سوالات متداول

جواب: قطعات با شکل هندسی پیچیده که قابلیت ماشین کاری آسانی ندارند و یا هزینه تولید آنها به روش ماشین کاری بالا و زمان بر است، به روش ریخته گری دقیق تولید می شوند. قطعات پرتیراژ، قطعات بسیار ریز، قطعات دارای حفرات با اشکال هندسی پیچیده و غیر قابل دسترسی برای ماشین کاری، قطعات از جنس های گران بهاء و دشوار برای ماشین کاری از جمله سوپرآلیاژها، تولیدشان به روش ریخته گری دقیق ممکن می باشد.

جواب: سرعت تولید بالا (پس از طراحی و ساخت قالبها و تجهیزات مورد نیاز) برای قطعات کوچک و پرتیراژ، دقت ابعادی بالا، عدم نیاز به ماشین کاری اکثر سطوح و استفاده از قطعات به صورت ریختگی (As cast)، قابلیت تولید قطعات با اشکال هندسی پیچیده و دارای کانال های داخلی، از مزایای ریخته گری دقیق است.

جواب: مدت زمان اولیه طولانی برای طراحی و ساخت قالبهای تزریق موم، هزینه های تولید بالا، یک بار مصرف بودن مدل های مومی و قالب های سرامیکی از معایب ریخته گری دقیق است.

جواب: ریخته گری دقیق یا ریخته گری مومی بیش از 5000 سال پیش از این روش برای ساخت مجسمه ها و ابزار مسی استفاده می شد. در ریخته‌گری مومی باستانی از موادی مانند موم زنبور عسل و خاک رس واز آلیاژهایی مثل مس، برنز و طلا جهت ساخت قطعات استفاده می کردند که بسیار سریع‌تر از روش آهنگری بود. تمدن‌های دره سند، مصر، چین و آمریکای مرکزی ریخته‌گری مومی را توسعه دادند.

جواب: روش های نمونه سازی سریع (Rapid Prototyping) که هم اکنون به طور گسترده در پرینترهای سه بعدی مورد استفاده قرار می گیرند، به دلیل سرعت نمونه سازی زمان بر، دقت و کیفیت سطحی پایین قطعات و استفاده از مواد اولیه عمدتا پلاستیکی، هزینه های تولید و کاربرد محدودی دارند. اخیرا پرینترهای سه بعدی با قابلیت پرینت فلزات از جمله فولادهای زنگ نزن و سوپرآلیاژهایی مثل IN625 نیز رایج شده اند، ولی افق جایگزینی این روش ها به جای ریخته گری دقیق، روشن نیست و شاید ناممکن باشد.

جواب: به اتمسفری که هوای آن تخلیه شده باشد، اتمسفر خلاء گفته می شود. وقتی مواد در خلاء ذوب و ریخته گری می شوند، واکنش بین مواد مذاب و اتمسفر به حداقل تقلیل می یابد، چون در اتمسفر خلاء، میزان اکسیژن و نیتروژن و سایر گازهای تشکیل دهنده هوا، نزدیک صفر است. عدم واکنش بین مذاب با گازهای اتمسفر هوا در موقع ایجاد اتمسفر خلاء، امکان ریخته گری مواد آلیاژی دارای عناصر فرار، مثل تیتانیوم و آلومینیوم را ممکن می کند. اکثر سوپرآلیاژها دارای عناصر تیتانیوم و آلومینیوم هستند که بدون خلاء قابلیت ریخته گری ندارد. از مزایای دیگر استفاده از خلاء، افزایش سیالیت و پرکنندگی قالب به دلیل عدم وجود هوا در قالب سرامیکی در حین پر شدن مذاب است.

جواب: 

میلی بار

جواب: ریخته گری دقیق همانطور که از اسم فرایند آن پیدا است دارای دقت ابعادی و صافی سطح مطلوبی می باشد و بسیاری از قطعات تولید شده مثل پره های توربین، ماشین کاری بسیار جزئی می شده و اکثر سطوح قطعه به صورت ریخته گری شده باقی می ماند.

جواب: بزرگ ترین استفاده کننده از ریخته گری دقیق تحت خلاء صنایع نیروگاهی، صنایع هوایی، صنایع نظامی، صنایع انرژی و تا حدودی صنعت ریلی است. ریخته گری پره های توربین های گازی، پره های موتور هواپیما، قطعات توربوشارژر و موتورهای پهپادی از عمده کاربردهای ریخته گری دقیق تحت خلاء و از جنس سوپرآلیاژها است.

