ریخته گری فوم گمشده چیست و اصول اولیه و مراحل کلیدی آن چیست؟

ریخته گری فوم از دست رفته (LFC)، همچنین به عنوان ریخته گری الگوی تبخیری شناخته می شود، یک فرآیند ریخته گری دقیق است که برای ایجاد قطعات فلزی پیچیده با دقت ابعادی بالا و پایان سطح عالی استفاده می شود. این تکنیک پیشرفته ریخته گری به طور گسترده در صنایع مختلف از جمله خودروسازی، هوافضا و ماشین آلات سنگین برای تولید قطعات نزدیک به شبکه با حداقل نیازهای پس از پردازش استفاده می شود.

اصل اساسی ریخته گری فوم از دست رفته

اصل اصلی از ریخته گری فوم از دست رفته حول استفاده از یک الگوی مصرفی ساخته شده از فوم می چرخد که در طی فرآیند ریخته گری با فلز مذاب جایگزین می شود. الگویی که معمولاً از پلی استایرن منبسط شده (EPS) یا پلیمر مشابه ساخته می شود، به شکل دقیق قسمت نهایی مورد نظر ایجاد می شود. این الگو با یک پوشش سرامیکی نسوز پوشانده می شود و سپس در یک فلاسک قرار می گیرد که متعاقباً با ماسه خشک بدون پیوند پر می شود. ماسه در اطراف الگو فشرده می شود و پشتیبانی محکمی را فراهم می کند.

سپس فلز مذاب مستقیماً در الگوی فوم ریخته می شود. گرمای فلز باعث می شود که فوم فوراً تبخیر و تجزیه شود و به فلز اجازه می دهد تا کل حفره باقی مانده را پر کند و دقیقاً شکل و جزئیات الگوی اصلی را تکرار کند. محصولات جانبی گازی از فوم از طریق پوشش سرامیکی نفوذپذیر و ماسه تخلیه می شوند.

مراحل کلیدی فرآیند در ریخته گری فوم از دست رفته

1. تولید الگو: این فرآیند با ایجاد یک الگوی فوم و سیستم دروازه آن آغاز می شود. این کار معمولاً با تزریق دانههای پلی استایرن قابل انبساط به قالب آلومینیومی و استفاده از بخار برای ترکیب آنها به شکل الگوی نهایی انجام میشود. برای قطعات پیچیده، چندین بخش الگو ممکن است با استفاده از چسب های تخصصی تولید و در یک خوشه کامل مونتاژ شوند.

2. مونتاژ الگو: الگوهای فوم منفرد به یک سیستم دروازه فوم مرکزی (اسپرو، رانرها و رایزرها) متصل می شوند تا یک خوشه یا درخت را تشکیل دهند. این مجموعه امکان تولید چندین قطعه را در یک چرخه ریخته گری واحد فراهم می کند و کارایی را بهبود می بخشد.

3. کاربرد پوشش نسوز: خوشه فوم مونتاژ شده در دوغابی از مواد سرامیکی نسوز فرو می رود. این پوشش بسیار مهم است زیرا:

   • یک سطح صاف را برای ریخته گری نهایی فراهم می کند.

   • از فرسایش شن و ماسه و نفوذ فلز در هنگام ریختن جلوگیری می کند.

   • به محصولات گازی فوم در حال تجزیه اجازه می دهد تا از طریق نفوذپذیری آن خارج شوند.
     سپس خوشه پوشش داده شده به طور کامل در یک محیط کنترل شده خشک می شود تا استحکام و نفوذپذیری مناسب حاصل شود.

4. قالب گیری (فشرده سازی شن و ماسه): خوشه خشک شده و پوشش داده شده به صورت وارونه در یک فلاسک فولادی قرار می گیرد. سپس ماسه سیلیس خشک و بدون پیوند در فلاسک اطراف الگو ریخته می شود. فلاسک روی یک میز ارتعاشی ارتعاش مییابد تا اطمینان حاصل شود که ماسه به تمام حفرهها جریان مییابد و به طور متراکم در اطراف الگو قرار میگیرد و پشتیبانی ساختاری حیاتی را در طول ریختن فلز فراهم میکند.

5. ریختن: هنگامی که ماسه فشرده شد، فلز مذاب از یک ملاقه مستقیماً در فنجان اسپرو سیستم دروازه فوم ریخته می شود. فلز تمام حفره را پر می کند و به طور همزمان تبخیر می شود و الگوی فوم را جایگزین می کند. سرعت ریختن و دما باید به دقت کنترل شود تا اطمینان حاصل شود که فوم با سرعت مطلوب بدون ایجاد نقص تجزیه می شود.

6. خنک کننده و شیک اوت: پس از اتمام ریختن، فلز مذاب اجازه داده می شود تا در قالب ماسه جامد و خنک شود. سپس فلاسک معکوس می شود و ماسه به دور از خوشه ریخته گری فلزی که اکنون جامد است ارتعاش می یابد. با توجه به ماهیت بدون پیوند شن و ماسه، به راحتی از ریخته گری دور می شود و می تواند خنک شود و برای قالب های بعدی مورد استفاده مجدد قرار گیرد.

7. پایان دادن: مرحله نهایی شامل برداشتن قطعات ریخته گری از سیستم دروازه با استفاده از ابزارهای برش مانند اره نواری یا چرخ های سنگ زنی است. عملیات تکمیلی جزئی، مانند سنگ زنی سبک یا انفجار شات، ممکن است برای دستیابی به ابعاد مشخص شده نهایی و کیفیت سطح انجام شود.

ریخته گری فوم از دست رفته مزایای قابل توجهی را برای تولید قطعات پیچیده با معابر داخلی، هندسه های پیچیده و کاهش نیازهای ماشینکاری ارائه می دهد. موفقیت آن به کنترل دقیق در هر مرحله، از کیفیت الگو گرفته تا تراکم شن و پارامترهای ریختن بستگی دارد. در نتیجه، ریخته گری فوم از دست رفته یک فرآیند حیاتی و کارآمد در فلزکاری مدرن باقی می ماند.