ابزار ریخته گری ماسه ای شامل قطعات و لوازمی هستند که در ریخته گری ماسه ای استفاده می شوند. در حقیقت ریخته گری فن شکل دهی با ذوب کردن آن و ریختن مذاب در قالب است. ریخته گری انواع مختلفی دارد که ابزار ریخته گری ماسه ای همان طور که از اسمش پیداست لوازم مورد استفاده در نوع خاصی از ریخته گری (ریخته گری ماسه ای) است. ابزار ریخته گری ماسه ای بسیار گسترده بوده و از انواع چکش ها تا انواع الک ها را شامل می شود.

در این نوشتار به بررسی این ابزار پرداخته می شود. در روش ریخته گری ماسه ای، قالبی از جنس ماسه به روش های مختلف ساخته می شود سپس با استفاده از راهگاه هایی که در آن وجود دارد مذاب وارد آن شده تا کاملا منجمد شود. پس از منجمد شدن قطعه مورد نظر، قالب ماسه ای شکسته شده و قطعه فلزی خارج می شود. تمام این مراحل نیازمند به کار گیری ابزار ریخته گری ماسه ای است.

قالب ریخته گری ماسه ای

در این نوشتار به صورت خلاصه فرایند ریخته گری ماسه ای توضیح داده خواهد شد. سپس مهم ترین ابزار ریخته گری ماسه ای به تفکیک معرفی خواهد شد.

مراحل ریخته گری ماسه ای

در حقیقت بیشتر، قطعات فلزی و آلیاژی را می توان با به کار گیری ابزار ریخته گری ماسه ای تولید کرد. اما درجه دشواری همه آن ها یکسان نیست. برای مثال در ریخته گری منیزیم باید شرایط خاصی را به کار ببریم چرا که این عنصر با هوا بسیار واکنش پذیر است. در زیر به مراحل ریخته گری ماسه ای اشاره و همچنین انواع ابزار ریخته گری ماسه ای مثل چکش، تراز و غیره توضیح داده خواهد شد.

ساخت قالب در ریخته گری ماسه ای

پیش از به کار گیری ابزار ریخته گری ماسه ای ، به قالب ماسه ای نیاز داریم. به منظور ساخت قالب ریخته گری به یک مدل سازی ریخته گری نیاز داریم که شکل قطعه نهایی و مطلوب ما را داشته باشد. معمولا مدل ها را از چوب، پلیمر یا فلز می سازند. حتی در برخی موارد، در صورتی که مدل پیچیده باشد، می توان آن را با استفاده از پرینت سه بعدی تولید کرد. در نهایت، از مدل تولید شده به منظور ساخت قالب استفاده می شود. پس از ساخت قالب ماسه ای، با به کار گیری ابزار ریخته گری ماسه ای ، فرایند ریخته گری انجام می شود.

مدل فلزی ریخته گری ماسه ای

در فرآیند تولید قالب، انتخاب نوع ماسه می تواند چالش برانگیز باشد. این ماسه ها در انواع مختلف همراه با خواص گوناگون عرضه می شوند. ماسه ها سرامیکی بوده و بیشتر از نوع سیلیکا یا آلومینا هستند. در هنگام کار با ماسه ها به ابزار ریخته گری ماسه ای شدیدا نیاز خواهد بود. ماسه هایی که در ساخت قالب به کار می روند باید به هم بچسبند. برای این کار از موادی اضافی که دارای خواص چسبندگی باشد استفاده می شود. البته لازم به ذکر است در برخی از انواع ماسه ها نیازی به استفاده از این نوع چسب ها نیست.

تکمیل ساخت قالب در ریخته گری ماسه ای

برای ساخت قالب های ریخته گری به انجام فرایند های تکمیلی و نیز به کار گیری ابزار ریخته گری ماسه ای نیاز است. برای مثال برخی از قطعات در داخل خود دارای حفره یا سوراخ هستند. برای ریخته گری آن ها باید بدانیم که از استفاده از یک ابزار اضافه به اسم ماهیچه یا core ضروری است. این قطعات کمکی پس از نصب شدن در قالب، مذاب ورودی دور آن ها را پر می کند و در محل قرار گرفتن آن ها فضای خالی مورد نظر ایجاد می شود.

فرایند ریخته گری ماسه ای

ورود مذاب و انجماد در ریخته گری ماسه ای

پس از حرارت دهی فلز و ذوب کردن آن، لازم است تا مذاب به داخل حفره های موجود در قالب ماسه ای ریخته شود. انتقال مذاب از کوره و بارریزی آن توسط ظرف های مخصوصی به اسم بوته انجام می شود. بوته ها یکی از ابزار ریخته گری ماسه ای هستند که بسته به ابعاد قطعه در اندازه های مختلف عرضه می شوند. پس از ریختن مذاب به داخل قالب با استفاده از ابزار ریخته گری ماسه ای ، نوبت مرحله انجماد است. سرعت این مرحله اهمیت ويژه ای دارد. به همین دلیل گاهی برای تنظیم این سرعت انجماد از هیتر و یا خنک کننده هایی در اطراف قالب استفاده می شود تا با این کار بتوان سرعت انجماد را کنترل و نتیجتا ساختار قطعه نهایی و خواص آن را بهبود بخشید.

پس از اتمام انجماد، مرحله شکستن قالب با استفاده از ابزار ریخته گری ماسه ای مخصوص است. ابزار ریخته گری ماسه ای مورد استفاده در این مرحله ویبراتور است. ویبراتور به منظور به ارتعاش در آوردن قالب و نتیجتا سهولت خروج قطعه استفاده می شود.

