ساخت قطعات نایاب فلزی در خانه یا کارگاههای کوچک، که اصطلاحاً به آن Microsmelting یا ریختهگری مینیاتوری گفته میشود، یکی از کاربردیترین مهارتها برای بازسازان خودرو، تعمیرکاران لوازم عتیقه و مخترعان در سال ۲۰۲۶ است. با ظهور کورههای برقی القایی و مقاومتی کوچک، دیگر نیازی به کورههای عظیم زغالی و خطرات ناشی از آنها نیست.
در این مقاله، فرآیند تبدیل شمش یا ضایعات فلزی به یک قطعه دقیق صنعتی را بررسی میکنیم.
۱. تجهیزات مورد نیاز (کارگاه ریختهگری خانگی)
برای شروع به این ابزارهای کلیدی نیاز دارید:
- کوره برقی (Electric Melting Furnace): کورههای مدرن دیجیتالی که توانایی ایجاد حرارت تا ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد را دارند. این دما برای ذوب آلومینیوم (۶۶۰ درجه) و برنج (۹۳۰ درجه) کاملاً کافی است.
- بوته (Crucible): ظرفی از جنس گرافیت یا سیلیکون کارباید که فلز داخل آن ذوب میشود.
- انبر مخصوص (Tongs): برای بیرون آوردن ایمن بوته از کوره.
- قالب (Mold): میتواند قالب ماسهای (Sand Casting) یا قالب گچی باشد.
۲. انتخاب فلز: آلومینیوم در مقابل برنج
ویژگی | آلومینیوم | برنج (ترکیب مس و روی) |
دمای ذوب | حدود ۶۶۰°C (آسانتر) | حدود ۹۰۰°C تا ۱۰۰۰°C (سختتر) |
دسترسی به ضایعات | سرسیلندر ماشین، رینگ، قوطی نوشابه | شیرآلات قدیمی، پوکه فشنگ، قطعات لوستر |
سختی قطعه نهایی | سبک و مقاوم به خوردگی | سنگین، بسیار محکم و اصطکاک کم |
دقت ریختهگری | عالی برای قطعات ظریف | عالی برای قطعات مکانیکی متحرک |
۳. فرآیند گامبهگام تولید قطعه نایاب
مرحله اول: مدلسازی (Pattern Making)
ابتدا باید نمونهای از قطعهای که میخواهید بسازید داشته باشید. اگر قطعه اصلی شکسته است، میتوانید آن را با چسب بچسبانید یا با پرینتر سهبعدی یک نمونه پلاستیکی از آن بسازید.
مرحله دوم: قالبگیری (Molding)
رایجترین روش برای قطعات صنعتی، ریختهگری در ماسه است:
- قطعه مدل را داخل یک جعبه مخصوص (Degree) قرار دهید.
- اطراف آن را با "ماسه ریختهگری" (ترکیب ماسه و بنتونیت) کاملاً بکوبید.
- قطعه را خارج کنید تا حفرهای دقیق به شکل قطعه باقی بماند.
- مسیرهایی برای ورود فلز مذاب و خروج هوا (Riser) ایجاد کنید.
مرحله سوم: ذوب فلز
- کوره را روشن کرده و روی دمای هدف تنظیم کنید (مثلاً ۷۵۰ درجه برای آلومینیوم).
- قطعات فلزی را داخل بوته بریزید.
- فلاکس (Flux): مقدار کمی پودر تصفیه به مذاب اضافه کنید تا ناخالصیها (سرباره) روی سطح بیایند. سرباره را با یک میله آهنی بردارید.
مرحله چهارم: ریختن مذاب (Pouring)
با رعایت کامل نکات ایمنی، بوته را از کوره خارج کرده و فلز مایع را به آرامی و با جریان یکنواخت داخل قالب بریزید.
مرحله پنجم: پرداخت (Finishing)
پس از سرد شدن (حدود ۳۰ دقیقه)، قالب را بشکنید. قطعه را خارج کرده و زائدههای مسیرهای ریختهگری را با فرز یا اره ببرید. در نهایت با سنبادهزنی یا پولیش، قطعه را به ظاهر نهایی برسانید.
۴. نکات طلایی برای کیفیت صنعتی
- پیشگرم کردن قالب: اگر از قالب فلزی استفاده میکنید، حتماً آن را گرم کنید تا فلز مذاب بر اثر شوک دمایی دچار ترک نشود.
- جلوگیری از تخلخل (Pornosity): وجود حبابهای ریز داخل قطعه ناشی از گازهای محبوس است. استفاده از قرصهای گاززدا در ذوب آلومینیوم این مشکل را حل میکند.
- انقباض فلز: به یاد داشته باشید که فلز هنگام سرد شدن کمی کوچک میشود (حدود ۱ تا ۲ درصد). مدل اولیه را باید کمی بزرگتر در نظر بگیرید.
۵. ایمنی (بسیار حیاتی)
ریختهگری با فلز مذاب شوخیبردار نیست:
- تجهیزات فردی: دستکشهای نسوز چرمی بلند، شیلد صورت و پیشبند چرمی الزامی است.
- رطوبت ممنوع: حتی یک قطره آب در تماس با فلز مذاب باعث انفجار و پاشش فلز به اطراف میشود. تمام ابزارها و قالبها باید کاملاً خشک باشند.
