الفصل 1التشكيل الأولي
السباكة
تصنع السباكة القطعة بصهر المعدن وصبّه أو دفعه في تجويف بشكل القطعة وتركه يتجمّد. تشترك كل عملية في هذا الفصل في هذا المبدأ؛ وتختلف في مادة القالب، وفي كونه يُستعمل مرة واحدة أو آلاف المرات، وفي ما يدفع المعدن إلى الداخل: الجاذبية أو الضغط أو الدوران.
الفكرة الكبيرة
السباكة مثل صنع مكعبات الثلج: يتخذ السائل شكل وعائه ثم يتصلّب. والجزء الصعب هو الوعاء. القالب الرملي أو الخزفي رخيص ويُكسر بعد استعمال واحد، فيناسب القطع الكبيرة أو المعقدة بأعداد قليلة. والقالب الفولاذي غالٍ لكنه يدوم لآلاف القطع، فيناسب الإنتاج الكمي. وكل ما عدا ذلك، من المغذّيات إلى القوالب الدوارة إلى أفران التجميد البطيء، يعالج المشكلتين نفسيهما: ملء القالب بالكامل، ومنع التجاويف حين ينكمش المعدن أثناء تبريده.
العمليات الـ 8 في هذا الفصل
1.1مقطع قصيرالسباكة بالرملمعدن يُصبّ في تجويف محفور في رمل مضغوط؛ ثم يُكسر الرملافتح الدرس
1.2السبك بالشمع المفقود (Investment casting)نسخة شمعية تُغطّى بالسيراميك، ثم يُذاب الشمع ويُملأ القالب بالمعدنافتح الدرس
1.3السباكة في القالب الدائممعدن يُصبّ بالجاذبية في قالب فولاذي معاد الاستخدامافتح الدرس
1.4السباكة بالقالب المعدني تحت الضغطمعدن يُحقن في قالب فولاذي بضغط عالٍافتح الدرس
1.5السباكة الطاردة المركزيةمعدن يُقذف على جدار قالب دوّارافتح الدرس
1.6السبك بالرغوة المفقودة (Lost foam casting)معدن يُصبّ على نسخة رغوية مدفونة في رمل سائبافتح الدرس
1.7الصب شبه الصلب (Thixomolding وRheocasting)معدن شبه صلب بقوام الوحل يُحقن في قالب فولاذيافتح الدرس
1.8صب البلورة الأحادية (ريش التوربينات)تجميد بطيء من أحد الطرفين ينمّي القطعة بلورةً واحدةافتح الدرسجنبًا إلى جنب
| العملية | في سطر واحد | الأنسب لـ | حجم الدفعة | الدقة |
|---|---|---|---|---|
| 1.1السباكة بالرمل | معدن يُصبّ في تجويف محفور في رمل مضغوط؛ ثم يُكسر الرمل | قطع كبيرة أو خشنة من أي معدن | من 1 إلى الملايين | نحو ±0.5 إلى ±2 mm |
| 1.2السبك بالشمع المفقود (Investment casting) | نسخة شمعية تُغطّى بالسيراميك، ثم يُذاب الشمع ويُملأ القالب بالمعدن | قطع صغيرة دقيقة التفاصيل من سبائك متينة | من المئات إلى مئات الآلاف | نحو ±0.1 إلى ±0.25 mm |
| 1.3السباكة في القالب الدائم | معدن يُصبّ بالجاذبية في قالب فولاذي معاد الاستخدام | قطع ألومنيوم مثل المكابس والعجلات | من الآلاف إلى مئات الآلاف | نحو ±0.3 إلى ±0.5 mm |
| 1.4السباكة بالقالب المعدني تحت الضغط | معدن يُحقن في قالب فولاذي بضغط عالٍ | قطع رقيقة الجدران من الألومنيوم والزنك والمغنيسيوم | من عشرات الآلاف إلى الملايين | نحو ±0.05 إلى ±0.2 mm |
| 1.5السباكة الطاردة المركزية | معدن يُقذف على جدار قالب دوّار | أنابيب وحلقات وبطانات | من 1 إلى الملايين | نحو ±0.5 إلى ±2 mm من الخارج |
| 1.6السبك بالرغوة المفقودة (Lost foam casting) | معدن يُصبّ على نسخة رغوية مدفونة في رمل سائب | قطع معقدة من قطعة واحدة مثل كتل المحركات | من القطع الفردية إلى الإنتاج الكبير | نحو ±0.3 إلى ±0.5 mm |
| 1.7الصب شبه الصلب (Thixomolding وRheocasting) | معدن شبه صلب بقوام الوحل يُحقن في قالب فولاذي | أغلفة كثيفة ورقيقة من المغنيسيوم والألومنيوم | من عشرات الآلاف إلى الملايين | نحو ±0.05 إلى ±0.2 mm |
| 1.8صب البلورة الأحادية (ريش التوربينات) | تجميد بطيء من أحد الطرفين ينمّي القطعة بلورةً واحدة | ريش محركات نفاثة وتوربينات غازية | آلاف سنويًا | نحو ±0.1 mm |
كيف تختار داخل هذه العائلة
- قطع قليلة أو كبيرة، أو من الفولاذ والحديد: السباكة الرملية، أرخص القوالب وأكثرها مرونة.
- تفاصيل دقيقة أو سبائك عالية الانصهار في قطع صغيرة: السباكة بالشمع المفقود؛ وسباكة البلورة الأحادية عندما يجب أن تتحمل القطعة العمل وهي محمرّة بالحرارة.
- آلاف القطع من الألومنيوم: السباكة في قوالب دائمة إذا كانت الجدران سميكة ويجب أن تبقى العدة بتكلفة معقولة؛ والسباكة تحت الضغط عندما تكون الكميات كبيرة والجدران رقيقة.
- قطع مستديرة مجوفة: السباكة الطاردة المركزية، التي لا تحتاج إلى قلب للتجويف.
- ممرات داخلية معقدة أو جدران رقيقة كثيفة خالية من المسامات: السباكة بالرغوة المفقودة للأولى، والسباكة شبه الصلبة للثانية.
كلمات أساسية
- القالب
- الوعاء المجوّف الذي يملؤه المعدن؛ ويسمى قالبًا معدنيًا (die) عندما يكون من الفولاذ وقابلًا لإعادة الاستعمال.
- النموذج
- نسخة من القطعة تُستخدم لتشكيل القالب؛ يُعاد استعماله في السباكة الرملية، ويُستهلك في السباكة بالشمع المفقود والرغوة المفقودة.
- القلب
- قطعة تُوضع في القالب لتشكيل ثقب أو ممر داخلي.
- خط الفصل
- الدرز الذي يلتقي عنده نصفا القالب، وغالبًا ما يظهر على القطعة.
- المصبّ والمجرى والبوابة
- القنوات التي تحمل المعدن إلى التجويف.
- المغذّي
- خزان إضافي من المعدن يغذّي القطعة أثناء انكماشها.
- الانكماش
- يصغر المعدن أثناء تبريده وتجمّده، وقد يترك تجاويف في الداخل.
- الحبيبة
- بلورة واحدة داخل المعدن؛ وتحتوي معظم المسبوكات على ملايين منها.
جرّبه
سخّر الذكاء الاصطناعي في عملك على CAD.
انمذج القطع، وأنشئ الرسومات، وأتمت العمل المتكرر داخل برنامج CAD الخاص بك.