ડાઇ કાસ્ટિંગ શું છે?
ડાઇ કાસ્ટિંગ એ એક ઉત્પાદન પ્રક્રિયા છે જેનો ઉપયોગ ઉચ્ચ પરિમાણીય ચોકસાઈ અને સપાટી પૂર્ણાહુતિ સાથે ધાતુના ભાગો બનાવવા માટે થાય છે. તેમાં પીગળેલા ધાતુને ઉચ્ચ દબાણ હેઠળ મોલ્ડ કેવિટીમાં દબાણ કરવાનો સમાવેશ થાય છે. મોલ્ડ કેવિટી બે કઠણ સ્ટીલ કેવિટી દ્વારા બનાવવામાં આવે છે જેને ઇચ્છિત આકારમાં મશિન કરવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા ભઠ્ઠીમાં ધાતુ, સામાન્ય રીતે એલ્યુમિનિયમ, ઝીંક અથવા મેગ્નેશિયમ, ઓગાળવાથી શરૂ થાય છે. ત્યારબાદ પીગળેલી ધાતુને હાઇડ્રોલિક પ્રેસનો ઉપયોગ કરીને ઉચ્ચ દબાણે ઘાટમાં દાખલ કરવામાં આવે છે. ધાતુ ઘાટની અંદર ઝડપથી મજબૂત બને છે, અને ઘાટના બે ભાગ ખોલીને તૈયાર ભાગને મુક્ત કરવામાં આવે છે.
ડાઇ કાસ્ટિંગનો ઉપયોગ જટિલ આકાર અને પાતળી દિવાલોવાળા ભાગો, જેમ કે એન્જિન બ્લોક્સ, ટ્રાન્સમિશન હાઉસિંગ અને વિવિધ ઓટોમોટિવ અને એરોસ્પેસ ઘટકો બનાવવા માટે વ્યાપકપણે થાય છે. આ પ્રક્રિયા રમકડાં, રસોડાના વાસણો અને ઇલેક્ટ્રોનિક્સ જેવા ગ્રાહક માલના ઉત્પાદનમાં પણ લોકપ્રિય છે.
પ્રેશર ડાઇ કાસ્ટિંગ
ડાઇ કાસ્ટિંગ એ એક ખાસ પ્રક્રિયા છે જે 20મી સદીમાં મુખ્યત્વે વિકસિત થઈ છે. મૂળભૂત પ્રક્રિયામાં શામેલ છે: પીગળેલી ધાતુને સ્ટીલના ઘાટમાં રેડવામાં આવે છે/ઇન્જેક્ટ કરવામાં આવે છે અને ઉચ્ચ વેગ, સતત અને તીવ્ર દબાણ (દબાણ ડાઇ કાસ્ટિંગમાં) દ્વારા અને પીગળેલી ધાતુને ઠંડુ કરવાથી ઘન કાસ્ટિંગ બને છે. સામાન્ય રીતે, આ પ્રક્રિયામાં ફક્ત થોડીક સેકન્ડ લાગે છે અને તે કાચા માલમાંથી ધાતુનું ઉત્પાદન બનાવવાની ઝડપી રીત છે. ડાઇ કાસ્ટિંગ ટીન, સીસું, ઝીંક, એલ્યુમિનિયમ, મેગ્નેશિયમથી લઈને કોપર એલોય અને સ્ટેનલેસ સ્ટીલ જેવા આયર્ન એલોય જેવી સામગ્રી માટે યોગ્ય છે. આજે પ્રેશર ડાઇ કાસ્ટિંગમાં ઉપયોગમાં લેવાતા મુખ્ય એલોય એલ્યુમિનિયમ, ઝીંક અને મેગ્નેશિયમ છે. પ્રારંભિક ડાઇ કાસ્ટ મશીનોથી જે ડાઇ ટૂલ્સને વર્ટિકલ ઓરિએન્ટેશનમાં દિશામાન કરે છે અને હવે હોરિઝોન્ટલ ઓરિએન્ટેશન અને ઓપરેશનના સામાન્ય ધોરણ, ચાર ટાઇ બાર ટેન્શનિંગ અને સંપૂર્ણપણે કમ્પ્યુટર નિયંત્રિત પ્રક્રિયા તબક્કાઓ સુધી, પ્રક્રિયા વર્ષોથી આગળ વધી છે.
આ ઉદ્યોગ વિશ્વવ્યાપી ઉત્પાદન મશીનમાં વિકસ્યો છે, જે વિવિધ એપ્લિકેશનો માટે ઘટકો બનાવે છે, જેમાંથી ઘણા તમારી જાતે જ ઉપલબ્ધ હશે કારણ કે ડાઇ કાસ્ટિંગનો ઉત્પાદન ઉપયોગ ખૂબ જ વૈવિધ્યસભર છે.
