מהי יציקת גז
יציקת תבנית (Die Exhaust Existing) היא תהליך ייצור המשמש לייצור חלקי מתכת בעלי דיוק מימדי וגימור פני שטח גבוהים. תהליך זה כרוך בדחיפת מתכת מותכת לתוך חלל תבנית תחת לחץ גבוה. חלל התבנית נוצר על ידי שתי תבניות פלדה קשות המעובדות לצורה הרצויה.
התהליך מתחיל בהיתוך המתכת, בדרך כלל אלומיניום, אבץ או מגנזיום, בכבשן. לאחר מכן מוזרקת המתכת המותכת לתבנית בלחץ גבוה באמצעות מכבש הידראולי. המתכת מתמצקת במהירות בתוך התבנית, ושני חצאי התבנית נפתחים כדי לשחרר את החלק המוגמר.
יציקת גז (Diecasting Die) נמצאת בשימוש נרחב לייצור חלקים בעלי צורות מורכבות ודפנות דקות, כגון בלוקי מנוע, בתי תיבת הילוכים ורכיבים שונים לרכב ותעופה. התהליך פופולרי גם בייצור מוצרי צריכה, כגון צעצועים, כלי מטבח ואלקטרוניקה.
יציקת לחץ
יציקת תבנית (Die Exhaust) היא תהליך מיוחד למדי שהתפתח באופן משמעותי יותר במהלך המאה ה-20. התהליך הבסיסי כולל: יציקה/הזרקה של מתכת מותכת לתבנית פלדה, ובאמצעות לחץ קבוע וגובר במהירות גבוהה (ביציקת תבנית בלחץ) וקירור המתכת המותכת מתמצקת ליצירת יציקה מוצקה. בדרך כלל, התהליך עצמו אורך רק מספר שניות ומהווה דרך מהירה ליצירת מוצר מתכת מחומר גלם. יציקת תבנית מתאימה לחומרים כגון בדיל, עופרת, אבץ, אלומיניום, מגנזיום ועד סגסוגות נחושת ואפילו סגסוגות ברזל כגון נירוסטה. הסגסוגות העיקריות המשמשות כיום ביציקת תבנית בלחץ הן אלומיניום, אבץ ומגנזיום. ממכונות יציקת התבנית המוקדמות שכיוונו את כלי התבנית בכיוון אנכי ועד לסטנדרט הנפוץ כיום של כיוון ותפעול אופקי, ארבעה מתיחה של מוטות קשירה ושלבי תהליך מבוקרי מחשב מלאים, התהליך התקדם לאורך השנים.
התעשייה צמחה למכונת ייצור עולמית, המייצרת רכיבים למגוון יישומים, שרבים מהם יהיו בהישג יד של האדם עצמו, שכן יישום המוצר של יציקות הוא כה מגוון.
יתרונות יציקת לחץ
חלק מהיתרונות של יציקת לחץ גבוה:
• התהליך מתאים לייצור בנפח גבוה.
• לייצר יציקות מורכבות למדי במהירות בהשוואה לתהליכי עיצוב מתכת אחרים (למשל, עיבוד שבבי).
• רכיבים בעלי חוזק גבוה המיוצרים במצב יצוק (בכפוף לתכנון הרכיב).
• חזרתיות ממדית.
• קטעי דופן דקים אפשריים (למשל 1-2.5 מ"מ).
• סבילות ליניארית טובה (למשל 2 מ"מ/מ').
• גימור פני שטח טוב (לדוגמה, 0.5-3 מיקרומטר).
