مقدمه
ریختهگری تحت فشار یا دایکست (Die Casting) یکی از روشهای محبوب تولید قطعات فلزی با تیراژ بالا، کیفیت سطح بالا و دقت ابعادی مطلوب است. در این فرآیند، مذاب فلز با سرعت و فشار بالا وارد حفره قالب میشود و به سرعت منجمد میگردد. به همین دلیل، درک پارامترهای مؤثر مانند سرعت تزریق، فشار، طراحی مسیر جریان، دمای قالب و انتخاب آلیاژ مناسب اهمیت حیاتی دارد. در این مقاله، با تمرکز بر اصول مهندسی دایکست، تمامی عوامل تأثیرگذار بر کیفیت و بهرهوری این فرآیند را بررسی میکنیم.
مبانی فرآیند دایکست
دایکست به دو دسته اصلی تقسیم میشود: دایکست محفظه گرم و دایکست محفظه سرد. در نوع سرد که برای آلیاژهای آلومینیوم و مس استفاده میشود، مذاب خارج از دستگاه تهیه و سپس به داخل سیستم تزریق منتقل میشود. در مقابل، در محفظه گرم (برای آلیاژهای روی یا منیزیم)، سیستم تزریق با مذاب در تماس مستقیم است.
۱. سرعت تزریق
سرعت تزریق، تعیینکننده نحوه پرشدن قالب است. اگر سرعت خیلی کم باشد، مذاب فرصت انجماد زودهنگام پیدا کرده و پرشدگی ناقص یا ناپیوستگی سطحی ایجاد میشود. در مقابل، سرعت بیش از حد میتواند باعث ایجاد آشفتگی، پاشش، حبس هوا و در نتیجه تخلخل گازی شود. بهطور معمول، سرعت تزریق در مراحل پایانی قالبگیری (fill stage) به ۲ تا ۶ متر بر ثانیه میرسد.
۲. فشار تزریق
برای تولید قطعات با جزئیات بالا و دیوارههای نازک، نیاز به فشار تزریق بالا (معمولاً بین ۴۰ تا ۱۲۰ مگاپاسکال) داریم. این فشار به دو منظور اعمال میشود:
- غلبه بر مقاومت جریان مذاب و پر کردن سریع قالب
- نگهداری فشار در مرحله نگهداری (holding) برای جبران انقباض انجمادی
۳. طراحی قطعات نازک
مزیت اصلی دایکست در توانایی تولید قطعات با ضخامت کم است. اما برای جلوگیری از مشکلات پرشدگی، لازم است در طراحی:
- ضخامت دیوارهها یکنواخت و به حداقل ممکن (۱.۵ تا ۳ میلیمتر) باشد
- فاصله میان راهگاه، درگاه و حفره اصلی بهینه باشد
- قالب تهویه مناسب داشته باشد تا هوا بهدرستی خارج شود
۴. کنترل دمای قالب و مذاب
دمای قالب باید در بازه مشخصی (معمولاً بین ۱۸۰ تا ۲۴۰ درجه سانتیگراد) حفظ شود. قالب سرد منجر به انجماد سریع و ناقص شدن جریان مذاب میشود، در حالی که قالب بیش از حد گرم باعث افزایش تخلخل، سایش قالب و افت کیفیت سطح میشود. همچنین، دمای مذاب نیز (برای آلیاژ آلومینیوم: ۶۶۰ تا ۷۰۰ درجه سانتیگراد) باید پایدار باشد تا ویسکوزیته مناسب حفظ شود.
۵. کنترل تخلخل و جوش سرد
تخلخل گازی و جوش سرد (Cold Shut) از عیوب شایع در دایکست هستند. برای جلوگیری:
- از سیستمهای خلا (Vacuum Venting) در قالب استفاده میشود
- دریچههای تهویه و شیرهای تخلیه بهدرستی طراحی میشوند
- پروفایل سرعت تزریق بهصورت چندمرحلهای برنامهریزی میشود
۶. انتخاب آلیاژ مناسب
رایجترین آلیاژهای مورد استفاده در دایکست عبارتاند از:
- آلومینیوم (ADC12, A380): مقاومت بالا، وزن سبک، مقاومت به خوردگی
- روی (Zamak): دقت ابعادی بالا، سیالیت عالی
- منیزیم (AZ91): بسیار سبک و مناسب کاربردهای الکترونیکی و خودرویی
انتخاب آلیاژ به خواص مکانیکی موردنیاز، نوع قالب، پیچیدگی قطعه و هزینه تولید بستگی دارد.
۷. طراحی قالب دایکست
طراحی قالب یکی از مراحل حیاتی در موفقیت فرآیند دایکست است. ویژگیهای مهم:
- داشتن راهگاههای متوازن و جریان یکنواخت
- جایگذاری مناسب سیستمهای تهویه و تخلیه گاز
- پیشبینی مناطق سرد و گرم قالب با تحلیل جریان مذاب (با استفاده از نرمافزارهایی مانند ProCAST)
طراحی قالب بهینه موجب افزایش عمر قالب و کاهش تعمیرات میشود.
مزایای آموزش صحیح فرآیند دایکست
- افزایش راندمان تولید: کاهش توقفات ناشی از تنظیمات غلط دستگاه
- بهبود کیفیت قطعات: کاهش عیوب ظاهری و ساختاری
- صرفهجویی اقتصادی: کاهش ضایعات و مصرف انرژی
- ایمنی کاری: کنترل بهتر شرایط پرخطر مانند تزریق مذاب با فشار بالا
نتیجهگیری
ریختهگری دایکست یکی از سریعترین و دقیقترین روشها برای تولید قطعات فلزی پیچیده با تیراژ بالا است. اما موفقیت در این فرآیند مستلزم درک صحیح از عوامل کلیدی مانند سرعت تزریق، فشار، طراحی قطعه و قالب، انتخاب آلیاژ مناسب و کنترل عیوب تولید است. آموزش اصولی و بهروزرسانی مداوم دانش فنی میتواند کیفیت تولید، عمر قالب و رضایت مشتری را بهطور چشمگیری افزایش دهد. سرمایهگذاری در آموزش نیروهای فنی، بهرهبرداری بهینه از تجهیزات و توسعه دانش طراحی، کلید موفقیت در صنعت دایکست مدرن است.
