برای درک بهتر فرآیند ریختهگری، بیایید مراحل ساخت یک «پوسته ترموستات» (Thermostat Housing) یا یک «واشر پهن خروجی اگزوز» آلومینیومی را که معمولاً در خودروهای قدیمی نایاب هستند، به روش ریختهگری در ماسه (Sand Casting) بررسی کنیم.
این روش به دلیل ارزان بودن و تحمل دمای بالای فلزات، استانداردترین راه برای تولید قطعات تکتیراژ اتومبیل است.
۱. مرحله مدلسازی (The Pattern)
مدل، همان قطعهای است که میخواهید بسازید.
- تهیه مدل: اگر قطعه اصلی را دارید، از همان استفاده کنید. اگر ندارید، باید با پرینت سهبعدی یا تراشکاری چوب، مدلی بسازید که حدود ۲٪ بزرگتر از قطعه واقعی باشد (برای جبران انقباض فلز پس از سرد شدن).
- شیب خروج (Draft): دیوارههای مدل نباید کاملاً ۹۰ درجه باشند؛ باید کمی شیب داشته باشند تا موقع درآوردن از ماسه، لبههای قالب را خراب نکنند.
۲. ابزار قالبگیری (The Flask)
شما به یک جعبه دو تکه نیاز دارید که به آن «درجه» میگویند:
- کُپ (Cope): نیمه بالایی جعبه.
- دِرَگ (Drag): نیمه پایینی جعبه.
۳. فرآیند گامبهگام ساخت قالب
گام اول: پر کردن نیمه پایینی (Drag)
- مدل را به صورت وارونه روی یک صفحه تخت قرار دهید.
- نیمه پایینی جعبه (Drag) را دور آن بگذارید.
- روی مدل پودر جداکننده (مثل تالک یا پودر زغال) بپاشید تا ماسه به آن نچسبد.
- ماسه ریختهگری را داخل جعبه ریخته و با کوبه مخصوص کاملاً بکوبید تا سفت شود.
- جعبه را ۱۸۰ درجه بچرخانید تا مدل رو به بالا قرار گیرد.
گام دوم: پر کردن نیمه بالایی (Cope)
- نیمه بالایی جعبه را روی نیمه پایینی قفل کنید.
- دو لوله استوانهای (از جنس چوب یا پلاستیک) را به صورت عمودی روی ماسه قرار دهید: یکی برای راهگاه بارریزی (محل ورود فلز) و دیگری برای تغذیه یا هواکش (محل خروج هوا و اطمینان از پر شدن قالب).
- مجدداً ماسه بریزید و بکوبید.
گام سوم: جداسازی و ایجاد مسیرها
- با احتیاط دو نیمه جعبه را از هم جدا کنید.
- مدل را به آرامی از داخل ماسه بیرون بکشید. حالا حفره دقیق قطعه در ماسه ایجاد شده است.
- با یک ابزار باریک، کانالهایی (Runner) بین محل ورود فلز و حفره اصلی قطعه حفر کنید. این کار باعث میشود فلز مذاب به آرامی و بدون تلاطم وارد حفره شود.
۴. ماهیچهگذاری (Coring) - مخصوص قطعات توخالی
اگر قطعه خودروی شما (مثل همان پوسته ترموستات) توخالی است، باید از «ماهیچه» استفاده کنید:
- ماهیچه قطعهای از ماسه سختشده است که در مرکز حفره قرار میگیرد تا فلز مذاب دور آن را بگیرد و داخل قطعه خالی بماند. پس از سرد شدن، این ماسه را با ضربه از داخل قطعه خارج میکنید.
۵. بستن قالب و ریختن فلز
- دو نیمه قالب را دوباره روی هم ببندید و با گیره محکم کنید (فشار فلز مذاب میتواند نیمه بالایی را بلند کند).
- آلومینیوم مذاب را از راهگاه ورودی بریزید تا زمانی که فلز از لوله هواکش (Riser) بالا بیاید.
۶. عملیات نهایی (Post-Processing)
- تخریب قالب: بعد از ۱۰ تا ۳۰ دقیقه، ماسهها را بشکنید و قطعه را خارج کنید.
- برش زواید: لولههای منجمد شده (راهگاه و تغذیه) را با اره آهنبر ببرید.
- ماشینکاری: محلهایی که باید به موتور پیچ شوند (سطوح نشست) را با سوهان یا دستگاه فرز کاملاً صاف و تراز کنید.
جدول نکات کلیدی در ساخت قالب
بخش قالب | وظیفه | نکته فنی |
ماسه سبز | بدنه اصلی قالب | باید کمی رطوبت داشته باشد تا شکل بگیرد اما نه زیاد (خطر انفجار بخار). |
پودر جداکننده | جلوگیری از چسبندگی | اجازه میدهد دو نیمه قالب تمیز از هم جدا شوند. |
هواکش (Vent) | خروج گازها | مانع ایجاد حباب و تخلخل در قطعه آلومینیومی میشود. |
