หลักการและข้อดีของ Die Casting
เป็นกระบวนการที่ใช้แรงดันหรือพลังงานดัน/ฉีด โลหะหลอมเหลวเข้าไปยังดาย (Die) หรือแม่พิมพ์ ให้มีรูปร่างตามต้องการ ตัววัสดุที่นำมาผลิตเป็นดายนั้นต้องเป็นวัสดุที่ทนแรงดันและความร้อนสูง มักเป็นอัลลอยด์ชนิดต่าง ให้เหมาะกับชนิดของโลหะที่นำมาหล่อ
- ดังนั้นกระบวนการนี้เหมาะกับการผลิตเป็นจำนวนมาก เป็นหลักร้อน หลักพันชิ้น เพราะตัวดายมักทนทานรองรับการใช้งานจำนวนมาก
- มีต้นทุนในการผลิตดายสูงมาก รวมไปถึงเครื่องจักรที่ใช้ในการฉีดโลหะหลอมเหลว
- ผลิตชิ้นงานซับซ้อนได้ดี ตามรูปร่างของดายที่ออกแบบขึ้น
- ผิวชิ้นงานเรียบ ใช้เวลาตกแต่งน้อย
- ได้ชิ้นงานที่มีคุณภาพใกล้เคียงกันทุกชิ้น
- ผลิตได้รวดเร็ว ต่อเนื่อง
ส่วนประกอบการทำงาน
ส่วนประกอบหลักสามารถแบ่งได้เป็น 2 ส่วน คือ ฝั่งด้านซ้ายของภาพ เป็นระบบการเตรียมโลหะหลอมเหลว และระบบฉีดวัสดุ ฝั่งขวาเป็นตัวดาย (Die) และระบบปิด-เปิด ยึดชิ้นงาน ขั้นตอนการของกระบวนหล่อมีดังนี้
- หลอมเหลวตัวโลหะที่บ่อหลอม อุณหภูมิขึ้นกับชนิดโลหะ
- ขั้นตอนการฉีดโดยใช้ระบบไฮโดรลิก มีระบบลูกสูบแรงดันเพียงพอที่จะให้น้ำโลหะไหลเต็มเบ้าพิมพ์ หรือตัวดาย
- น้ำโลหะไหลผ่าน Gate Runner เข้าไปยังส่วนของช่องว่างที่เป็นรูปร่างของชิ้นงาน
- โลหะเริ่มเย็นตัว มีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างภายใน
- ปลดหรือกระทุ้งชิ้นงานออก
ปัญหาที่อาจเกิดขึ้นในกระบวนการ Die Casting
1. ชิ้นงานไม่เต็มเบ้าพิมพ์
เกิดขึ้นได้เมื่อแรงดันที่ใช้ต่ำจนเกินไป ไม่สามารถไหลได้เต็มเบ้า ซึ่งอาจจะมีสาเหตุมาจากการออกแบบทางวิ่ง (Runner) ที่มีขนาดไม่เหมาะสม เล็กจนเกินไป หรือในกรณีที่มีหลายชิ้นงานในเบ้าพิมพ์ อาจเกิดจากทางวิ่งไม่สมดุลกัน มีระยะทางแตกต่างกันในแต่ละเบ้า
2. มีรูพรุนที่ผิว หรือภายในชิ้นงาน
เป็นปัญหาที่มักเกิดขึ้นจากก๊าซที่อยู่ในน้ำโลหะปล่อยออกมาขณะช่วงเย็นตัว รวมไปถึงการออกแบบทางวิ่งทางเข้า ที่มีจุด Air Trap ทางแก้คือปรับตัวแปรในการฉีดน้ำโลหะให้เหมาะสม รวมถึงใช้โปรแกรมทางวิศวกรรมช่วยวิเคราะห์หาการออกแบบทางวิ่ง ทางเข้าที่เหมาะสม ลดจุด Air Trap มีช่องระบายที่ตำแหน่งนั้น
3. ชิ้นงานมีรอยแตกหัก หรือร้าว
มักมีสาเหตุหลักมาจากการเย็นตัวที่ไม่พร้อมกันระหว่างผิวของชิ้นงาน และภายในตัวชิ้นงาน ทำให้เกิดความเค้นขึ้นภายใน เกิดการดุงเป็นรอยร้าวขึ้นบริเวณ หรือในบางกรณีรอยร้าวอาจยาวไปถึงภายในของชิ้นงาน ส่วนการแก้ไขนอกจากตัววัสดุที่มีพฤติกรรมแตกต่างกันของโลหะแต่ละชนิดแล้ว การปรับค่าตัวแปรขณะช่วง Cooldown สามารถช่วยแก้ปัญหาตรงจุดนี้ได้
ตัวอย่างผลิตภัณฑ์จากการหล่อ Die Casting
