חלה עלייה במספר הצרכים והיישומים התעשייתיים, מה שהוביל לעלייה בביקוש למוצרים מתוחכמים ואיכותיים. למרבה המזל, ניתן לחלק את תהליכי היציקה לקטגוריות משנה שונות, שכל אחת מהן יכולה לייצר מוצרים מסובכים ומדויקים המתאימים לסט מסוים של שימושים ודרישות.
זה מועיל להיות מודע הן ליתרונות והן לחסרונות של השונות שיטות יציקה לפני שתחליט באיזה מהם להשתמש כדי לענות על הצרכים של פרויקט הייצור שלך. מאמר זה מציע הקדמה תמציתית לשיטות יציקה שונות, תוך דיון על היתרונות והחסרונות שלהן.
הליך הליהוק בקצרה
יציקה היא תהליך ייצור הכולל יציקת מתכת מותכת לתבנית, המאפשרת לה להתמצק תוך שהיא מאפשרת לה להתקרר לטמפרטורת החדר. זה מביא לייצור של חלקי מתכת עם הצורה הרצויה. ללא קשר לממדים של הרכיבים המיוצרים, הוא מסוגל ליצור חלקים מסובכים ומתוחכמים.
מכיוון שהיציקה יכולה ליצור רכיבי מתכת איזוטרופיים במספרים גדולים, זוהי שיטה מתאימה לייצור המוני בגלל יכולתה. בנוסף, ישנן מספר צורות של יציקה, שכל אחת מהן נבדלת מהאחרות בסוג החומר והתבנית שהיא משתמשת בה כדי למלא את הצרכים של משתמש מסוים.
ישנם סוגים רבים של תהליכי יציקה
ישנם תהליכים שונים של יציקה, ולכל סוג יש סט ייחודי של יתרונות וחסרונות המשתנים בהתאם לדרישות המשתמש.
תהליך יציקת חול
ניתן ליצוק סגסוגות שונות של מתכות ברזליות ולא ברזליות בשיטת יציקת חול. רכיבי יציקת מתכת למכוניות, כגון בלוקי מנוע, ראשים גליליים, גלי ארכובה וכו', הם רק כמה דוגמאות למוצרים הנהנים מהשימוש הנרחב שלהם ביחידות תעשייתיות לייצור המוני.
תבנית הבנויה מחומרים המבוססים על סיליקה, כולל חול מלוכד טבעי או סינטטי, משמשת כדי לספק משטח תבנית אחיד להליך. פני התבנית מחולקים לחצאי ה-cope העליון והתחתון. יציקת מתכת מותכת לתוך התבנית ולתת לה להתקרר לצורה הרצויה מתבצעת. השלב האחרון ביציקת מתכת הוא הסרת חומר עודף וגימור המוצר הסופי.
למד את היתרונות והחסרונות להלן.
יתרונות:
- זול יחסית ביחס לעלויות הייצור במיוחד בייצור בקנה מידה קטן
- ייצור חלקים גדולים
- יכול ברזל יצוק וסגסוגות לא ברזליות
- ניתן למיחזור
- עיבוד שבבי של מתכות בעלות נקודות התכה גבוהות כמו טיטניום ופלדה
חסרונות:
- רמת דיוק נמוכה יותר בניגוד לחלופות אחרות
- לא מתאים לחלקים עם מפרטי גודל ומשקל קבועים מראש
- למוצרים המיוצרים בתהליך זה יש גימור משטח מחוספס
יציקת גרוויטי
יציקת גרביטציה, המאופיינת לעתים קרובות גם כיציקת תבנית קבועה, היא שיטה לייצור מתכות וסגסוגות מתכת על ידי שימוש חוזר בתבניות המורכבות ממתכות כגון פלדה, גרפיט וחומרים דומים אחרים. יציקת מתכת זו עשויה לייצר פריטים שונים, כולל גלגלי שיניים, תיבות הילוכים, אביזרי צינור, גלגלים, בוכנות מנוע וכו'.