પ્રેશર ડાઇ કાસ્ટિંગના ફાયદા
ઉચ્ચ દબાણવાળા ડાઇ કાસ્ટિંગના કેટલાક ફાયદા:
• આ પ્રક્રિયા મોટા જથ્થાના ઉત્પાદન માટે યોગ્ય છે.
• અન્ય ધાતુ બનાવવાની પ્રક્રિયાઓ (દા.ત. મશીનિંગ) ની તુલનામાં ખૂબ જ ઝડપથી જટિલ કાસ્ટિંગનું ઉત્પાદન કરો.
• ઉચ્ચ શક્તિવાળા ઘટકો કાસ્ટ સ્થિતિમાં ઉત્પાદિત થાય છે (ઘટક ડિઝાઇનને આધીન).
• પરિમાણીય પુનરાવર્તિતતા.
• દિવાલના પાતળા વિભાગો શક્ય છે (દા.ત. ૧-૨.૫ મીમી).
• સારી રેખીય સહિષ્ણુતા (દા.ત. 2 મીમી/મી).
• સારી સપાટી પૂર્ણાહુતિ (દા.ત. 0.5-3 µm).
હોટ ચેમ્બર પ્રેશર ડાઇ કાસ્ટિંગની પ્રક્રિયામાં ડાઇ કાસ્ટિંગ મશીનના ફિક્સ્ડ હાફ પ્લેટનની નજીક/અભિન્ન સ્થિત ભઠ્ઠીમાં ધાતુના પિંડને પીગળવાનો સમાવેશ થાય છે અને પીગળેલા ધાતુને ડૂબકીવાળા પ્લન્જર દ્વારા સીધા ગુસનેક અને નોઝલ દ્વારા અને ડાઇ ટૂલમાં ઇન્જેક્શન આપવામાં આવે છે. ગુસનેક અને નોઝલને ડાઇ પોલાણમાં પહોંચતા પહેલા ધાતુને થીજી જવાથી રોકવા માટે ગરમીની જરૂર પડે છે, આ પ્રક્રિયાના સમગ્ર હીટિંગ અને પીગળેલા ધાતુના તત્વને હોટ ચેમ્બર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. કાસ્ટિંગ શોટ વજન પ્લન્જરના સ્ટ્રોક, લંબાઈ અને વ્યાસ તેમજ સ્લીવ/ચેમ્બરના કદ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે અને નોઝલ પણ એક ભૂમિકા ભજવે છે જે ડાઇ ડિઝાઇન પર ધ્યાનમાં લેવી જોઈએ. એકવાર ધાતુ ડાઇ પોલાણમાં મજબૂત થઈ જાય (માત્ર થોડીક સેકન્ડ લાગે છે) પછી મશીનનો મૂવિંગ હાફ પ્લેટન, જેનો ડાઇનો મૂવિંગ અડધો ભાગ ખુલવા માટે ફિક્સ થાય છે અને કાસ્ટિંગને ડાઇ ફેસ પરથી બહાર કાઢવામાં આવે છે અને ટૂલમાંથી દૂર કરવામાં આવે છે. પછી ડાઇ ફેસને સ્પ્રે સિસ્ટમ દ્વારા લ્યુબ્રિકેટ કરવામાં આવે છે, ડાઇ બંધ થાય છે અને પ્રક્રિયા ફરીથી ચક્રમાં આવે છે.
આ "બંધ" ધાતુના મેલ્ટ/ઇન્જેક્શન સિસ્ટમ અને ન્યૂનતમ યાંત્રિક ગતિવિધિને કારણે, હોટ ચેમ્બર ડાઇ કાસ્ટિંગ ઉત્પાદન માટે વધુ સારી આર્થિકતા પ્રદાન કરી શકે છે. ઝીંક મેટલ એલોયનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે હોટ ચેમ્બર પ્રેશર ડાઇ કાસ્ટિંગમાં થાય છે જેમાં ગલનબિંદુ એકદમ ઓછું હોય છે જે મશીનો (પોટ, ગુઝનેક, સ્લીવ, પ્લન્જર, નોઝલ) પર ઓછા ઘસારો અને ડાઇ ટૂલ્સ પર ઓછા ઘસારો (એલ્યુમિનિયમ ડાઇ કાસ્ટિંગ ટૂલ્સની તુલનામાં ટૂલ લાઇફ લાંબુ - કાસ્ટિંગ ગુણવત્તા સ્વીકૃતિને આધીન) માટે વધુ ફાયદા આપે છે.