جواب: ایالات متحده امریکا به دلیل صنایع هوایی، نیروگاهی و نظامی پیشرفته، صنعت ریخته گری پیشرویی دارد. کشورهای اروپایی و در راس آنها انگلیس، بزرگ ترین کارخانه های ریخته گری دقیق اروپا را دارند. کشورهای اروپای شرقی هم در این صنعت نامدار هستند. در سالهای اخیر، شرکت های چینی هم در صنعت ریخته گری دقیق تحت خلاء به مثابه سایر صنایع پیشرفت های قابل توجهی کرده اند. در منطقه خاورمیانه، کشور ایران در این صنعت بخصوص در زمینه ریخته گری پره های توربین، پیشرو است و قدمتی حدود 40 ساله در ایران دارد.

جواب:  سوپرآلیاژها به دو گروه ریخته گی و کارشده، تقسیم می شوند. در گروه اول، سوپرآلیاژهایی مثل IN738 و IN792 بیشترین کاربرد را در ریخته گری پره های ردیف اول دارند. سوپرآلیاژ IN713 نیز بصورت گسترده در ریخته گری پره های ردیف های آخر توربین گاز یا موتور هواپیما و نیز قطعات توربوشارژر، مصرف دارد. سوپرآلیاژ IN939 در ریخته گری نازل ها (پره های ثابت) ردیف اول کاربرد دارد. سوپرآلیاژهای ثبت شده ای مثل GTD111 و GTD222 نیز از سوی شرکت GE معرفی شده اند که به ترتیب برای پره های متحرک و ثابت طراحی شده اند. سوپرآلیاژهایی مثل FSX414  و Hastelloy X هم در ریخته گری پره های ثابت کاربرد دارند.

جواب: سوپرآلیاژها به سه گروه پایه نیکل، پایه کبالت و پایه آهن تقسیم می شوند. این آلیاژها به دلیل تعداد زیاد عناصر آلیاژی که دارند که هر عنصر برای منظور خاصی به آلیاژ اضافه می شود، و مجموعه ای از خواص عالی بدست می آید، که به همین دلیل سوپرآلیاژ (Superalloy) گفته می شود. سوپرآلیاژها مجموعه ای از خواص مکانیکی، خواص خوردگی و خواص استحکام دمای بالای، مطلوبی را دارند.

جواب: توسعه سوپرآلیاژها با اختراع کوره های ذوب در خلاء گره خورده است. در حدود دهه 1950 میلادی، که کوره های VIM به صنعت وارد شدند، سوپرآلیاژ Ni-Cr 80-20 که قبلا اختراع شده بود، با افزودن مقادیر کمیAl  و Ti بصورت اولین سوپرآلیاژ دما بالا، معرفی شد.

جواب: سوپرآلیاژهای انجمادجهت دارDS  (Directional Solidification)، در تولید پره های توربین دارای دانه های جهت دار (جهت دانه ها در راستای محور پره توربین بوده و در راستای عمود بر محور پره، مرزدانه ای وجود ندارد) مورد استفاده قرار می گیرد. از جمله اولین مواد اولیه که توسط شرکت آلستوم در ساخت پره های انجماد جهت دار استفاده شده است، IN939 است.عدم وجود مرزدانه در راستای محور پره، استحکام پره های تولیدی را به صورت قابل توجهی (تا حدود سه برابر) افزایش می دهد. مواد سوپرآلیاژ پیشرفته تری هم وجود دارد که در تولید پره های تک کریستال SX / SC  (Single Crystal) کاربرد دارد، پره های تولید شده به این روش فقط از یک کریستال تشکیل شده و هیچ گونه مرزدانه ای ندارند. از جمله این سوپرآلیاژ ها می توان  CMSX-4 را نام برد.

جواب: امروزه مواد نانو در ساخت پره های توربین کاربرد دارد، و با استفاده از پرینت سه بعدی، پره های توربین در شرکت هایی مثل رولزرویس تولید شده و حتی به صورت تک کریستال هم تبدیل می شوند. این شاخه از دانش آنقدر پیشرفته است که در انحصار شرکت نامبرده شده و GE است و مقالات معدودی هم چاپ شده است.

جواب: در ریخته گری دقیق از مدل های مومی استفاده می شود، که در قالب تزریق شده و به عنوان مدل مورد استفاده قرار می گیرند. به جای این روش در تولید محدود و یا نیاز به ساخت سریع، می توان با استفاده از فایل سه بعدی، مدل سه بعدی را از موادی مثلPLA پرینت کرده و در ساخت قالب سرامیکی استفاده نمود. این روش کیفیت سطحی خوبی در قطعات ایجاد نمی کند، ولی می توان با پولیش و پرداخت سطحی به کیفیت نسبتا قابل قبولی دست یافت.

جواب: ضریب انقباض موم، با توجه به نوع موم و شرکت تولید کننده آن متفاوت است، ولی محدود ضریب انقباض اغلب در بین 0.75 الی 1 درصد است.