במהלך התהליך, כוח הכבידה משמש כדי להקל על יציקת מתכת נוזלית לתוך חלל התבנית ישירות. התבנית עשויה להיות נוטה לנהל את המילוי, מה שמביא לכיסוי גדול יותר. לאחר מתן למתכת המותכת להתקרר, הסחורה נוצרת על ידי מתן התמצקות בתוך התבנית. סגסוגות עופרת, אלומיניום, אבץ ומגנזיום, כמו גם ברונזה מסוימים וברזל יצוק, כולם קלים יותר ליציקה הודות לשיטה זו.
בניגוד להליכי יציקה בלחץ אחרים, זה משתמש בשיטה מלמטה למעלה למילוי התבנית. קצב יציקה גדול יותר מושג בשיטה זו מאשר ביציקת חול. עם זאת, תג המחיר הכבד מיוחס בעיקר לתבניות המתכת הנדרשות לייצור.
למד את היתרונות והחסרונות להלן.
יתרונות:
- איכות פני השטח גבוהה יותר של מוצרים בגלל התמצקות מהירה
- מוצרים מיוצרים עם סובלנות הדוקה ודיוק גבוה
- פרודוקטיביות מוגברת, עלות ייצור מופחתת וזמן עקב תבניות לשימוש חוזר
- למוצרים מיוצרים יש תכונות מכניות טובות יותר
חסרונות:
- זה אתגר ליצוק חפצים הדורשים צורות מורכבות
- עלויות ייצור גבוהות יותר של תבניות
- שקע עלול להותיר במוצר כאשר היציקה מוסרת מהתבנית על ידי מנגנון הפליטה
יציקת לחץ
ישנן שתי שיטות יציקת יציקה בלחץ. גם יציקה בלחץ נמוך וגם בלחץ גבוה הן דוגמאות לתהליך זה. יציקה בלחץ גבוה צברה פופולריות עבור ייצור המוני גיאומטריות מסובכות הדורשות דיוק רב. מצד שני, יציקה בלחץ נמוך היא שיטת הבחירה לייצור המוני של רכיבים גדולים ופשוטים כאחד.
מתכות וסגסוגות לא ברזליות, כולל אבץ, פח, נחושת ואלומיניום, מוזנים בלחץ גבוה לתוך תבנית רב פעמית המכוסה בחומר סיכה בשיטה זו של יציקת מתכת. יש צורך לשמור על לחץ גבוה במהלך הליך ההזרקה המהירה כי זה מונע מהמתכת להתקשות. כשלב האחרון, מיצוי יציקה וגימור מתרחשים כדי למנוע כל פסולת מתמשכת.
מילוי התבנית הוא המקום שבו יציקת מות בלחץ ויציקת קוביות מתפצלות. בניגוד ליציקת מתכת כבידה, יציקת מתכת בלחץ משתמשת בלחץ ומזריקה מתכת מותכת ישירות לתוך מתכת מתכת. לאחר מכן, המתכת הנוזלית מקוררת במהירות כדי ליצור את המוצר המוגמר.
למד את היתרונות והחסרונות להלן.
יתרונות:
- סובלנות מימדית קרובה ודיוק גבוה
- איכות מוצר מעולה ויעילות גבוהה
- פחות צרכים לעיבוד שבבי לאחר היציקה
- מיותר להחלפת הקוביה
חסרונות:
- עלויות כלי עבודה גבוהות יותר
- שימושי רק עבור חומרים לא ברזליים
- לא אידיאלי עבור חלקים מבניים מכיוון שקשה לקבוע את התכונות המכניות של מוצרים
- השקעה הונית גבוהה יותר עקב התקנה מלאה
יציקת השקעות
יציקת השקעה, הנקראת גם יציקת שעווה אבודה, היא השיטה להכנת תבנית קרמית מדוגמת שעווה על ידי שילוב השעווה עם חומר שטף וחומר מקשר. לאחר שהתבנית מוכנה, יוצקים לתוכה מתכת מותכת ליצירת יציקות. מוצרי יציקת מתכת כמו גלגלי שיניים, תא מטען לאופניים, דיסקים מוטו וחלקי חילוף למכונות פיצוץ עשויים כולם להיעשות באמצעות יציקת השקעה. שימו לב שזו שיטה יקרה ועתירת עבודה שניתן להשתמש בה לייצור המוני או יציקות מסובכות.
