Dönem "Kum dökümü" son ürünü ve onu üretme sürecini tanımlamak için kullanılabilir. "Dökümhane" denilen yerde yapılan bir metal döküm işlemidir. En eski işlemlerden biri olarak kalmıştır. Bu metal döküm tekniğinde kalıp malzemesi olarak kum kullanılır.
Kum dökümü kum ve kil gibi bir bağlayıcı madde karışımından bir kalıp oluşturulmasını içeren, yaygın olarak kullanılan bir metal döküm işlemidir. Bu teknik, çeşitli boyut ve şekillerde karmaşık metal parçalar üretmek için kullanılır.
Günlük hayatımızda gördüğümüz metal dökümlerin `'ından fazlasını kum döküm işlemi oluşturmaktadır. Bu makalede tekniğin tam tanımını ve sürecini öğrenelim. Ayrıca sürecin özelliklerini, avantajlarını ve dezavantajlarını da öğreneceğiz.
Bu blog, ilgili adımların tam dizisine genel bir bakış sağlar.
Kum Döküm Nedir?
Kum dökümü yaygın olarak kullanılan bir metal döküm işlemidir. İstenilen nesnenin modelinin etrafına kum sıkıştırılarak bir kalıp oluşturulur. Daha sonra erimiş metal kalıba dökülerek katılaşması sağlanır. Soğuduktan sonra kum kaldırılarak dökme metal nesne ortaya çıkar. Çok yönlüdür, uygun maliyetlidir ve çeşitli şekillere uygundur.
Kum dökümünde erimiş metal, istenilen şekilde içi boş bir bölme içeren tek kullanımlık bir kum kalıbındaki bir boşluğa dökülür ve burada boşluk şekilli bileşeni oluşturmak üzere katılaşır. Kil, epoksi, alçı, madenve beton döküm malzemelerinin örnekleridir.
Üretilen dökümler çok çeşitli boyutlarda ve ağırlıklarda son derece karmaşık geometrilere sahiptir. İşlem genellikle kumla kalıplanmış döküm olarak anılır. Titanyum, çelik ve nikel gibi yüksek erime sıcaklıklarına sahip metaller kum dökümüne uygundur.
Bu malzemelerle çalışan tek döküm yöntemi budur. Sonuç olarak bu teknik, otomotiv ve havacılık endüstrilerinde uygun fiyatlı ve küçük parçaların üretimi için en iyi seçenektir. Aşağıdaki animasyon süreci göstermektedir.
Kum Dökümünde Elemanlar
Süreçte yer alan adımları öğrenmeden önce, döküm sürecinde kullanılan parçaları veya elemanları anlamak önemlidir. Elemanları öğrenirken aşağıdaki kum döküm şemasına bakın.
Şekil 1: Kum Döküm Diyagramı
- Başa Çıkma ve Sürükleme: Bir döküm düzenlemesinin üst ve alt kısımlarına sırasıyla başa çıkma ve sürükleme adı verilir. Genellikle ahşap çerçevelerdir
- Yükseltici: Yükselticiye genellikle besleyici denir. Metalin büzülmesini önlemek için metal döküm kalıbının içine yerleştirilmiş bir hazne ve geçittir.
- Koşucu: Bir koşucu, erimiş metalin boşluğa doğru akışını sağlamak için kullanılan çapı küçültülmüş bir kanaldır.
- Kalıp: Çoğunlukla kumdan oluşan bir desenden (istenen son dökümün kopyası) yapılmış bir boşluktur.
- Maça: Kum dökümünde maça, dökümde delikler gibi iç özellikler oluşturmak için kalıp boşluğuna yerleştirilen bir cihazdır.
- Kapı: Metalin kalıp boşluğuna ulaştığı ve içine akmaya başladığı noktadır.
- Taban Kumu: Temel kumu olarak da bilinir ve kumun (silika) en saf halidir.
- Bağlayıcılar: Kum tanelerini bir arada tutan tutkal bağlayıcı maddedir. En yaygın bağlayıcı türleri kildir & su, Yağ, Reçine ve Sodyum silikat.
Adım 1: Bir Desen Üretin
Desen, dökülen parçanın boyutunda ve şeklinde kumda bir boşluk oluşturmak için kullanılır.
Kum kalıbının aksine desenler yeniden kullanılır. Ucuz desenler ahşap veya plastikten veya daha fazla dayanıklılık için alüminyumdan yapılabilir. Desenler genellikle metal soğudukça büzülmeye izin vermek için her biri dökülen parçadan biraz daha büyük olan iki parça halinde yapılır. Desenlerin dikey duvarları hafif bir açıya veya “taslak”a sahiptir, böylece desen kumu çekmeden kaldırılabilir.
Adım 2: Boşluğun İki Yarısını Oluşturun
Bir yarım desen, etrafına kum doldurulan bir kutuya yerleştirilir. Desen daha sonra kaldırılabilecek şekilde konumlandırılmıştır; bu, boşluğun desenin yalnızca yarısını yeniden ürettiği ve yeniden giriş özelliğinin olamayacağı anlamına gelir.
