การหล่อแบบตายตัวคืออะไร
การหล่อขึ้นรูปเป็นกระบวนการผลิตที่ใช้ในการผลิตชิ้นส่วนโลหะที่มีความแม่นยำด้านมิติและการตกแต่งพื้นผิวสูงมันเกี่ยวข้องกับการบังคับโลหะหลอมเหลวเข้าไปในโพรงแม่พิมพ์ภายใต้แรงดันสูงช่องแม่พิมพ์ถูกสร้างขึ้นโดยแม่พิมพ์เหล็กชุบแข็งสองตัวที่กลึงให้เป็นรูปร่างที่ต้องการ
กระบวนการนี้เริ่มต้นด้วยการหลอมโลหะ ซึ่งโดยทั่วไปคืออะลูมิเนียม สังกะสี หรือแมกนีเซียมในเตาเผาจากนั้นโลหะหลอมเหลวจะถูกฉีดเข้าไปในแม่พิมพ์ด้วยแรงดันสูงโดยใช้เครื่องอัดไฮดรอลิกโลหะจะแข็งตัวอย่างรวดเร็วภายในแม่พิมพ์ และทั้งสองส่วนของแม่พิมพ์จะถูกเปิดออกเพื่อปลดชิ้นส่วนที่เสร็จแล้วออก
การหล่อขึ้นรูปถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตชิ้นส่วนที่มีรูปร่างที่ซับซ้อนและผนังบาง เช่น เสื้อสูบ เรือนเกียร์ และส่วนประกอบต่างๆ ของยานยนต์และอวกาศกระบวนการนี้ยังได้รับความนิยมในการผลิตสินค้าอุปโภคบริโภค เช่น ของเล่น เครื่องครัว และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
การหล่อด้วยแรงดัน
การหล่อแบบตายตัวเป็นกระบวนการที่ค่อนข้างพิเศษซึ่งมีการพัฒนาอย่างโดดเด่นมากขึ้นในศตวรรษที่ 20กระบวนการพื้นฐานประกอบด้วย: โลหะหลอมเหลวถูกเท/ฉีดเข้าไปในแม่พิมพ์เหล็กและผ่านความเร็วสูง ความดันคงที่และทวีความรุนแรงมากขึ้น (ในการหล่อด้วยแรงดัน) และทำให้โลหะหลอมเหลวแข็งตัวจนกลายเป็นการหล่อแบบแข็งโดยทั่วไปแล้ว กระบวนการนี้ใช้เวลาเพียงไม่กี่วินาทีและเป็นวิธีที่รวดเร็วในการขึ้นรูปผลิตภัณฑ์โลหะจากวัตถุดิบการหล่อขึ้นรูปเหมาะกับวัสดุต่างๆ เช่น ดีบุก ตะกั่ว สังกะสี อลูมิเนียม แมกนีเซียมไปจนถึงโลหะผสมทองแดง และแม้แต่โลหะผสมของเหล็ก เช่น สแตนเลสโลหะผสมหลักที่ใช้ในการหล่อด้วยแรงดันในปัจจุบัน ได้แก่ อะลูมิเนียม สังกะสี และแมกนีเซียมจากเครื่องหล่อในยุคแรกๆ ซึ่งปรับทิศทางเครื่องมือแม่พิมพ์ในแนวตั้งไปจนถึงมาตรฐานทั่วไปในปัจจุบันในด้านการวางแนวและการทำงานในแนวนอน การตึงแถบผูกสี่เส้นและขั้นตอนกระบวนการที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์เต็มรูปแบบ กระบวนการนี้มีการพัฒนาก้าวหน้าตลอดหลายปีที่ผ่านมา
อุตสาหกรรมได้เติบโตขึ้นเป็นเครื่องจักรการผลิตทั่วโลก โดยสร้างส่วนประกอบสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย ซึ่งหลายชิ้นสามารถเข้าถึงได้ด้วยตนเอง เนื่องจากการใช้งานผลิตภัณฑ์ของการหล่อแบบตายตัวมีความหลากหลายมาก
ประโยชน์ของการหล่อด้วยแรงดัน
ข้อดีบางประการของการหล่อด้วยแรงดันสูง:
• กระบวนการนี้เหมาะสมกับการผลิตที่มีปริมาณมาก
• ผลิตการหล่อที่ค่อนข้างซับซ้อนได้รวดเร็วเมื่อเทียบกับกระบวนการขึ้นรูปโลหะอื่นๆ (เช่น การตัดเฉือน)
• ส่วนประกอบที่มีความแข็งแรงสูงที่ผลิตในสภาพหล่อ (ขึ้นอยู่กับการออกแบบส่วนประกอบ)
• การทำซ้ำมิติ
• สามารถตัดส่วนผนังบางได้ (เช่น 1-2.5 มม.)
