مواد و ساخت پیشرفته

برای محاسبه کل هزینه یک ریخته ­گری قالبی، هزینه­ های زیر باید در نظر گرفته شود: تاسیسات (انرژی، گاز، آب)، مواد، قالب تحت فشار، استهلاک ماشین ریخته­ گری، پیکربندی تجهیزات و ریخته­ گری، آزمایشات (ترکیب شیمیایی، دقت ابعاد، RTG/CT، استحکام، سفتی، ساختار، و غیره)، تکمیل، ذخیره­ سازی و بسته­ بندی، ساعت کاری کارمندان، اجاره، بیمه، هزینه­ های زیست محیطی، مزایای پزشکی و پاداش برای مدیریت و مالکان. ولی این هزینه­‌ها تا حد زیادی مستقل از ریخته­ گری هستند و به فرایند آن ارتباطی ندارند. تنها پارامتری که این هزینه را کاهش می­دهد، تعدد حفره قالب فشار است که باعث افزایش تعداد ریخته­ گری­‌های تولید شده در واحد زمان می­‌شود.

در یک بررسی که اخیرا انجام شده است، هزینه­ های ریخته­ گری را که مربوط به تعدد حفره قالب تحت فشار است، تجزیه و تحلیل شده است. سیستم­ های کاهش فشار در حفره قالب تحت فشار این امکان را فراهم می­ کند که انسداد فاز گاز را هم در محفظه پرس ماشین ریخته­ گری و هم در حفره قالب در هنگام پر کردن آن با آلیاژ مذاب محدود کند. تخلخل گاز نقطه ضعف اساسی قالب های ریخته گری است که محدوده کاربرد آنها را محدود می کند. علاوه بر کاهش سفتی و کیفیت نامناسب سطح بیرونی، می­ تواند خواص مقاومتی قطعات ریخته­ گری را کاهش دهد. اگرچه این سیستم­ ها چندین سال است که در بازار شناخته شده­ اند، اما به طور مداوم در حال مدرن شدن هستند. بهینه­ سازی کار آنها هنوز در دست مطالعات متعدد است. با توجه به افزایش قیمت انرژی و مواد شارژی، بهینه­ سازی هزینه­ های ساخت قطعات ریخته­ گری ضروری است. آزمایش‌هایی در مورد امکان ساخت ریخته‌گری در قالب فشار با افزایش تعداد حفره‌ها با سفتی مورد نیاز ریخته‌گری انجام شده است. آزمایش ها بر روی ریخته­ گری­‌های ساخته شده در فرآیند فشار بالا و با استفاده از سیستم خلاء انجام شده است. این تحقیق شامل بهینه‌سازی طراحی قالب تحت فشار از طریق انتخاب پارامترهای ریخته‌گری و آزمایش‌های CT و ریزساختار بوده است.

نتایج آزمایش‌ها نشان داده است که می‌توان تعداد حفره‌های قالب تحت فشار را افزایش داد و میزان تخلخل مورد نیاز ریخته‌گری را به شرط استفاده از سیستم خلاء به دست آورد. نتایج انین تحقیق نشان داده است مقدار تخلخل گاز در قطعات ریخته گری را می­توان به طور قابل توجهی از 4% در فشار اتمسفر به 1% در خلاء 300 میلی بار کاهش داد.

منبع:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0042207X23000568