Pres döküm nedir?
Pres döküm, yüksek boyutsal hassasiyete ve yüzey kalitesine sahip metal parçalar üretmek için kullanılan bir üretim sürecidir. Erimiş metalin yüksek basınç altında bir kalıp boşluğuna sıkıştırılmasını içerir. Kalıp boşluğu, istenen şekle göre işlenen iki sertleştirilmiş çelik kalıpla oluşturulur.
İşlem, genellikle alüminyum, çinko veya magnezyum gibi metallerin bir fırında eritilmesiyle başlar. Erimiş metal daha sonra hidrolik pres kullanılarak yüksek basınç altında kalıba enjekte edilir. Metal, kalıbın içinde hızla katılaşır ve kalıbın iki yarısı açılarak bitmiş parça çıkarılır.
Pres döküm, motor blokları, şanzıman gövdeleri ve çeşitli otomotiv ve havacılık bileşenleri gibi karmaşık şekilli ve ince cidarlı parçaların üretiminde yaygın olarak kullanılır. Bu işlem aynı zamanda oyuncak, mutfak eşyası ve elektronik gibi tüketim mallarının üretiminde de popülerdir.
Basınçlı Döküm
Pres döküm, 20. yüzyılda daha da yaygınlaşan oldukça uzmanlaşmış bir işlemdir. Temel işlem şu şekildedir: erimiş metal bir çelik kalıba dökülür/enjekte edilir ve yüksek hız, sabit ve artan basınç (basınçlı pres dökümde) ve erimiş metal soğutularak katı bir döküm haline getirilir. İşlemin kendisi genellikle sadece birkaç saniye sürer ve hammaddeden metal ürün oluşturmanın hızlı bir yoludur. Pres döküm, kalay, kurşun, çinko, alüminyum, magnezyum, bakır alaşımları ve hatta paslanmaz çelik gibi demir alaşımları gibi malzemeler için uygundur. Günümüzde basınçlı pres dökümde kullanılan ana alaşımlar alüminyum, çinko ve magnezyumdur. Kalıp takımlarını dikey yönde yönlendiren ilk pres döküm makinelerinden, günümüzde yaygın olan yatay yönlendirme ve çalışma standardına, dört bağlantı çubuğu gerdirmesine ve tamamen bilgisayar kontrollü işlem aşamalarına kadar, süreç yıllar içinde gelişmiştir.
Sektör, çok çeşitli uygulamalar için bileşenler üreten, dünya çapında bir üretim makinesine dönüşmüştür; bunların çoğu, döküm kalıplarının ürün uygulamaları çok çeşitli olduğundan, kişinin kendi başına ulaşabileceği bir mesafededir.
Basınçlı dökümün faydaları
Yüksek basınçlı dökümün bazı faydaları:
• Yüksek hacimli üretime uygundur.
• Diğer metal şekillendirme proseslerine (örneğin işleme) kıyasla oldukça karmaşık dökümleri daha hızlı üretin.
• Döküm halinde üretilen yüksek mukavemetli bileşenler (bileşen tasarımına bağlı olarak).
• Boyutsal tekrarlanabilirlik.
• İnce duvar kesitleri mümkündür (örn. 1-2,5 mm).
• İyi doğrusal tolerans (örn. 2mm/m).
• İyi yüzey kalitesi (örn. 0,5-3 µm).