કોલ્ડ ચેમ્બર નામ પીગળેલી ધાતુને કોલ્ડ ચેમ્બર/શોટ સ્લીવમાં રેડવાની પ્રક્રિયા પરથી આવ્યું છે જે ફિક્સ્ડ હાફ ડાઇ પ્લેટન દ્વારા ફિક્સ્ડ હાફ ડાઇ ટૂલની પાછળ જોડાયેલ હોય છે. પીગળેલી ધાતુ હોલ્ડિંગ/મેલ્ટિંગ ફર્નેસ સામાન્ય રીતે ડાઇ કાસ્ટિંગ મશીનના શોટ એન્ડની નજીક સ્થિત હોય છે જેથી મેન્યુઅલ ઓપરેટર અથવા ઓટોમેટિક પોરિંગ લેડલ દરેક શોટ/સાયકલ માટે જરૂરી પીગળેલી ધાતુને લેડલ વડે કાઢી શકે અને પીગળેલી ધાતુને સ્લીવ/શોટ ચેમ્બરની અંદરના રેડિંગ હોલમાં રેડી શકે. મશીનના રેમ સાથે જોડાયેલ પ્લન્જર ટીપ (જે પહેરી શકાય તેવો અને બદલી શકાય તેવો ભાગ છે, જે થર્મલ વિસ્તરણ માટે ભથ્થા સાથે શોટ સ્લીવના આંતરિક વ્યાસમાં ચોકસાઇથી મશિન કરવામાં આવે છે) પીગળેલી ધાતુને શોટ ચેમ્બરમાંથી અને ડાઇ કેવિટીમાં ધકેલે છે. જ્યારે પૂછવામાં આવે ત્યારે ડાઇ કાસ્ટિંગ મશીન પીગળેલી ધાતુને સ્લીવમાં રેડિંગ હોલમાંથી પસાર કરવા માટે પ્રથમ તબક્કો કરશે. આગળના તબક્કા રેમમાંથી વધેલા હાઇડ્રોલિક દબાણ હેઠળ થાય છે જેથી પીગળેલી ધાતુને ડાઇ કેવિટીમાં ઇન્જેક્ટ કરી શકાય. આખી પ્રક્રિયામાં થોડીક સેકંડ લાગે છે, ઝડપી અને તીવ્ર દબાણ તેમજ ધાતુના તાપમાનમાં ઘટાડો ધાતુને ડાઇ કેવિટીમાં મજબૂત બનાવે છે. ડાઇ કાસ્ટિંગ મશીનનું મૂવિંગ હાફ પ્લેટન ખુલે છે (જેમાંથી ડાઇ ટૂલનો મૂવિંગ અડધો ભાગ ફિક્સ્ડ હોય છે) અને ટૂલના ડાઇ ફેસમાંથી સોલિફાઇડ કાસ્ટિંગને બહાર કાઢે છે. કાસ્ટિંગ દૂર કરવામાં આવે છે, ડાઇ ફેસને સ્પ્રે સિસ્ટમથી લુબ્રિકેટ કરવામાં આવે છે અને પછી ચક્રનું પુનરાવર્તન થાય છે.
કોલ્ડ ચેમ્બર મશીનો એલ્યુમિનિયમ ડાઇ કાસ્ટિંગ માટે યોગ્ય છે, મશીન પરના ભાગો (શોટ સ્લીવ, પ્લન્જર ટીપ) સમય જતાં બદલી શકાય છે, સ્લીવ્ઝને તેમની ટકાઉપણું વધારવા માટે મેટલ ટ્રીટ કરી શકાય છે. એલ્યુમિનિયમના પ્રમાણમાં ઊંચા ગલનબિંદુને કારણે અને લોખંડના પિકઅપનું જોખમ ઘટાડવાની જરૂરિયાતને કારણે એલ્યુમિનિયમ એલોયને સિરામિક ક્રુસિબલમાં ઓગાળવામાં આવે છે જે ફેરસ ક્રુસિબલ્સમાં જોખમ છે. કારણ કે એલ્યુમિનિયમ પ્રમાણમાં હળવા ધાતુનું એલોય છે, તે મોટા અને ભારે ડાઇ કાસ્ટિંગ અથવા જ્યાં ડાઇ કાસ્ટિંગમાં વધુ મજબૂતાઈ અને હળવાશ જરૂરી હોય ત્યાં કાસ્ટિંગ પૂરું પાડે છે.