למד את היתרונות והחסרונות להלן.
יתרונות:
- אידיאלי לייצור חלקים הזקוקים לקירות דקים, איכות פני שטח גבוהה ומורכבות יותר
- ירידה בצרכים לעיבוד שבבי לאחר היציקה
- שימושי ליציקת סגסוגות קשות להמסה כמו פלדה דקה, נירוסטה וכו'
- יכול ליצוק מוצר עם זוויות של 90 מעלות
חסרונות:
- עלויות עבודה גבוהות יותר
- מחזור ייצור ארוך יותר
- עלויות ייצור גבוהות יותר של תבניות
- דרישות עובש חדשות ליצירת דפוסי שעווה לכל מחזור יציקה
יציקת גבס
יציקת גבס די דומה ליציקת חול, כשההבדל העיקרי הוא בכך שהתבנית נוצרת באמצעות תרכובת גבס של פריז. המוליכות התרמית המופחתת וקיבולת החום של הטיח גורמים לכך שהוא מקרר את המתכת לאט יותר מחול, מה שמאפשר דיוק רב יותר, גם במקרה של רכיבי חתך צרים. עם זאת, הוא לא יכול להתמודד עם החום של חומרים ברזליים בטמפרטורות גבוהות.
יש לציין כי שיטת יציקת תבנית הגבס עשויה לייצר יציקות עד 30 גרם ועד 45 ק"ג. האיור שלהלן מדגים טכניקה זו עם רכיב יצוק בעובי חתך של 1 מ"מ.
למד את היתרונות והחסרונות להלן.
יתרונות:
- דיוק מימדים גבוה
- גימור משטח חלק
- יכולת יציקת צורות מורכבות עם קירות דקים
חסרונות:
- עלויות ייצור גבוהות יותר מרוב פעולות הליהוק
- ייתכן שיהיה צורך להחליף את חומר יציקת הגבס לעתים קרובות
- לא אפשרי עבור חומרים בנקודות התכה גבוהות
- בניגוד ליציקת חול, החומר המשמש אינו יציב
יציקה צנטריפוגלית
יציקה צנטריפוגלית, המכונה לעתים קרובות יציקה רוטו, היא הליך המשתמש בכוחות צנטריפוגליים לייצור חלקים גליליים לשימוש בסביבה תעשייתית. בשיטה זו של יציקת מתכת יוצקים מתכת מותכת לתבנית מסתובבת שחוממה לפני תחילת התהליך. כאשר התבנית נמצאת תחת לחץ רב, הכוחות הצנטריפוגליים מסייעים בהפצת המתכת המותכת לאורך התבנית.
יציקה צנטריפוגלית אמיתית, יציקה צנטריפוגלית למחצה ויציקה צנטריפוגלית אנכית הם שלושת הסוגים של יציקה צנטריפוגלית. ביציקה צנטריפוגלית אמיתית ממלאים רק חצי מהתבנית ואילו ביציקה חצי צנטריפוגלית ממלאים את כל התבנית. עם זאת, ביציקה צנטריפוגלית אמיתית, מתכת מותכת נדבקת לדפנות בגלל הסיבוב המתמיד. יציקה צנטריפוגלית אנכית, לעומת זאת, משתמשת ביציקה מכוונת באותו אופן כמו יציקה צנטריפוגלית אמיתית.
צילינדרים וצורות מסתובבות אחרות הן תוצאות נפוצות של יציקה צנטריפוגלית - פריטים כמו מיסבים, טבעות בוכנה, לוחות מצמד, ציפיות צילינדר וכו'. ניתן למזער פגמי מתכת כמו חורים, התכווצות וכיסי גז על ידי יציקה ממרכז התבנית. . למרבה הצער, לא ניתן להשתמש בכל סגסוגות המתכת בשיטה זו.