Bu işlem diğer yarım model için de tekrarlanır. Metalin boşluğa akması için kanallar sağlayacak ilave uçlar eklenir. Bu "geçit sisteminin" boyutları boşluğun ne kadar hızlı dolduğunu belirler. Daha yüksek akış, doldurulmama riskini azaltır, ancak döküm hatalarına neden olabilecek türbülansın artması pahasına.
Geleneksel kum döküm işleminde “yeşil” kum kullanıldı. Bu, renginden ziyade nemli olmasını ifade eder. Yeşil kum, taneleri birbirine bağlayan bentonit kili içerir. Günümüzde çoğu kum dökümü reçine kumu ile yapılmaktadır. Bu, reçine bağlayıcıyla kaplanmış kumdur. Daha yoğun, daha güçlü kalıplar ve daha hassas döküm parçaları oluşturur.
Adım 3: Çekirdekleri Yerleştirin
Maçalar kalıp boşluğu içinde aksi takdirde metalle doldurulacak alanı kaplar. Genellikle kumdan yapılırlar ve üst ve alt yarılar birleştirilmeden önce boşluğa yerleştirilirler.
Adım 4: Cope ve Drag'ı Birleştirin
Sürgü alt kum boşluğudur, başlık ise metal besleme kanallarını içeren üst parçadır. Birlikte, düzeneğe şişe denir. Pimler iki yarım arasında iyi hizalama sağlar. Boşlukta iki kum yüzeyinin buluştuğu bölge, döküm parçası üzerinde bir ayrım çizgisi oluşturacaktır.
Adım 5: Erimiş Metali Dökün
Metal, kalıbın üst yüzeyindeki bir dökme havuzundan boşluğa akar. Boşluk doldukça metal, yükseltici adı verilen bir kanalda yükselir. Bu, büzülmeyi telafi etmek için boşluğa geri çekilen bir rezervuar oluşturur.
Bakır, bronz, pirinç ve demir kolayca akma ve akma eğilimindedir, ancak diğer bazı alaşımlar daha az akışkandır ve alüminyum gibi bazıları kumla reaksiyona girebilir. Bu, havaya maruz kalmanın azaltılması ve erimiş metale akışların eklenmesiyle en aza indirilir.
Adım 6: Kalıptan Çıkarma ve Nakavt
Döküldükten sonra metal soğumaya ve katılaşmaya bırakılır. Tamamlandığında kum kalıpları şişeden çıkarılır ve döküm parçaları kırılır. Bu aynı zamanda kalıba dahil edilen çekirdekleri de kırar.
Yolluk sistemi ve yükseltici daha sonra kesilerek metal dökümler işlenmeye hazır hale getirilir.
Kum Döküm Uygulamaları
Bildiğimiz gibi metal dökümlerin p'i kum döküm işlemiBu işlemle üretilen, yaygın olarak bilinen kum döküm ürünlerinden veya parçalarından bazıları pompa gövdeleri, burçlar, pistonlardır. hava kompresörleri, Pervaneler, motor karterleri & yağ karterleri, dişliler, volanlar ve gaz & yağ tankları.
- Madencilik ve İnşaat: Madencilik ve inşaat endüstrilerinde kırıcı parçaları, çekme halatı dişleri, ekskavatör kepçeleri ve aşınmaya dayanıklı plakalar gibi ekipman bileşenleri üretmek için kum dökümden yararlanılır.
- Denizcilik Sektörü: Denizcilik sektöründe deniz araçları için gerekli olan deniz motoru parçaları, pervaneler, tekne bağlantı parçaları ve diğer bileşenlerin üretiminde kum döküm kullanılmaktadır.
- Demiryolları: Demiryolu endüstrisinde demiryolu tekerlekleri, fren sistemi parçaları ve kaplinler gibi bileşenlerin üretilmesi için kum dökümü kullanılmaktadır.
- Tarım ve Tarım Ekipmanları: Kum dökümü, traktör bileşenleri, saban demirleri ve sulama sistemi parçaları dahil olmak üzere tarım makinelerine yönelik parçaların üretiminde kullanılır.
Basınçlı Döküm ve Kum Döküm Arasındaki Fark
döküm Erimiş metalin yüksek basınç altında bir kalıba sıkıştırılarak pürüzsüz yüzeylere sahip karmaşık ve hassas şekiller üretilmesini içerir. Buna karşılık kum dökümünde, daha karmaşık şekiller oluşturmak için sıkıştırılmış kumdan yapılmış, ancak biraz daha pürüzlü bir kalıp kullanılır.