• ความคลาดเคลื่อนเชิงเส้นที่ดี (เช่น 2มม./ม.)
• ผิวสำเร็จที่ดี (เช่น 0.5-3 µm)
กระบวนการหล่อด้วยแรงดันในห้องร้อนเกี่ยวข้องกับการหลอมแท่งโลหะภายในเตาหลอมซึ่งตั้งอยู่ใกล้กับ/เป็นส่วนประกอบกับแท่นครึ่งหนึ่งของเครื่องหล่อแบบตายตัว และการฉีดโลหะหลอมเหลวผ่านลูกสูบที่จมอยู่ใต้น้ำโดยตรงผ่านคอห่านและหัวฉีด และเข้าสู่ เครื่องมือแม่พิมพ์คอห่านและหัวฉีดต้องใช้ความร้อนเพื่อป้องกันการแข็งตัวของโลหะก่อนที่จะถึงโพรงแม่พิมพ์ การทำความร้อนทั้งหมดและองค์ประกอบโลหะหลอมเหลวของกระบวนการนี้คือที่มาของชื่อห้องร้อนน้ำหนักกระสุนหล่อถูกกำหนดโดยระยะชัก ความยาว และเส้นผ่านศูนย์กลางของลูกสูบ รวมถึงขนาดปลอก/ห้อง และหัวฉีดก็มีส่วนที่ควรพิจารณาในการออกแบบแม่พิมพ์ด้วยเมื่อโลหะแข็งตัวในช่องแม่พิมพ์ (ใช้เวลาเพียงไม่กี่วินาที) แท่นครึ่งส่วนที่เคลื่อนที่ได้ของเครื่องจักร ซึ่งครึ่งหนึ่งของแม่พิมพ์ที่เคลื่อนที่ได้ได้รับการแก้ไขเพื่อเปิดออก และการหล่อจะถูกดีดออกจากหน้าแม่พิมพ์และถอดออกจากเครื่องมือจากนั้นใบหน้าของแม่พิมพ์จะถูกหล่อลื่นผ่านระบบสเปรย์ แม่พิมพ์จะปิดลงและกระบวนการจะวนซ้ำอีกครั้ง
เนื่องจากระบบหลอม/ฉีดโลหะแบบ "ปิด" และการหล่อแบบห้องร้อนที่มีการเคลื่อนที่เชิงกลน้อยที่สุด จึงสามารถประหยัดต้นทุนการผลิตได้ดีขึ้นโลหะผสมสังกะสีถูกนำมาใช้เป็นหลักในการหล่อด้วยแรงดันในห้องร้อนซึ่งมีจุดหลอมเหลวค่อนข้างต่ำ ซึ่งให้ประโยชน์เพิ่มเติมสำหรับการสึกหรอต่ำบนเครื่องจักร (หม้อ คอห่าน ปลอก ลูกสูบ หัวฉีด) และการสึกหรอต่ำบนเครื่องมือแม่พิมพ์ (เครื่องมือที่ยาวกว่ามาก) อายุการใช้งานเมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องมือหล่ออะลูมิเนียม – ขึ้นอยู่กับการยอมรับคุณภาพการหล่อ)
