Die Casting หรือกระบวนการหล่อโลหะทำกันอย่างไร

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

  1. หลอมเหลวตัวโลหะที่บ่อหลอม อุณหภูมิขึ้นกับชนิดโลหะ
  2. ขั้นตอนการฉีดโดยใช้ระบบไฮโดรลิก มีระบบลูกสูบแรงดันเพียงพอที่จะให้น้ำโลหะไหลเต็มเบ้าพิมพ์ หรือตัวดาย
  3. น้ำโลหะไหลผ่าน Gate Runner เข้าไปยังส่วนของช่องว่างที่เป็นรูปร่างของชิ้นงาน
  4. โลหะเริ่มเย็นตัว มีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างภายใน
  5. ปลดหรือกระทุ้งชิ้นงานออก
Die Casting หรือกระบวนการหล่อโลหะทำกันอย่างไร

ปัญหาที่อาจเกิดขึ้นในกระบวนการ Die Casting

1. ชิ้นงานไม่เต็มเบ้าพิมพ์

เกิดขึ้นได้เมื่อแรงดันที่ใช้ต่ำจนเกินไป ไม่สามารถไหลได้เต็มเบ้า ซึ่งอาจจะมีสาเหตุมาจากการออกแบบทางวิ่ง (Runner) ที่มีขนาดไม่เหมาะสม เล็กจนเกินไป หรือในกรณีที่มีหลายชิ้นงานในเบ้าพิมพ์ อาจเกิดจากทางวิ่งไม่สมดุลกัน มีระยะทางแตกต่างกันในแต่ละเบ้า

Die Casting หรือกระบวนการหล่อโลหะทำกันอย่างไร
Source: Short shots and industrial case studies: Understanding fluid flow and solidification in high pressure die casting
Die Casting หรือกระบวนการหล่อโลหะทำกันอย่างไร
Unbalace Runner Source: https://www.diecasting-mould.com/news/die-casting-runner-design-guide-how-to-design-the-die-casting-runner-diecasting-mould

2. มีรูพรุนที่ผิว หรือภายในชิ้นงาน

เป็นปัญหาที่มักเกิดขึ้นจากก๊าซที่อยู่ในน้ำโลหะปล่อยออกมาขณะช่วงเย็นตัว รวมไปถึงการออกแบบทางวิ่งทางเข้า ที่มีจุด Air Trap ทางแก้คือปรับตัวแปรในการฉีดน้ำโลหะให้เหมาะสม รวมถึงใช้โปรแกรมทางวิศวกรรมช่วยวิเคราะห์หาการออกแบบทางวิ่ง ทางเข้าที่เหมาะสม ลดจุด Air Trap มีช่องระบายที่ตำแหน่งนั้น

Die Casting หรือกระบวนการหล่อโลหะทำกันอย่างไร
Source: http://blog.hillandgriffith.com/die-casting-blog/die-casting-defects-gas-porosity-surface-defects

3. ชิ้นงานมีรอยแตกหัก หรือร้าว

มักมีสาเหตุหลักมาจากการเย็นตัวที่ไม่พร้อมกันระหว่างผิวของชิ้นงาน และภายในตัวชิ้นงาน ทำให้เกิดความเค้นขึ้นภายใน เกิดการดุงเป็นรอยร้าวขึ้นบริเวณ หรือในบางกรณีรอยร้าวอาจยาวไปถึงภายในของชิ้นงาน ส่วนการแก้ไขนอกจากตัววัสดุที่มีพฤติกรรมแตกต่างกันของโลหะแต่ละชนิดแล้ว การปรับค่าตัวแปรขณะช่วง Cooldown สามารถช่วยแก้ปัญหาตรงจุดนี้ได้

Die Casting หรือกระบวนการหล่อโลหะทำกันอย่างไร
Source: http://www.badgermetal.com/

ตัวอย่างผลิตภัณฑ์จากการหล่อ Die Casting

Die Casting หรือกระบวนการหล่อโลหะทำกันอย่างไร
Die Casting หรือกระบวนการหล่อโลหะทำกันอย่างไร
Die Casting หรือกระบวนการหล่อโลหะทำกันอย่างไร

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Share on facebook
Facebook
Share on google
Google+
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on pinterest
Pinterest

สนใจเครื่องพิมพ์ 3 มิติ

เรามีเครื่องที่ตอบโจทย์การใช้งานทุกประเภท ตั้งแต่บุคคลเริ่มต้นจนไปถึงอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ พร้อมให้คำแนะนำการใช้งาน และวัสดุที่เหมาะสม เพื่อให้คุ้มค่าการลงทุนมากที่สุด

ติดตามข่าวสารและบทความ

บทความน่าสนใจอื่นๆ