قالب ماسه ای ساخته شده برای ریخته گری ماسه ای

انواع ابزار ریخته گری ماسه ای

انواع ابزار ریخته گری ماسه ای ، وجود دارند که در فروشگاه ها قابل خریداری هستند. ابزار ریخته گری ماسه ای ، هر کدام به منظور انجام عملیات به خصوصی انجام می شود. برای مثال از ابزار ریخته گری ماسه ای به منظور قالب گیری، آماده سازی ماسه و مذاب ریزی استفاده می شود. این گونه ابزار ریخته گری ماسه ای ، تحت عنوان ابزار دستی شناخته می شوند. در حقیقت، اکثر ابزار ریخته گری ماسه ای ، در مرحله آماده سازی انواع ماسه ریخته گری و ماهیچه به کار می روند. در زیر چندین مورد از ابزار ریخته گری ماسه ای ، توضیح داده خواهد شد.

ابزار الک

الک دستی اولین ابزار و یکی از پر کاربرد ترین ابزار ریخته گری ماسه ای بوده که به منظور پاکسازی ماسه استفاده می شود. از الک ها به منظور جداسازی انواع قطعات ریز و درشت و اضافی از ماسه ها در زمان قالب گیری استفاده می شود. معمولا الک های دستی دارای مش های سیمی بوده که توسط یک قاب دایره ای شکل محاط شده اند.

ابزار های مورد استفاده در ریخته گری ماسه ای

علاوه بر الک ها، بیل نیز از دیگر ابزار ریخته گری ماسه ای بوده که از یک دسته چوبی با یک صفحه فولادی ساخته می شود. از بیل به منظور انتقال ماسه ریخته گری به داخل محفظه ها، جعبه قالب گیری یا درجه ها استفاده می شود. بیل ها اصولا برای مخلوط کردن، حرارت دهی و صاف کردن ماسه های ریخته گری نیز به کار می روند.

ابزار کوبه یا Rammer

کوبه ها را به منظور تعمیر و یا تنظیم قالب های ماسه ای زمانی که قسمتی از ماسه از قالب جدا شده باشد به کار می گیرند. کوبه ها در انواع مختلفی وجود دارند. در حقیقت کوبه یکی از انواع ابزار ریخته گری ماسه ای است که به منظور یکپارچه کردن ماسه های اطراف مدل استفاده می شود. کوبه ها در انواع مختلفی وجود دارند. برای مثال می توان از انواع کوبه دستی hand rammer و زمینی floor rammer نام برد.

کوبه دستی عموما از فلز یا چوب ساخته می شود. این کوبه ها قابل حمل بوده و در یک سمت خود قسمتی گوه ای شکل دارند. کوبه زمینی سنگین تر بوده و دارای یک میله فولادی طویل است. از این گونه ها برای محکم کردن ماسه درون قالب های بسیار بزرگ استفاده می شود.

قالب ماسه ای همراه با مدل فلزی

ابزار پین اسپرو یا Sprue pin

پین اسپرو از دیگر ابزار ریخته گری ماسه ای بوده و برای ایجاد سوراخ های عمودی مورد استفاده قرار می گیرد. این قطعات از چوب یا فلز ساخته می شوند. پین اسپرو درون ماسه فشار داده می شود و شکل های استوانه ای یا مخروطی را در آن ایجاد می کنند.

ابزار چکش

چکش ها نیز یکی دیگر از ابزار ریخته گری ماسه ای هستند که کاربرد های زیادی دارند. برای مثال پس از اتمام فرایند انجماد می توان با استفاده از چکش قالب را از قطعه مورد نظر جدا کرد. یا اینکه پس از جداسازی قطعات از قالب برخی از تکه های اضافی ریخته گری را می توان با استفاده از چکش از آن جدا کرد.

ماله مورد استفاده در فرایند قالب گیری ماسه ای

میله تهویه یا Vent rod

میله های تهویه از ابزار ریخته گری ماسه ای هستند که از یک سر گرد بوده که معمولا چوبی هستند و از سر دیگر نوک تیز می باشد. جنس بدنه این میله ها معمولا فولادی است. از میله تهویه پس از استفاده از کوبه و در مرحله اخر قالب گیری استفاده می شود. میله تهویه در حقیقت برای ایجاد چندین سوراخ کوچک در قالب پیش از انجام ریخته گری استفاده می شود. این سوراخ ها سبب می شوند تا جریان گازهای تولید شده حین ریخته گری و مرحله انجماد، بتوانند از این طریق خارج شوند.

ابزار تراز و ماله

تراز نیز یکی از انواع ابزار ریخته گری ماسه ای است که شخص قالب ساز از‌ آن استفاده می کند. در حقیقت قالب ساز با استفاده از تراز بررسی می کند که آیا جعبه قالب گیری کاملا افقی است یا خیر. ماله از دیگر ابزار ریخته گری ماسه ای بوده در بسیاری از کارگاه های ریخته گری به عنوان ابزاری برای پرداخت سطحی نهایی گوشه ها و سطوح صاف قالب ماسه ای استفاده می شود. ماله ها از یک تیغه فلزی که (معمولا آهنی) و یک دسته چوبی ساخته می شوند. از ماله همچنین به منظور صاف کردن و تعمیر سطوح قالب نیز استفاده می شود.

قالب سازی ماسه ای