ชื่อห้องเย็นมาจากกระบวนการเทโลหะหลอมเหลวลงในห้องเย็น/ปลอกกระสุนซึ่งติดผ่านแผ่นแม่พิมพ์แบบตายตัวที่ด้านหลังของเครื่องมือแบบครึ่งแม่พิมพ์แบบตายตัวโดยทั่วไปแล้ว เตาหลอม/เตาหลอมโลหะหลอมเหลวจะตั้งอยู่ใกล้กับปลายช็อตของเครื่องหล่อแบบมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เพื่อให้ผู้ปฏิบัติงานแบบแมนนวลหรือทัพพีเทแบบอัตโนมัติสามารถดึงโลหะหลอมเหลวที่จำเป็นสำหรับแต่ละช็อต/รอบด้วยทัพพีแล้วเท โลหะหลอมเหลวเข้าไปในรูเทภายในปลอก/ช่องช็อตปลายลูกสูบ (ซึ่งเป็นชิ้นส่วนที่สวมใส่ได้และเปลี่ยนได้ ได้รับการตัดเฉือนอย่างแม่นยำกับเส้นผ่านศูนย์กลางด้านในของปลอกกระสุนโดยมีค่าเผื่อการขยายตัวทางความร้อน) ที่เชื่อมต่อกับโครงของเครื่องจะดันโลหะหลอมเหลวผ่านห้องยิงและเข้าไปในโพรงแม่พิมพ์เมื่อได้รับแจ้ง เครื่องหล่อจะดำเนินการขั้นแรกเพื่อดันโลหะหลอมเหลวผ่านรูเทในปลอกขั้นตอนต่อไปจะเกิดขึ้นภายใต้แรงกดดันไฮดรอลิกที่เพิ่มขึ้นจากตัวกระทุ้งเพื่อฉีดโลหะหลอมเหลวเข้าไปในโพรงแม่พิมพ์กระบวนการทั้งหมดใช้เวลาไม่กี่วินาที แรงกดดันที่รวดเร็วและรุนแรงตลอดจนอุณหภูมิโลหะที่ลดลงทำให้โลหะแข็งตัวในช่องแม่พิมพ์แผ่นรองครึ่งที่เคลื่อนที่ได้ของเครื่องหล่อตายจะเปิดออก (ซึ่งครึ่งหนึ่งที่ขยับได้ของเครื่องมือแม่พิมพ์ถูกยึดไว้) และจะขับการหล่อที่แข็งตัวออกจากหน้าแม่พิมพ์ของเครื่องมือการหล่อจะถูกเอาออก หน้าแม่พิมพ์จะถูกหล่อลื่นด้วยระบบสเปรย์ จากนั้นจึงทำซ้ำวงจร
เครื่องจักรห้องเย็นเหมาะสำหรับการหล่ออะลูมิเนียม สามารถเปลี่ยนชิ้นส่วนบนเครื่องจักร (ปลอกกระสุน ปลายลูกสูบ) เมื่อเวลาผ่านไป ปลอกหุ้มสามารถชุบโลหะเพื่อเพิ่มความทนทานอลูมิเนียมอัลลอยด์ถูกหลอมในถ้วยใส่ตัวอย่างเซรามิกเนื่องจากมีจุดหลอมเหลวค่อนข้างสูงของอะลูมิเนียม และความจำเป็นในการลดความเสี่ยงที่จะเกิดการดึงเหล็ก ซึ่งเป็นความเสี่ยงภายในถ้วยใส่ตัวอย่างที่เป็นเหล็กเนื่องจากอลูมิเนียมเป็นโลหะผสมที่ค่อนข้างเบา จึงทำให้สามารถหล่อแม่พิมพ์หล่อขนาดใหญ่และหนักได้ หรือในกรณีที่ต้องมีความแข็งแรงและความเบาเพิ่มขึ้นในการหล่อโลหะ