למד את היתרונות והחסרונות להלן.
יתרונות:
- בזבוז נמוך יותר ותשואות ייצור גבוהות יותר
- יציקות בצפיפות גבוהה כמעט ללא פגמים
- להקל על ייצור יציקות מתכת מרוכבות חבית ושרוול
- אין צורך במעלות ושערים
חסרונות:
- צריך השקעות גבוהות יותר
- עלויות גבוהות לעבודה מיומנת
- מוגבל לייצור חלקים בעלי צורות ספציפיות
יציקת קצף אבוד
כמו יציקת השקעה, תהליך יציקת הקצף האבוד משתמש בתבנית קצף במקום בתבנית שעווה. ציפוי עם קרמיקה עקשן מתרחש לאחר ייצור הדפוס ועשוי להתבצע באמצעות טבילה, ציפוי, זילוף או הברשה. לאחר מכן המוצר יצוק על ידי יציקת מתכת מותכת לתבנית.
שיטה זו חלה על חומרים רבים, כולל פלדת פחמן, פלדת סגסוגת, סגסוגת ברזל, סגסוגת ברזל יצוק ועוד רבים אחרים. באופן ספציפי, שיטת יציקת הקצף האבוד משמשת לייצור מוצרים כגון בית משאבות, שסתומים, אביזרים וברזי כיבוי אש.
דיוק גבוה ודיוק בייצור הם רק שניים מהיתרונות הרבים של יציקת קצף שאבדה. אף על פי כן, שיטה זו אינה מעשית עבור יישומים בנפח נמוך בשל כמה אילוצים.
למד את היתרונות והחסרונות להלן.
יתרונות:
- יציקה דיוק גבוהה
- זמין עבור עיצוב גמיש
- חסכוני לייצור בקנה מידה גדול
- הפקה ברורה
חסרונות:
- עלויות דפוס גבוהות לייצור בקנה מידה קטן
- תהליכי ייצור מרובים מובילים לזמן אספקה איטי יותר
- עיוות פוטנציאלי ונזק של התבנית כתוצאה מחוזק נמוך
יציקת ואקום
בהגדרה, יציקה בוואקום היא שיטת יציקה בה מפנים את חלל העובש בלחץ של 100 בר או פחות. החומר המותך נשפך לתוך חלל התבנית בתוך תא ואקום כדי למנוע היווצרות בועות אוויר במתכת. בעוד מתכת מוזרקת לתוך התבנית, ניקוז הוואקום של חלל התבנית מסייע בשמירה על גזים כלואים מהחלל למינימום. השלב הבא הוא להקשיח את המתכת בתא לפני השחרור מהתבנית.
מגזרי הרכב, התעופה והחלל, החשמל, הימי, התקשורת ואחרים הם רק חלק מני רבים המשתמשים בקביעות בשיטת יציקת הוואקום. לכן, רכיבי מרכב רכב ורכיבי שלדה מבניים הם רק שתי דוגמאות למה שניתן לייצר בטכניקה זו.
למד את היתרונות והחסרונות להלן.
יתרונות:
- תכונות מכניות משופרות ואיכות פני השטח משופרת של יציקת גזר
- אידיאלי לייצור מוצרים עם קירות דקים
- מאפשר ריתוך וטיפול בחום למוצרים
- מושלם לייצור אצווה קטנה
חסרונות:
- עלויות גבוהות של כלי עבודה
- התבנית המשמשת בתהליך אינה עמידה
- בעיות חלולות פוטנציאליות
ליהוק לוחץ
יציקת סחיטה, הידועה גם בשם פרזול נוזלי, היא שיטת יצירת מתכת היברידית המשלבת חישול מתכת ויציקה בתבניות קבועות לשלב אחד. במהלך הליך זה, כמות מסוימת של סגסוגת מתכת מותכת מוזנת לתבנית. לאחר מכן משתמשים בלחץ כדי ליצוק את החומר לתצורה הרצויה. לאחר מכן, רכיב המתכת מחומם לטמפרטורה גבוהה מנקודת ההיתוך שלו ומוסר מהתבנית.
