صب الألومنيوم هو طريقة لإنتاج قطع عالية الجودة وذات تحمل عالٍ، وذلك بصب الألومنيوم المصهور في قالب أو قالب هندسي دقيق التصميم. وهي عملية فعّالة لإنتاج قطع معقدة ودقيقة ودقيقة، مطابقة تمامًا لمواصفات التصميم الأصلي.
عملية صب الألومنيوم
1. صب القالب الدائم
تُشكّل عملية تشكيل وتشكيل القالب، المصنوع عادةً من الحديد الرمادي أو الفولاذ، جزءًا كبيرًا من تكلفة صبّ الألمنيوم الدائم. يُشكّل القالب على شكل القطعة المُصمّمة، مع تقسيمها إلى نصفين وفقًا لمواصفاتها وشكلها. في عملية الحقن، يُغلق نصفا القالب بإحكام لمنع دخول الهواء أو الملوثات. يُسخّن القالب قبل صبّ الألمنيوم المُصهور، والذي يُمكن سكبه أو حقنه.
بعد انتهاء العملية، يُترك القالب ليبرد ليسمح لقطعة الألومنيوم بالتصلب. بعد التبريد، تُزال القطعة بسرعة من القالب لمنع تكوّن العيوب.
بغض النظر عن مدى بساطة العملية التي قد تبدو، فهي طريقة هندسية علمية وفنية لإنتاج أجزاء ذات حجم كبير.
2. صب الرمل
تتضمن عملية صب الرمل تعبئة الرمل حول قالب قابل لإعادة الاستخدام، يحمل شكل وتفاصيل وتكوين المنتج النهائي. يتضمن القالب رافعات تسمح بصب المعدن المنصهر في القالب، وتسمح للألمنيوم الساخن بتغذية الصب أثناء التصلب لمنع انكماش المسامية.
يتضمن النموذج مجرىً يسمح بإدخال المعدن المنصهر في القالب. أبعاد النموذج أكبر قليلاً من المنتج لمراعاة الانكماش أثناء عملية التبريد. يتميز الرمل بوزنه ومتانته اللازمين للحفاظ على شكل النموذج، كما أنه مقاوم للتفاعل مع المعدن المنصهر.
4. الصب بالقالب الفراغي يستخدم الصب بالقالب الفراغي غلافًا جرسيًا محكمًا مزودًا بفتحة تصريف في الأسفل ومخرج تفريغ في الأعلى. تبدأ العملية بغمر المصب تحت سطح الألومنيوم المصهور. ينشأ فراغ في المستقبل، مما يُحدث فرقًا في الضغط بين تجويف القالب والألومنيوم المصهور في البوتقة.
يُسبب فرق الضغط تدفق الألومنيوم المصهور عبر مجرى الصب إلى تجويف القالب، حيث يتصلب. يُزال القالب من المُستقبِل، ويُفتح، ويُقذف الجزء.
يتيح التحكم في الفراغ وفرق الضغط بين تجويف القالب والألمنيوم المنصهر التحكم في معدل التعبئة المطلوب لتصميم القطعة ومتطلبات البوابات. كما يُعزز التحكم في معدل التعبئة القدرة على تحديد مدى سلامة القطعة النهائية.
يضمن غمر المصب تحت سطح الألومنيوم المصهور أن يكون الألومنيوم المصهور أنقى سبيكة، خالية من الأكاسيد والشوائب. الأجزاء نظيفة وسليمة، مع الحد الأدنى من المواد الغريبة.
5. الصب الاستثماري
يبدأ صبّ الاستثمار، المعروف أيضًا باسم صبّ الشمع المفقود، بحقن الشمع في القالب لإنشاء نموذج المنتج النهائي. تُثبّت النماذج الشمعية على مجرى لتشكيل شكل يشبه الشجرة. تُغمس الشجرة في الملاط عدة مرات، مما يُشكّل غلافًا خزفيًا قويًا حول شكل الشمع.
بعد تصلب السيراميك وتصلبه، يُسخّن في جهاز تعقيم لإتمام عملية إزالة الشمع. وللوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة للهيكل، يُسخّن مسبقًا قبل ملئه بالألمنيوم المصهور، الذي يُسكب في مجرى الصب ويمر عبر سلسلة من الممرات والبوابات إلى القوالب. عندما تتصلب الأجزاء، يُنزع السيراميك، تاركًا الأجزاء المتصلة بالشجرة ليتم قطعها من الشجرة.
6. صب الرغوة المفقودة
عملية صب الرغوة المفقودة هي نوع آخر من الصب الاستثماري، حيث يُستبدل الشمع برغوة البوليسترين. يُصنع النموذج من البوليسترين في مجموعة عنقودية تشبه مجرى وقنوات الصب الاستثماري. تُحقن حبيبات البوليسترين في قوالب ألومنيوم ساخنة تحت ضغط منخفض، مع إضافة البخار لتوسيع البوليسترين لملء التجاويف.
يُوضع النموذج في رمل جاف كثيف، يُضغط بالاهتزاز لإزالة أي فراغات أو جيوب هوائية. عند صب الألومنيوم المصهور في قالب الرمل، تُحرق الرغوة، ويتشكل الصب.
التطبيقات الشائعة لصب الألومنيوم
بفضل خصائصه الفيزيائية والكيميائية الممتازة، تستخدمه العديد من الصناعات الكبرى. فيما يلي بعض الاستخدامات الشائعة لهذه المادة.
1. الصناعة الطبية
يعتمد مصنعو الأجزاء الطبية على قوالب الألومنيوم لقوتها وخفة وزنها في صناعة الأطراف الاصطناعية وصواني الجراحة وغيرها. إضافةً إلى ذلك، تُعدّ هذه العملية مناسبةً لصنع أشكال معقدة ودقيقة، وهو ما تشتهر به هذه الصناعة. كما يُعدّ الألومنيوم المادة المناسبة لمقاومته للتآكل، حيث تلامس العديد من المعدات الطبية سوائل الجسم.
2. صناعة السيارات
يعتمد مصنعو قطع غيار السيارات على الألمنيوم المصبوب لخفة وزنه دون المساس بالقوة والمتانة. ونتيجةً لذلك، حسّن من كفاءة استهلاك الوقود. علاوةً على ذلك، يُسهّل صب الألمنيوم صنع قطع غيار السيارات ذات الأشكال المعقدة. ويُعدّ الألمنيوم المصبوب مناسبًا لصنع قطع مثل الفرامل وعجلات القيادة.
3. صناعة الطهي
يُعدّ الألومنيوم المصبوب مفيدًا في صناعة الطهي بفضل متانته ومقاومته للتآكل وخفة وزنه وتوصيله الممتاز للحرارة. علاوةً على ذلك، يُعدّ هذا المعدن مناسبًا لصنع أواني الطهي بفضل قدرته الممتازة على تبديد الحرارة، أي أنه يسخن ويبرد بسرعة.
4. صناعة الطائرات
تُعد قطع الألومنيوم مثالية لصناعة الطائرات بفضل خفة وزنها ومتانتها. يُمكّن وزنها الخفيف الطائرة من استهلاك وقود أقل وحمل وزن أكبر.
مصدر:
https://www.iqsdirectory.com/articles/die-casting/aluminum-casting.html
https://waykenrm.com/blogs/cast-aluminum/#التطبيقات-الشائعة-لصب-الألومنيوم
تم تحريره بواسطة ماي جيانج من MAT Aluminum
وقت النشر: ٢٦ يوليو ٢٠٢٣