| Bakış açıları | Die Döküm | Kum dökümü |
| İşlem | Erimiş metal, metal bir kalıba zorlanır | Erimiş metal kum kalıbına döküldü |
| Kalıba dökmek | Çelikten veya başka bir malzemeden yapılmış kalıcı kalıp | Yeşil kumdan veya diğer maddelerden yapılmış geçici kalıp |
| Karmaşıklık | Karmaşık ve karmaşık şekiller için uygundur | Daha basit şekiller ve daha büyük nesneler için daha uygundur |
| Yüzey İşlemi | Mükemmel yüzey kalitesi ve boyutsal doğruluk | Daha pürüzlü yüzey kalitesi ve daha az hassas boyutsal doğruluk |
| Hız | Yüksek üretim oranı | Daha düşük üretim oranı |
| Maliyet | Daha yüksek takım ve ekipman maliyetleri | Daha düşük takım ve ekipman maliyetleri |
| Malzeme | Alüminyum, çinko ve bakır alaşımları dahil geniş metal yelpazesi | Demir, çelik ve demir dışı alaşımlar dahil olmak üzere çeşitli metaller |
| Boyut | Küçük ve orta büyüklükteki nesneler için uygundur | Küçük ve büyük boyutlu nesneler için uygundur |
| Hoşgörü | Daha sıkı boyut toleransları | Daha esnek boyut toleransları |
| Otomasyon | Yüksek düzeyde otomatikleştirilmiş süreç | Daha az otomatik süreç |
| Başvuru | Otomotiv, havacılık ve elektronik gibi endüstrilerde yaygın olarak kullanılır | Dökümhaneler, sanat ve heykel gibi endüstrilerde yaygın olarak kullanılır |
Kum Dökümün Avantajları
Diğer imalat yöntemlerine göre çeşitliliği nedeniyle, kum döküm mühendislere sınırsız çeşitlilikteki metal ve alaşımlardan karmaşık parçalar üretme olanağı sağlar. İşte kum dökümünün faydalarından bazıları.
- Dökme parçalar birkaç mililitre ve gram kadar küçük veya metre ve ton kadar büyük olabilir.
- Başka hiçbir yöntem karmaşık şekiller oluşturmak için kum dökümüyle aynı seçenekleri sunmaz
- Ekipman ve takımların maliyeti diğer üretim süreçlerine kıyasla düşüktür.
- Üretilen hurda, başka bir döküm yapmak için geri dönüştürülebilir.
- Düşük erime noktalı metallerden yüksek erime noktalı metallere kadar çok çeşitli malzemeler için uyarlanabilir ve kullanılabilir.
Sağlam ve Ekonomik
Kum döküm prosesi çok çeşitli alaşımlara, parça boyutlarına ve üretim miktarlarına uyarlanabilir. Yüzey kalitesi kum partikül boyutuna göre belirlenir ve doğruluk, desen hassasiyeti ve üst kısım ile sürükleme arasındaki hizaya göre belirlenir.
Sürecin sınırlamaları, dikey yüzeylerde taslak açılarına duyulan ihtiyaç ve kalıbın iki yarısı arasındaki buluşma noktasındaki ayırma çizgisidir. Bununla birlikte, birçok metal parça için maliyet avantajları, bu özelliklerin makineyle işlenmesi masrafından daha ağır basmaktadır.
Çözüm
Özetle, kum döküm Basitliği, maliyet etkinliği ve çeşitli şekil ve boyutlara uyarlanabilirliği nedeniyle en çok yönlü ve yaygın olarak kullanılan metal döküm süreçlerinden biri olarak öne çıkıyor. Desen oluşturma ve kalıp hazırlamadan dökme, soğutma ve bitirmeye kadar uzanan altı adımlı süreç, karmaşık tasarımların bile hassasiyet ve verimlilikle gerçekleştirilebilmesini sağlar. Endüstriler malzeme ve teknolojideki gelişmeleri benimsemeye devam ettikçe, kum dökümü temel bir teknik olmaya devam edecek ve yenilik ve iyileştirme fırsatları sunacaktır. Üreticiler bu süreci anlayarak ve bu süreçte uzmanlaşarak üretim yeteneklerini geliştirebilir ve talebi karşılayan yüksek kaliteli dökümler sunabilir.
Referanslar
- H. P. D. Kumar, “Döküm İmalat Proseslerinin Temelleri,” Üretim Süreçleri Dergisi, cilt. 19, hayır. 3, s. 205-213, 2017.
- R. H. Perry, “Modern Döküm: Metal Döküm Teknolojilerinin Mühendisliği,” Uluslararası İleri Üretim Teknolojisi Dergisi, cilt. 94, hayır. 1-4, s. 123-136, 2018.
- A.G.T. Rahman, “İmalatta Malzeme ve Proses,” Mühendislik Malzemeleri ve Süreçleri, Springer Doğa, 2020.
- A.B.D.R. Smith, “Kum Dökümüne Genel Bakış,” Döküm Teknolojisi İncelemesi, cilt. 32, hayır. 2, s. 45-56, 2021.
- M.J.W. Hensley, “Verimlilik ve Kalite Açısından Kum Döküm Prosesinin Optimizasyonu,” Makine Mühendisliği Bilim Dergisi, cilt. 235, hayır. 5, s. 1107-1116, 2022.
