غرفة الصب بالقالب الساخن هي تقنية تصنيع شائعة تجعل من الممكن إنتاج مكونات معدنية معقدة وعالية الجودة. ينجذب العديد من المصنعين من مختلف الصناعات إلى ماكينات الصب بالقالب بالغرفة الساخنة نظرًا لمتانتها الفائقة وتعدد استخداماتها ودقتها في التصنيع. يستخدم الصب بالقالب بالغرفة الساخنة في مجموعة متنوعة من الصناعات، بما في ذلك السباكة والإلكترونيات والسيارات والفضاء.
تفاصيل غرفة الصب بالقالب الساخن في هذا المنشور. سنتحدث عن مكوناتها ومزاياها وحدودها واستخداماتها الصناعية وطريقة عملها. وللتأكيد على أهميتها بشكل أكبر، سنختتم بإجراء مقارنة موجزة مع الصب بالقالب بالغرفة الباردة، وهي طريقة أخرى معروفة لصب القوالب.
مكونات الصب بالقالب بالغرفة الساخنة
ماكينة الصب بالقالب بالغرفة الساخنة عبارة عن ماكينة متعددة المكونات ومعقدة. سنتناول كل منها على حدة بإيجاز.
معقوفة
هذا جزء خاص من إعداد الصب بالغرفة الساخنة وهو مهم للغاية. يتم توصيل خط التغذية، الذي يسمح للمعدن المنصهر بالدخول إلى القالب، بآلية الحقن بواسطة عنق معقوفة. وهو مغمور في بحيرة من المعدن المنصهر. يجب أن يتمتع بمقاومة حرارية قوية. ولهذا السبب، من الأفضل إنتاجه من الفولاذ المصبوب أو الفولاذ المطروق الممتاز.
يتم وضع الغرفة الساخنة والمكبس، وهما مكونان لآلية الحقن الهيدروليكي، في بطانة أسطوانية. بالإضافة إلى ذلك، فإن معظم المكبس قابل للاستبدال بسبب ظروف العمل القاسية التي تتسبب في انخفاض جودته بمرور الوقت.
الفرن
يعد الفرن المدمج في هذه الماكينة أهم مكوناتها. تعمل غرفة الاحتراق في الفرن على إذابة المواد الخام عن طريق حرق الوقود وخلق درجات حرارة عالية للغاية. يكون الفرن والقالب على مقربة من بعضهما البعض عند الصب في غرفة ساخنة.
الموت
وأخيرًا، القالب أو القالب الفعلي. يحتوي على دبابيس القاذف لإخراج الجزء والتجويف. وعلاوة على ذلك، اعتمادًا على هندسة الجزء، قد يحتوي على مكونات أخرى مثل النوى. على غرار تقنيات الصب الأخرى، فإن القالب المستخدم في عملية الصب بالقالب بالغرفة الساخنة هو نفسه.
فوهة
تتحكم الفوهة في كمية المعدن المنصهر الذي يتدفق إلى القالب من خلال عنق المنحنية. وهي بمثابة قناة يدخل من خلالها المعدن إلى القالب بسلاسة ودقة. بالإضافة إلى ذلك، تدخل أي مواد خام متبقية إلى الفرن من خلال الفوهة بعد دورة الصب.
مكبس/مكبس هيدروليكي
ينقل هذا الجزء المعدن المنصهر إلى القالب ويبقيه هناك تحت ضغط شديد. يتحرك المكبس عبر الحجرة المسخنة بحركة لأعلى ولأسفل.
يتم تشغيله بواسطة أسطوانة هيدروليكية تعمل بالغاز أو الزيت.
أجزاء التطبيقات المصنوعة من غرفة الصب بالقالب الساخن
سنحاول تغطية التطبيقات الأكثر شهرة، على الرغم من أن هناك الكثير من التطبيقات التي لا يتسع المجال لذكرها أدناه، إلا أن بعض التطبيقات تغطي طيفًا واسعًا من الصناعات.
- الفضاء الجوي: نظرًا لقدرة سبائك الزنك/المغنيسيوم على تقليل الوزن، فهي مفيدة. تستخدم سبائك القصدير في بعض الأحيان من قبل المهندسين لصنع أجزاء التوربينات الغازية والمحركات للطائرات.
- تُعد منتجات الصب بالقالب بالغرفة الساخنة ضرورية لصناعة السيارات لتصنيع مناطق الضغط العالي مثل علب ناقل الحركة ومكونات المحرك وأغطية السيارات. ونظرًا لأن هذه الأجزاء يجب أن تقاوم درجات الحرارة العالية والأحمال الثقيلة، فإن القوة الكامنة في قوالب الصب بالقالب بالغرفة الساخنة وقدرتها على التحمل تجعلها خيارًا رائعًا.