Sıcak hazneli basınçlı döküm işlemi, kalıp döküm makinesinin sabit yarım plakasına yakın/entegre bir fırında metal külçenin eritilmesini ve erimiş metalin daldırılmış bir piston aracılığıyla doğrudan kaz boynu ve nozuldan kalıp kalıbına enjekte edilmesini içerir. Kaz boynu ve nozul, metalin kalıp boşluğuna ulaşmadan önce donmasını önlemek için ısıtılmalıdır. Bu işlemin tüm ısıtma ve erimiş metal unsuru, sıcak hazne olarak adlandırılmasının kaynağıdır. Döküm ağırlığı, pistonun stroku, uzunluğu ve çapı ile manşon/hazne boyutuna göre belirlenir ve nozul da kalıp tasarımında dikkate alınması gereken bir rol oynar. Metal kalıp boşluğunda katılaştıktan sonra (sadece birkaç saniye sürer), kalıbın hareketli yarısının sabitlendiği makinenin hareketli yarım plakası açılır ve döküm kalıp yüzeyinden atılarak kalıptan çıkarılır. Kalıp yüzeyleri daha sonra bir püskürtme sistemi ile yağlanır, kalıp kapanır ve işlem tekrar başlar.
Bu "kapalı" metal eritme/enjeksiyon sistemi ve minimum mekanik hareket sayesinde, sıcak hazneli basınçlı döküm, üretimde daha iyi ekonomiler sağlayabilir. Çinko metal alaşımı, sıcak hazneli basınçlı dökümde öncelikli olarak kullanılır. Oldukça düşük bir erime noktasına sahip olan çinko metal alaşımı, makinelerde (kap, kaz boynu, manşon, piston, nozul) düşük aşınma ve kalıp takımlarında düşük aşınma (dolayısıyla alüminyum kalıp döküm takımlarına kıyasla daha uzun takım ömrü – döküm kalitesine bağlı olarak) gibi ek avantajlar sunar.
Soğuk oda adı, erimiş metalin, sabit yarım kalıp plakası aracılığıyla sabit yarım kalıp takımının arkasına bağlanan bir soğuk oda/kumaş kovanına dökülme işleminden gelir. Erimiş metal tutma/eritme fırınları genellikle kalıp döküm makinesinin kumlama ucuna mümkün olduğunca yakın yerleştirilir, böylece manuel bir operatör veya otomatik bir döküm kepçesi, her kumlama/döngü için gereken erimiş metali bir kepçeyle çıkarabilir ve erimiş metali kovan/kumaş haznesi içindeki bir döküm deliğine dökebilir. Makinenin koçuna bağlı bir piston ucu (ısıl genleşme payı bırakılarak kumlama kovanının iç çapına göre hassas bir şekilde işlenmiş, aşınabilir ve değiştirilebilir bir parçadır), erimiş metali kumlama haznesinden kalıp boşluğuna iter. Kalıp döküm makinesi, komut verildiğinde, erimiş metali kovandaki döküm deliğinden itmek için ilk aşamayı gerçekleştirir. Sonraki aşamalar, erimiş metali kalıp boşluğuna enjekte etmek için koçtan gelen artan hidrolik basınçlar altında gerçekleşir. Tüm süreç saniyeler sürer; hızlı ve artan basınç ve metal sıcaklığındaki düşüş, metalin kalıp boşluğunda katılaşmasını sağlar. Kalıp döküm makinesinin hareketli yarım plakası açılır (kalıp takımının hareketli yarısı buna sabitlenir) ve katılaşmış dökümü kalıbın kalıp yüzeyinden dışarı atar. Döküm çıkarılır, kalıp yüzeyleri bir püskürtme sistemiyle yağlanır ve ardından döngü tekrarlanır.
Soğuk oda makineleri alüminyum döküm için uygundur. Makinedeki parçalar (kum kovanı, piston ucu) zamanla değiştirilebilir ve kovanlar dayanıklılıklarını artırmak için metal işleme tabi tutulabilir. Alüminyum alaşımı, nispeten yüksek erime noktası ve demirli potalarda bir risk olan demir kapma riskini azaltma ihtiyacı nedeniyle seramik bir potada eritilir. Alüminyum nispeten hafif bir metal alaşımı olduğundan, büyük ve ağır döküm parçalarının dökümüne veya dökümlerde daha fazla mukavemet ve hafiflik gerektiren durumlara uygundur.