יציקת סחיטה, במיוחד, היא שיטת יציקה שיש לה הבטחה לשימוש בייצור רכיבים קריטיים לבטיחות עבור מערכות רכב. לדוגמה, מסגרות שלדה, תושבות, צמתים, מפרקי מסגרת חלל ומפרקי היגוי קדמיים מאלומיניום הם כולם דוגמאות לרכיבים קריטיים לבטיחות.
היתרונות של יציקה ופרזול מתאחדים ביציקת מתכת מסוימת זו. לדוגמה, שימוש בלחץ גבוה במהלך תהליך ההתקשות עוזר למנוע הצטמקות ונקבוביות. מצד שני, בשל צורכי כלי עבודה מיוחדים, שיטת יציקה זו אינה פופולרית לייצור המוני כמו שיטות יציקה אחרות.
למד את היתרונות והחסרונות להלן.
יתרונות:
- הימנע מפגמים פנימיים כגון חורי התכווצות, נקבוביות וכו'
- גימורי משטח חלקים
- הימנע יציקת סדקים
- למנוע בזבוז של חומרי גלם
- מוצרים בעלי חוזק גבוה
חסרונות:
- התהליך הכולל ארוך וזקוק לשליטה מדויקת
- גיאומטריית החלק פחות גמישה
- פרודוקטיביות נמוכה יותר
ליהוק מתמשך
בהתאם למה שהשם אומר, זה מאפשר ייצור המוני של פרופילי מתכת עם חתכים קבועים. שיטת יציקה מסוימת זו משמשת לעתים קרובות בייצור מוטות פלדה. בנוסף, היציקה האנכית מייצרת יציקות רציפות למחצה כגון בילטים, מטיל, סורגים ופריטים דומים אחרים.
במהלך הליך זה יוצקים מתכת מותכת בקצב קבוע מראש לתוך תבנית פתוחה שצוננה במים. תבנית זו נועדה לאפשר למשטח של מתכת מוצקה להתפתח על גבי המתכת הנוזלית באמצע התבנית. לכן, התמצקות המתכת מתרחשת מבחוץ פנימה. ברגע שהליך זה יושלם, ניתן להסיר קווצות מתכת מהתבנית באופן מתמשך. ניתן להשתמש במספריים מכניות או לפידי אוקסיאצטילן נעים כדי לחתוך אורכים של פריטים שנקבעו מראש.
מוצרים המיוצרים בתהליך של יציקה מתמשכת הם לרוב עבים, הומוגניים וקבועים לאורך כלם. השימוש בו מוגבל ליישומים שלמעלה.
למד את היתרונות והחסרונות להלן.
יתרונות:
- מגוון מידות נרחב של חלקי יציקה
- בזבוז חומר מופחת
- ייצור מתמיד מביא להפחתת עלויות
חסרונות:
- הצטמקות קו המרכז עלולה להתרחש כאשר אין קירור רציף של התבניות
- השקעה ראשונית גבוהה ושטח מתקן גדול
- יצקו רק צורות פשוטות עם חתך קבוע
יציקת מעטפת
תהליך היציקה המכונה יציקת מעטפת משתמש בתבניות חד פעמיות. זה די דומה להליך של יציקה עם חול, אלא שחלל העובש נוצר על ידי קליפת החול שהתקשה ולא מבקבוק חול. החול המשמש הוא בגודל גרגר עדין יותר מהחול המשמש בתהליך יציקת החול. הוא משולב עם שרף כדי שיעבור טיפול בחום ויוכל להתמצק לתוך הקליפה המקיפה את התבנית.
יציקת מעטפת משמשת לייצור פריטים תעשייתיים שונים, כגון בתי תיבת הילוכים, מוטות חיבור, סירות קטנות, מנדפים לרכב, ראשי צילינדר, גלי זיזים, גופי שסתומים וכו'.