תהליך יציקת לחץ בתא חם כרוך בהתכת מטיל מתכת בתוך תנור הממוקם קרוב/בחלק בלתי נפרד מחצי הלוח הקבוע של מכונת יציקת התבנית והזרקת מתכת מותכת דרך בוכנה שקועה ישירות דרך צוואר הצוואר והפיה ולתוך כלי התבנית. צוואר הצוואר והפיה דורשים חימום כדי למנוע קפיאה של המתכת לפני שהיא מגיעה לחלל התבנית, וכל אלמנט החימום והמתכת המותכת בתהליך זה הוא מקור הכינוי "תא חם". משקל יריעת היציקה מוכתב על ידי מהלך הבוכנה, האורך והקוטר, כמו גם גודל השרוול/תא, וגם לפיה יש תפקיד שיש לקחת בחשבון בתכנון התבנית. לאחר שהמתכת התמצקה בחלל התבנית (לוקח רק כמה שניות), חצי הלוח הנע של המכונה, שאליו מחובר החצי הנע של התבנית, נפתח והיציקה נפלטת מפני התבנית ומוסרת מהכלי. לאחר מכן, פני התבנית משומנים באמצעות מערכת ריסוס, התבנית נסגרת והתהליך חוזר על עצמו.
בגלל מערכת "סגורה" זו של התכה/הזרקה של מתכת ותנועה מכנית מינימלית, יציקת תבנית בתא חם יכולה לספק כלכלות טובות יותר לייצור. סגסוגת מתכת אבץ משמשת בעיקר ביציקת תבנית בתא חם, בעלת נקודת התכה נמוכה למדי, המציעה יתרונות נוספים של בלאי נמוך על המכונות (סיר, צוואר מתכווננת, שרוול, בוכנה, פיה) וגם בלאי נמוך על כלי יציקה (ולכן חיי כלים ארוכים יותר בהשוואה לכלי יציקת אלומיניום - בכפוף לאיכות היציקה).
מקור השם "תא קר" הוא תהליך יציקת מתכת מותכת לתוך תא קר/שרוול יציקה המחובר דרך משטח חצי קבוע לחלקו האחורי של כלי חצי קבוע. תנורי החזקה/התכה של מתכת מותכת ממוקמים בדרך כלל קרוב ככל האפשר לקצה היציקה של מכונת יציקת המטחנה, כך שמפעיל ידני או מצקת אוטומטית יכולים לחלץ את המתכת המותכת הנדרשת לכל יציקה/מחזור בעזרת מצקת ולשפוך את המתכת המותכת לתוך חור יציקה בתוך השרוול/תא היציקה. קצה בוכנה (שהוא חלק לביש והחלפה, מעובד במדויק לקוטר הפנימי של שרוול היציקה עם אפשרות להתפשטות תרמית) המחובר למוט המכונה דוחף את המתכת המותכת דרך תא היציקה ולתוך חלל היציקה. מכונת יציקת המטחנה, כאשר תתבקש לעשות זאת, תבצע את השלב הראשון לדחיפת המתכת המותכת מעבר לחור היציקה בשרוול. שלבים נוספים מתרחשים תחת לחצים הידראוליים מוגברים מהמטחנה כדי להזריק את המתכת המותכת לחלל היציקה. התהליך כולו אורך שניות, הלחץ המהיר והמתעצם כמו גם הירידה בטמפרטורת המתכת גורמים למתכת להתמצק בחלל היציקה. חצי משטח היציקה הנעים של מכונת יציקת המות נפתח (שאליו החצי הנע של כלי התבנית מקובע) ופולט את היציקה המוצקה מפני התבנית של הכלי. היציקה מוסרת, פני התבנית משומנים במערכת ריסוס ולאחר מכן המחזור חוזר על עצמו.
מכונות תא קר מתאימות ליציקת אלומיניום, ניתן להחליף חלקים במכונה (שרוול ירייה, קצה הבוכנה) עם הזמן, ניתן לטפל שרוולים במתכת כדי להגביר את עמידותם. סגסוגת אלומיניום מותכת בכור היתוך קרמי עקב נקודת ההיתוך הגבוהה יחסית של האלומיניום והצורך להפחית את הסיכון להצטברות ברזל, שהיא סיכון בתוך יציקות ברזל. מכיוון שאלומיניום היא סגסוגת מתכת קלה יחסית, היא מאפשרת יציקה של יציקות גדולות וכבדות או במקומות בהם נדרשים חוזק וקלות משקל מוגברים ביציקות.