- عناصر الزينة: يُستخدم القصدير والسبائك المعدنية الأخرى ذات المظهر الجمالي الجميل على نطاق واسع في المجوهرات وغيرها من قطع الديكور المنزلي.
- حاويات الأجهزة الإلكترونية: توفر السبائك المصنوعة من الزنك توصيلًا كهربائيًا ممتازًا. وعلى هذا النحو، فإنها تجد استخدامًا رائعًا في إنتاج عناصر مثل أجسام حاويات الدوائر المتكاملة ومكونات الهواتف الذكية.
عيوب عملية غرفة الصب بالقالب الساخن
المكاسب والخسائر متبادلة. حان الوقت لسرد بعض عيوب عملية غرفة الصب بالقالب الساخن.
مجموعة محدودة من المواد المختارة
يمكن صب المعادن ذات درجة الانصهار المنخفضة فقط مثل الزنك والمغنيسيوم والقصدير وما إلى ذلك في آلة الصب بالقالب بالغرفة الساخنة. ولذلك، إذا أراد المهندسون استخدام الصب بالقالب بالغرفة الساخنة، فإن خياراتهم للمواد محدودة.
غير مناسب للإنتاج منخفض الحجم
يصبح الصب بالقالب مجديًا اقتصاديًا للإنتاج بكميات كبيرة. والسبب في ذلك هو ارتفاع تكلفة إنتاج القوالب. قبل اتخاذ القرار النهائي، يحتاج المهندسون الذين يعملون على مشروع منخفض الحجم إلى إجراء تحليل شامل للتكلفة والفائدة لتقييم جدوى طريقة الغرفة الساخنة.
كعمليات صب، عادةً ما تكون عمليات الصب بالقالب والقولبة بالحقن في تنافس مباشر مع بعضها البعض. ولتحقيق الربحية المثلى، يجب أن تكون على دراية جيدة بكليهما.
ملخص التباين بين الصب بالقالب بالغرفة الساخنة والباردة
النوعان الأساسيان من تقنيات الصب بالقالب هما الصب بالقالب بالغرفة الساخنة والصب بالقالب بالغرفة الباردة. ونحن الآن على دراية تامة بالنوع الأول. لفهم أعمق للموضوع، دعونا نلقي نظرة سريعة على المقارنات بينهما.
- الفرن: من الواضح أنه في إجراء الغرفة الساخنة، يكون الفرن والقالب متماثلين. وهو عبارة عن قطعة منفصلة من المعدات لقالب الصب بالغرفة الباردة وغالبًا ما يقع في منطقة مختلفة من أرضية الإنتاج.
- أوقات الدورات: نظرًا لأن الصب بالقالب بالغرفة الباردة يتطلب فترات ذوبان وتبريد طويلة، فإن الدورة الزمنية للدورة أطول بشكل عام وإنتاجية أقل نتيجة لذلك.
- المواد: يستخدم المغنيسيوم والزنك والقصدير ومواد أخرى في عملية الغرفة الساخنة. الغرفة الباردة صب القوالب كثيرًا ما تستخدم معادن ذات درجات حرارة انصهار أعلى، مثل سبائك الألومنيوم.
- احتياطات السلامة: نظرًا لأن الصب بالغرفة الساخنة ينطوي على معدن منصهر أقل حركة ودرجات حرارة أقل، فإنه غالبًا ما يكون أكثر أمانًا. ومن ناحية أخرى، ينطوي صب الغرفة الباردة على مزيد من الاستثمار لضمان سلامة العمال والمعدات.
- الاستثمار: غالبًا ما يتطلب صب القوالب بالغرفة الباردة تكلفة أعلى للمصنعين. نظرًا لزيادة البلى المرتبط بدرجات الحرارة، تكون تكاليف الطاقة أعلى، وتكاليف إعداد الفرن والقالب الصب كبيرة، كما أن تكاليف الصيانة مرتفعة إلى حد ما. بالإضافة إلى ذلك، هناك انخفاض في عمر الأداة - وهي تكلفة كبيرة مرتبطة بالصب بالقالب.
حدود غرفة الصب بالقالب الساخن
إن الصب بالقالب بالغرفة الساخنة له عيوب معينة، مثل بعض السبائك التي لا يمكن استخدامها بسبب ارتفاع درجات انصهارها أو تآكلها لأجزاء الماكينة. وعلاوة على ذلك، قد لا تكون العناصر ذات المقاطع العرضية السميكة أو تلك الضخمة والثقيلة مناسبة لهذه التقنية.
يعتبر الصب بالقالب بالغرفة الساخنة أسرع، ولكن توافق المواد المستخدمة فيه يمثل قيدًا أكبر. وبصفة عامة، لا يعمل بشكل عام إلا مع المعادن ذات درجة الانصهار المنخفضة مثل المغنيسيوم والزنك وسبائك الرصاص. سبائك الألومنيوم غير متوافقة معها لأنها يمكن أن تمتص الحديد من الحجرة.