מוצרי היציקה בעלי גימור משטח באיכות גבוהה ובמידות מדויקות. עם זאת, החלקים שניתן ליצוק בשיטה זו מוגבלים בגודל ובמשקל.
למד את היתרונות והחסרונות להלן.
יתרונות:
- אין דרישות לעיבוד נוסף
- מאפשר יציקה של חלקים מורכבים עם קירות דקים
- דרישה נמוכה לכוח עבודה מוסמך
חסרונות:
- לא אידיאלי לייצור בנפח נמוך
- גודל החלק והמשקל מוגבלים
- עלויות גבוהות של יציקה גדולה עקב דפוס מתכת מיוחד
השלבים הבסיסיים של הפקות ליהוק שונות
תהליכי יציקה מורכבים לרוב מסדרה של שלבים בסיסיים, כגון יצירת דפוס ותבנית, בחירת סגסוגות מתכת ליציקה, ולבסוף, גימור הרכיב שנוצק.
יצירת דפוסים
כאשר מפתחים תבנית, יש צורך תחילה להגדיר את הצורה שהתבנית תקבל. שעווה, חול, שרף ואפילו עץ הם כמה חומרים המשמשים למטרה זו.
ייצור עובש
בשלב הבא יש צורך לייצר תבניות שונות העשויות לשמש ליציקה. ניתן להשתמש בחול, גבס או מעטפת קרמיקה ליצירת תבנית המשמשת פעם אחת בלבד. כל אחת מהגישות הללו לייצור אינה כמו האחרות. ניתן להשתמש בכבשן גם לשריפת דפוסים שנוצרו מקצף או שעווה.
בחר סגסוגות מתכת
בהתאם למאפיינים הרצויים, היציקה עשויה להתבצע מסגסוגות ברזליות או לא ברזליות. סגסוגות הן סוג של הרכב כימי של אלמנטים בעלי איכויות מכניות האופטימליות ליישומי היציקה שבהם הם ישמשו בסופו של דבר. כמה דוגמאות לסגסוגות ברזל הן ברזל ברזל, ברזל אפור ופלדה. לעומת זאת, מתכות לא ברזליות כוללות אלמנטים כמו ברונזה, נחושת וסגסוגות אלומיניום.
ממיסים ויוצקים את הסגסוגת
לאחר בחירת סגסוגות המתכת, יוצקים את המתכת לתוך התבנית. חתיכת מתכת מוצקה מניחים על גבי כור היתוך ומחממים על להבה פתוחה או בכבשן עד שהיא נמסה. ניתן לשפוך מתכת מותכת ישר מהכור היתוך לתבנית קטנה יותר. עם זאת, ייתכן שיהיה צורך להעביר מתכת למצקת גדולה יותר לפני שפיכתה לתבנית עבור יציקות גדולות יותר.
מסיים
לאחר שהיציקה התמצקה, ניתן להסיר את המוצר ולקבל גימור מתכתי סופי. קרצוף או עיבוד של חומרי פסולת מגושמים יותר הן שתי שיטות נוספות המשמשות במהלך תהליך הגימור.
עבודה עם Runsom כדי לפתור את צורכי הליהוק שלך
בחירת הגישה המתאימה ליציקה ורמת הכשירות המתאימה למוצרים שלך היא חיונית. Runsom מעמידה לרשותכם צוות מהנדסים מוסמכים עם שפע של מומחיות בשירותי יציקה שונים, לרבות שירותי יציקה, שירותי יציקת ואקום, ו שירותי הזרקה מוצעים גם כדי לענות על דרישות מגוונות. אנו נמצאים בעמדה טובה יותר לספק לך ייעוץ ולהגיב לכל שאלה או דאגה שיש לך בשל המומחיות של הצוות המתפקד שלנו.
פשוט שלח את קבצי ה-CAD והשרטוטים שלך באינטרנט ותקבל הצעת מחיר מהירה תוך 24 שעות כדי לדעת עד כמה יכולת הליהוק שלנו מדהימה.
מאמרים נוספים שאתה עשוי להתעניין בהם:
