การหล่อแม่พิมพ์ถาวรคืออะไร?

การหล่อแม่พิมพ์ถาวรหมายถึงกระบวนการหล่อซึ่งใช้แม่พิมพ์โลหะพิเศษ (แม่พิมพ์) เพื่อรับโลหะหล่อเหลวที่หลอมละลาย จึงเหมาะแก่การผลิตการหล่อในปริมาณมาก กระบวนการหล่อโลหะนี้เรียกว่าการหล่อแบบโลหะหรือการหล่อด้วยแรงโน้มถ่วง เนื่องจากโลหะจะเข้าสู่แม่พิมพ์ภายใต้แรงโน้มถ่วง

เมื่อเปรียบเทียบกับการหล่อทราย การหล่อแม่พิมพ์เปลือกหอย หรือการหล่อแบบลงทุน ซึ่งจำเป็นต้องเตรียมแม่พิมพ์สำหรับการหล่อแต่ละครั้ง การหล่อแบบถาวรสามารถผลิตการหล่อด้วยระบบการขึ้นรูปเดียวกันสำหรับชิ้นส่วนการหล่อแต่ละชิ้น

วัสดุแม่พิมพ์ของการหล่อแบบถาวรจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิในการเท ขนาดของการหล่อ และความถี่ของรอบการหล่อ โดยจะกำหนดความร้อนรวมที่แม่พิมพ์จะรับ เหล็กหล่อสีเทาเนื้อละเอียดเป็นวัสดุแม่พิมพ์ที่ใช้กันมากที่สุด เหล็กหล่อโลหะผสม เหล็กกล้าคาร์บอน และโลหะผสมเหล็ก (H11 และ H14) ยังใช้สำหรับชิ้นงานที่มีปริมาณมากและชิ้นส่วนขนาดใหญ่อีกด้วย แม่พิมพ์กราไฟท์อาจใช้สำหรับการผลิตปริมาณน้อยจากอลูมิเนียมและแมกนีเซียม อายุการใช้งานของแม่พิมพ์จะลดลงสำหรับโลหะผสมที่มีอุณหภูมิหลอมเหลวสูง เช่น ทองแดงหรือเหล็กหล่อสีเทา

สำหรับการทำส่วนที่กลวงนั้น แกนยังใช้ในการหล่อแบบถาวรอีกด้วย แกนสามารถทำจากโลหะหรือทรายได้ เมื่อใช้แกนทราย กระบวนการนี้เรียกว่าการขึ้นรูปแบบกึ่งถาวร นอกจากนี้แกนโลหะจะต้องถูกถอนออกทันทีหลังจากการแข็งตัว มิฉะนั้นการสกัดจะยากเนื่องจากการหดตัว สำหรับรูปทรงที่ซับซ้อน บางครั้งจะใช้แกนโลหะแบบยุบได้ (แกนหลายชิ้น) ในแม่พิมพ์ถาวร การใช้งานไม่กว้างขวางเนื่องจากเป็นการยากที่จะวางตำแหน่งแกนให้แน่นเป็นชิ้นเดียวและเนื่องมาจากความแปรผันของมิติที่อาจเกิดขึ้น ดังนั้น เมื่อใช้แกนแบบยุบได้ ผู้ออกแบบจะต้องให้พิกัดความเผื่อหยาบกับขนาดเหล่านี้

ภายใต้รอบการหล่อปกติ อุณหภูมิที่ใช้แม่พิมพ์จะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิในการเท ความถี่ของรอบการหล่อ น้ำหนักการหล่อ รูปร่างการหล่อ ความหนาของผนังการหล่อ ความหนาของผนังของแม่พิมพ์ และความหนาของการเคลือบแม่พิมพ์ หากการหล่อเสร็จสิ้นด้วยแม่พิมพ์เย็น การหล่อสองสามครั้งแรกมีแนวโน้มที่จะมีการวิ่งผิดจนกว่าแม่พิมพ์จะมีอุณหภูมิในการทำงาน เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ ควรอุ่นแม่พิมพ์ไว้ล่วงหน้าจนถึงอุณหภูมิใช้งาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเตาอบ

วัสดุที่ปกติหล่อในแม่พิมพ์ถาวร ได้แก่ โลหะผสมอลูมิเนียม โลหะผสมแมกนีเซียม โลหะผสมทองแดง โลหะผสมสังกะสี และเหล็กหล่อสีเทา น้ำหนักการหล่อแบบหน่วยมีตั้งแต่หลายกรัมถึง 15 กก. ในวัสดุส่วนใหญ่ แต่ในกรณีของอะลูมิเนียม สามารถผลิตการหล่อขนาดใหญ่ที่มีมวลได้ถึง 350 กิโลกรัมขึ้นไปได้ การหล่อแบบถาวรเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตการหล่อขนาดเล็กที่เรียบง่ายที่มีปริมาณมาก โดยมีความหนาของผนังสม่ำเสมอและไม่มีโครงสร้างที่ซับซ้อน

ข้อดีของกระบวนการหล่อแม่พิมพ์ถาวร:
1. เนื่องจากมีการใช้แม่พิมพ์โลหะ กระบวนการนี้จึงทำให้การหล่อแบบละเอียดพร้อมคุณสมบัติทางกลที่เหนือกว่า
2. ให้พื้นผิวที่ดีมากในระดับ 4 ไมครอนและมีลักษณะที่ดีขึ้น
3. สามารถรับค่าความคลาดเคลื่อนของมิติที่แน่นหนาได้
4. ประหยัดสำหรับการผลิตขนาดใหญ่เนื่องจากลดแรงงานที่เกี่ยวข้องกับการเตรียมแม่พิมพ์
5. อาจเกิดรูที่มีแกนเล็กได้เมื่อเทียบกับการหล่อทราย
6. สามารถใส่เม็ดมีดเข้าที่ได้อย่างง่ายดาย

 

การเปรียบเทียบกระบวนการหล่อแบบต่างๆ
รายการ	การหล่อทราย	การหล่อแม่พิมพ์ถาวร	หล่อตาย	การหล่อการลงทุน	การหล่อแม่พิมพ์เปลือกหอยด้วยพันธะเคมี
ความคลาดเคลื่อนมิติโดยทั่วไป นิ้ว	± .010"	± .010"	± .001"	± .010"	± .005"
	± .030"	± .050"	± .015"	± .020"	± .015"
ต้นทุนสัมพันธ์ในปริมาณ	ต่ำ	ต่ำ	ต่ำสุด	สูงสุด	สูงปานกลาง
ต้นทุนสัมพัทธ์สำหรับจำนวนน้อย	ต่ำสุด	สูง	สูงสุด	ปานกลาง	สูงปานกลาง
น้ำหนักการหล่อที่อนุญาต	ไม่จำกัด	100 ปอนด์	75 ปอนด์	ออนซ์ถึง 100 ปอนด์	เชลล์ออนซ์ ถึง 250 ปอนด์ เตาไม่อบ 1/2 ปอนด์ - ตัน
ส่วนที่บางที่สุดสามารถหล่อได้ นิ้ว	1/10"	1/8"	1/32"	1/16"	1/10"
พื้นผิวสัมพัทธ์	ยุติธรรมถึงดี	ดี	ดีที่สุด	ดีมาก	เปลือกดี
ความง่ายในการออกแบบที่ซับซ้อนในการหล่อ	ยุติธรรมถึงดี	ยุติธรรม	ดี	ดีที่สุด	ดี
ความง่ายในการเปลี่ยนแปลงการออกแบบในการผลิต	ดีที่สุด	ยากจน	ยากจนที่สุด	ยุติธรรม	ยุติธรรม
สามารถหล่อโลหะผสมได้หลากหลาย	ไม่จำกัด	ควรใช้ฐานอลูมิเนียมและทองแดง	ฐานอลูมิเนียมเหมาะกว่า	ไม่จำกัด	ไม่จำกัด