولاً برای فلزاتی با دمای ذوب نسبتا بالا مانند ریختهگری دایکاست آلومینیوم، برنج و منیزیوم استفاده می‌شود.
استفاده از محفظه سرد مصرف انرژی و هزینه‌های تولید را کاهش داده و برای قطعات با ساختارهای خاص و نیازمند به کنترل دقیق دما، مناسب است.
مزایا ریختهگری تحت‌فشار (دایکاست) چیست؟
- ساخت قطعات پیچیده با دقت بالا
- نرخ تولید بالا و بدون نیاز به ماشین‌کاری
- دوام بالا و دارا بودن ابعاد دقیق
- قابلیت ساخت قطعات نازک و مقاوم
- مقاومت در برابر خوردگی
- امکان استفاده مجدد از قالب‌ها
- یکپارچگی بالا
- تنوع در بافت قطعات
- کاهش هزینه نیروی کار
- امکان بازیافت مواد
- خروج آسان قطعات
- حفاری حفره‌ها با ابعاد مشخص
- تزریق فلزات دیگر
- امکان ساخت قطعات متصل به هم به صورت یکپارچه
- پوشش قطعات با حداقل آماده‌سازی
- طراحی المان‌های پیچی و کاهش هزینه‌های سر و همکردن
معایب ریختهگری تحت‌فشار (دایکاست) چیست؟
معایب دایکاست عبارتند از:
- عدم کارایی برای فلزات با نقطه ذوب بالا
- امکان گیر افتادن گازها و تشکیل حباب درون قطعه
- غیر اقتصادی برای تولید در تعداد کم
- وابستگی به جریان‌پذیری مواد در حالت مذاب
- زمان طولانی چرخه تولید
- دشواری در قالب‌گیری و ساخت قطعات بزرگ
- هزینه بالای سرمایه‌گذاری و تهیه قالب