সংক্ষেপে

ডাই কাস্টিংয়ে গেটের অবস্থান অপ্টিমাইজ করা একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রকৌশল সিদ্ধান্ত, যাতে গলিত ধাতুর প্রবেশ বিন্দুটি কৌশলগতভাবে স্থাপন করা হয় যাতে অংশটি ত্রুটিহীনভাবে গঠিত হয়। মৌলিক নীতি হল কাস্টিংয়ের সবচেয়ে ঘন অংশে গেটটি স্থাপন করা। এই পদ্ধতিটি সম্পূর্ণ ও সমানভাবে ভরাট হওয়াকে উৎসাহিত করে, পাতলা থেকে ঘন অংশের দিকে দিকনির্দেশক শক্ত হওয়া অর্জন করে এবং সঙ্কোচন, ছিদ্রতা এবং কোল্ড শাটগুলির মতো গুরুতর গুণগত ত্রুটি কমাতে অপরিহার্য।

ডাই কাস্টিংয়ে গেটের অবস্থান নির্ধারণের মৌলিক নীতিসমূহ

যে কোন ডাই কাস্টিং প্রক্রিয়ার মধ্যে, গেটিং সিস্টেম হল চ্যানেলের নেটওয়ার্ক যা ইনজেকশন সিস্টেম থেকে ছাঁচ গহ্বরে ঢালা ধাতুকে গাইড করে। গেট নিজেই চূড়ান্ত, গুরুত্বপূর্ণ গর্ত যার মাধ্যমে ধাতু অংশের ছাপ প্রবেশ করে। এর নকশা এবং অবস্থান কাস্টিংয়ের সাফল্যের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। একটি খারাপভাবে স্থাপন করা গেট ত্রুটিগুলির ক্যাসেডের দিকে পরিচালিত করতে পারে, যার ফলে অংশগুলি নষ্ট হয় এবং উত্পাদন ব্যয় বৃদ্ধি পায়। প্রধান উদ্দেশ্য হল একটি শব্দ, ঘন, এবং মাত্রিকভাবে সঠিক ঢালাই উত্পাদন করার জন্য ধাতু প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করা।

সবচেয়ে ব্যাপকভাবে গৃহীত মৌলিক নীতি হল গেটটি উপাদানটির সবচেয়ে পুরু অংশে স্থাপন করা। যেমনটা বিস্তারিতভাবে কাস্টিং বিশেষজ্ঞদের দ্বারা CEX Casting , এই কৌশলটি দিকনির্দেশিত ঘনীভবনকে সহজতর করার জন্য তৈরি করা হয়েছে। গেট থেকে সবচেয়ে দূরের অংশগুলি থেকে ঘনীভবন শুরু হওয়া উচিত এবং গেটের দিকে এগিয়ে যাওয়া উচিত, যেখানে সবচেয়ে মোটা অংশ (গেটে) শেষ পর্যন্ত ঘনীভূত হবে। এটি ঢালাইয়ের শীতল হওয়ার সময় সঙ্কোচনের সময় গলিত ধাতুর অব্যাহত সরবরাহ নিশ্চিত করে, যা সঙ্কোচনজনিত ছিদ্রতা রোধ করে—একটি সাধারণ এবং গুরুতর ত্রুটি যেখানে যথেষ্ট ধাতু না থাকার কারণে অভ্যন্তরীণ ফাঁক তৈরি হয়।

এছাড়াও, উপযুক্ত গেটের অবস্থান নিশ্চিত করে যে ছাঁচের খালি জায়গাটি মসৃণ এবং সুষমভাবে পূর্ণ হবে। ধাতুর একটি স্তরীভূত প্রবাহ অর্জন করাই লক্ষ্য, যাতে ঢালাইয়ের মধ্যে আটকে থাকা বাতাস এবং অক্সাইডের কারণে গ্যাস ছিদ্র এবং অন্তর্ভুক্তি এড়ানো যায়, যা টার্বুলেন্সের ফলে হয়। একটি মোটা অংশ থেকে প্রবাহ পরিচালিত করে, ধাতু ক্রমান্বয়ে পাতলা অঞ্চলগুলিতে চলে যায়, তার সামনে বাতাসকে ভেন্ট এবং ওভারফ্লোর দিকে ঠেলে নিয়ে যায়। ভুল অবস্থান পাতলা অংশগুলিতে আগে থেকেই কঠিনীভবন ঘটাতে পারে, প্রবাহের পথ বন্ধ করে দিতে পারে এবং অসম্পূর্ণ পূরণের দিকে নিয়ে যায়, যা কোল্ড শাট নামে পরিচিত।

গেট স্থাপনের কৌশলকে প্রভাবিত করে এমন গুরুত্বপূর্ণ বিষয়গুলি

যদিও 'সবচেয়ে ঘন অংশ' এর নিয়মটি একটি দৃঢ় শুরুর বিন্দু প্রদান করে, আধুনিক, জটিল উপাদানগুলির জন্য গেটের অবস্থান অনুকূল করতে হলে একাধিক দিক বিবেচনা করে বিশ্লেষণ করা প্রয়োজন। প্রকৌশলীদের ইচ্ছিত ফলাফল অর্জনের জন্য একাধিক প্রতিদ্বন্দ্বী কারকগুলির মধ্যে ভারসাম্য রাখতে হয়, কারণ আদর্শ অবস্থানটি প্রায়শই তাত্ত্বিক নীতি এবং ব্যবহারিক সীমাবদ্ধতার মধ্যে একটি আপোষ। এই চলরাশিগুলি উপেক্ষা করলে মৌলিক নিয়মটি অনুসরণ করলেও অ-আদর্শ ফলাফল হতে পারে।

অংশটির জ্যামিতি হল সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ কারক। সুসম অংশগুলি প্রায়শই ধাতুটি সমানভাবে বাহিরের দিকে ছড়িয়ে পড়ার জন্য কেন্দ্রীয় গেট থেকে উপকৃত হয়। তবে, জটিল বৈশিষ্ট্য, পাতলা দেয়াল এবং তীক্ষ্ণ কোণযুক্ত অংশগুলির জন্য, একক গেট অপর্যাপ্ত হতে পারে। একটি বিস্তারিত গাইডে Anebon , জটিল জ্যামিতির ক্ষেত্রে ধাতুর প্রবাহের দূরত্ব কমানোর জন্য একাধিক গেটের প্রয়োজন হতে পারে, যাতে তাপমাত্রা ঠিক রাখা যায় এবং আগেভাগে কঠিন হওয়ার আগেই ঢালাই সম্পূর্ণ হয়। চূড়ান্ত প্রক্রিয়াকরণের কথা মাথায় রেখেও গেটের অবস্থান ও ডিজাইন করা উচিত; গেটগুলি এমনভাবে স্থাপন করা উচিত যাতে অংশের কার্যকরী বা সৌন্দর্যমূলক পৃষ্ঠগুলি ক্ষতিগ্রস্ত না হয়ে সহজেই সরানো যায়।

চূড়ান্ত সিদ্ধান্তকে প্রভাবিত করে এমন অন্যান্য গুরুত্বপূর্ণ বিবেচ্য বিষয়গুলি হল:

• উপাদান বৈশিষ্ট্যঃ বিভিন্ন খাদগুলির পৃথক পৃথক প্রবাহের বৈশিষ্ট্য এবং কঠিনীভবনের হার রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, দস্তা খাদগুলি অ্যালুমিনিয়াম খাদের চেয়ে দ্রুত ঠান্ডা হয় এবং ঠান্ডা শাট এড়ানোর জন্য বড় গেট বা ছোট প্রবাহ পথের প্রয়োজন হতে পারে।
• ওয়াল থিকনেস: গেটটি মোটা থেকে পাতলা অংশের দিকে খাওয়ানো উচিত। প্রাচীরের ঘনত্বে হঠাৎ পরিবর্তন করা চ্যালেঞ্জিং এবং দুটি অংশই সঠিকভাবে পূরণ করার জন্য টার্বুলেন্স এড়ানোর জন্য সতর্কতার সাথে গেট স্থাপন করার প্রয়োজন।
• প্রবাহ বিতরণ: গেটটি এমনভাবে স্থাপন করতে হবে যাতে সমতুল্য পূরণ প্যাটার্ন তৈরি হয়, যাতে 'জেটিং'-এর মতো সমস্যা এড়ানো যায় যেখানে ধাতু খালি জায়গার মধ্যে সরাসরি ছিটিয়ে পড়ে এবং ছাঁচের দেয়ালকে ক্ষয় করে। উদ্দেশ্য হল একটি মসৃণ, অবিরত প্রবাহের সামনের অংশ তৈরি করা।
• ভেন্টিং এবং ওভারফ্লো: গেটের অবস্থান অবশ্যই বায়ু ভেন্ট এবং ওভারফ্লো কূপগুলির সাথে সমন্বয় করে কাজ করবে। গেট দ্বারা স্থাপিত পূরণ প্যাটার্নটি বায়ু এবং অপদ্রব্যগুলিকে এই নির্গমনগুলির দিকে কার্যকরভাবে ঠেলে দিতে হবে, যাতে চূড়ান্ত ঢালাইয়ের মধ্যে সেগুলি আটকে না যায়।

যেমন অটোমোটিভ শিল্পে উচ্চ-কর্মক্ষমতার ক্ষেত্রে, যেখানে উপাদানগুলি চরম চাপ সহ্য করতে হয়, সেখানে উপাদান এবং প্রক্রিয়া নির্বাচন অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। যদিও জটিল আকৃতির জন্য ডাই কাস্টিং চমৎকার, কিন্তু সর্বোচ্চ শক্তির প্রয়োজন হয় এমন কিছু কাঠামোগত অংশের জন্য প্রিসিজন ফোরজিং-এর মতো প্রক্রিয়াগুলি ব্যবহৃত হয়। যেমন কোম্পানিগুলি শাওই (নিংবো) ধাতু প্রযুক্তি এই শক্তিশালী অটোমোটিভ ফোরজিং অংশগুলির ক্ষেত্রে আমরা বিশেষজ্ঞ, যেখানে ধাতু প্রবাহ এবং ডাই ডিজাইনের নীতিগুলি ঠিক তেমনই গুরুত্বপূর্ণ। এটি এই বিষয়টি তুলে ধরে যে উন্নত ধাতব ফর্মিং প্রক্রিয়াগুলির মধ্যে টুলিং এবং উপাদান বিজ্ঞানের গভীর বোঝার প্রয়োজন।

উন্নত পদ্ধতি: গেটের অবস্থান অপ্টিমাইজ করতে সিমুলেশন ব্যবহার করা

আধুনিক উৎপাদনে, বিশেষ করে উচ্চ-ঝুঁকিপূর্ণ অ্যাপ্লিকেশনের ক্ষেত্রে, গেটের অবস্থান অপ্টিমাইজ করার জন্য শুধুমাত্র অভিজ্ঞতা-ভিত্তিক নিয়ম এবং অতীত অভিজ্ঞতার উপর নির্ভর করা আর যথেষ্ট নয়। শিল্প ক্রমাগত উন্নত গাণিতিক সরঞ্জাম, যেমন কাস্টিং সিমুলেশন সফটওয়্যার গ্রহণ করছে, যাতে ছাঁচের জন্য কোনো ইস্পাত কাটা শুরু করার আগেই ডাই কাস্টিং প্রক্রিয়াটি পূর্বাভাস দেওয়া এবং নিখুঁত করা যায়। ঢালাই কারখানায় চেষ্টা-ভুলের পরিমাণ কমিয়ে আনা হয় এই তথ্য-ভিত্তিক পদ্ধতির মাধ্যমে উল্লেখযোগ্য সময় এবং খরচ সাশ্রয় করা হয়।

এই সফটওয়্যার প্যাকেজগুলি ফিনিট এলিমেন্ট অ্যানালাইসিস (FEA) এবং কম্পিউটেশনাল ফ্লুয়িড ডাইনামিক্স (CFD)-এর মতো পদ্ধতি ব্যবহার করে ডাই কাস্টিং প্রক্রিয়ার একটি ভার্চুয়াল মডেল তৈরি করে। ScienceDirect এবং Springer-এর মতো প্ল্যাটফর্মে প্রকাশিত গবেষণা সারসংক্ষেপে উল্লেখ করা হয়েছে যে, এই কম্পিউটার-সংহত সিস্টেমগুলি গেটের অবস্থান নির্ধারণে সঠিক ও দ্রুত সমাধান প্রদান করে। প্রকৌশলীরা অংশটির 3D মডেল ইনপুট করতে পারেন, খাদ নির্বাচন করতে পারেন এবং ইনজেকশন গতি ও তাপমাত্রার মতো প্রক্রিয়া প্যারামিটার সংজ্ঞায়িত করতে পারেন। সফটওয়্যারটি তখন গলিত ধাতু কীভাবে প্রবাহিত হবে, খাঁচাটি কীভাবে পূর্ণ হবে এবং কীভাবে ঘনীভূত হবে তা অনুকলন করে।

অনুকলন-চালিত অপ্টিমাইজেশন প্রক্রিয়াটি সাধারণত নিম্নলিখিত পদক্ষেপগুলি অন্তর্ভুক্ত করে:

1. মডেল প্রস্তুতি: অংশ এবং প্রাথমিক গেটিং সিস্টেম ডিজাইনের একটি 3D CAD মডেল অনুকলন সফটওয়্যারে আমদানি করা হয়।
2. প্যারামিটার ইনপুট: নির্দিষ্ট খাদের বৈশিষ্ট্য, ডাই ও ধাতুর তাপমাত্রা এবং ইনজেকশন প্যারামিটার (প্লাঞ্জার গতি, চাপ) সংজ্ঞায়িত করা হয়।
3. অনুকলন চালানো: সফটওয়্যারটি পূরণ এবং দৃঢ়ীকরণ পর্যায়গুলি অনুকরণ করে, প্রবাহের গতি, তাপমাত্রার বন্টন, চাপ এবং বায়ু আটকে যাওয়ার সম্ভাব্য এলাকাগুলির মতো চলকগুলি গণনা করে।
4. ফলাফল বিশ্লেষণ: সম্ভাব্য ত্রুটি চিহ্নিত করতে প্রকৌশলীরা অনুকরণের ফলাফল বিশ্লেষণ করেন। এতে হট স্পটগুলি খুঁজে বার করা (সঙ্কোচনের ঝুঁকি), সম্ভাব্য ওয়েল্ড লাইনগুলি খুঁজে পেতে প্রবাহের সামনের অংশ ট্র্যাক করা এবং যেসব এলাকায় বায়ু আটকে যেতে পারে (ছিদ্রযুক্ত হওয়ার ঝুঁকি) তা চিহ্নিত করা অন্তর্ভুক্ত রয়েছে।
5. পুনরাবৃত্তি এবং পরিশোধন: বিশ্লেষণের ভিত্তিতে, CAD মডেলে গেটের অবস্থান, আকার বা আকৃতি সামঞ্জস্য করা হয় এবং অনুকরণটি আবার চালানো হয়। এই পুনরাবৃত্তিমূলক প্রক্রিয়াটি ততক্ষণ পুনরাবৃত্তি করা হয় যতক্ষণ না এমন একটি ডিজাইন পাওয়া যায় যা ভবিষ্যদ্বাণীকৃত ত্রুটিগুলি কমিয়ে দেয় এবং একটি সম্পূর্ণ কাস্টিং নিশ্চিত করে।

এই বিশ্লেষণমূলক পদ্ধতিটি গেট ডিজাইনকে একটি শিল্প থেকে একটি বিজ্ঞানে রূপান্তরিত করে। এটি প্রকৌশলীদের সমস্যাগুলি দৃশ্যমান করতে এবং সমাধান করতে সক্ষম করে যা উৎপাদনের পরে পর্যন্ত অদৃশ্য থাকত, উচ্চমানের, নির্ভরযোগ্য ডাই-কাস্ট উপাদান উৎপাদনের জন্য এটিকে একটি অপরিহার্য সরঞ্জাম করে তোলে।

জটিল এবং পাতলা-প্রাচীরযুক্ত ঢালাইয়ের জন্য গেট ডিজাইন

যদিও সাধারণ নীতিগুলি ব্যাপকভাবে প্রযোজ্য, অত্যন্ত জটিল জ্যামিতি বা অত্যন্ত পাতলা প্রাচীরযুক্ত ঢালাইগুলি বিশেষ গেটিং কৌশলের প্রয়োজন হয়। ইলেকট্রনিক আবরণ বা হালকা ওজনের অটোমোটিভ উপাদানের মতো এই ধরনের অংশগুলির ক্ষেত্রে, সবচেয়ে ঘন অংশে একটি প্রমিত একক গেট গ্রহণ করলে গ্রহণযোগ্য অংশ তৈরি করা সম্ভব হয় না। দীর্ঘ এবং জটিল প্রবাহ পথের কারণে গলিত ধাতু দ্রুত তাপ হারায়, যা অপর্যাপ্ত পূরণ এবং আগে থেকেই কঠিন হওয়ার দিকে নিয়ে যায়।

দীর্ঘ, পাতলা-প্রাচীরযুক্ত অংশের ক্ষেত্রে প্রধান কৌশল হল একাধিক গেট ব্যবহার করা। অংশটির দৈর্ঘ্য জুড়ে একাধিক স্থানে গলিত ধাতু প্রবেশ করানোর মাধ্যমে প্রতিটি প্রবাহের জন্য প্রবাহের দূরত্ব উল্লেখযোগ্যভাবে কমে যায়। এটি ধাতুর তাপমাত্রা এবং তরলতা বজায় রাখতে সাহায্য করে, যাতে কঠিন হওয়া শুরু হওয়ার আগেই সম্পূর্ণ খাঁচাটি পূর্ণ হয়। তবে, উৎপাদন সেবা প্রদানকারী প্রতিষ্ঠান Dongguan Xiangyu Hardware , ওয়েল্ড লাইনগুলির গঠন নিয়ন্ত্রণ করতে একাধিক গেটের স্থাপনাকে সতর্কতার সাথে পরিচালনা করা আবশ্যিক— যেখানে ভিন্ন প্রবাহ সামনে দাঁড়ায়। যদি সঠিকভাবে ফিউজ না করা হয়, তবে চূড়ান্ত অংশে এই লাইনগুলি দুর্বল বিন্দুতে পরিণত হতে পারে।

আরেকটি সাধারণ পদ্ধতি হল চ্যালেঞ্জিং এলাকাগুলিতে প্রবাহ পরিচালনা করার জন্য বিশেষ ধরনের গেট ব্যবহার করা। উদাহরণস্বরূপ, একটি ফ্যান গেটের একটি চওড়া, পাতলা খোলা থাকে যা একটি বৃহৎ এলাকা জুড়ে ধাতু ছড়িয়ে দেয়, প্রবাহের সম্মুখভাগকে সমান করে তোলে এবং ক্ষয় রোধ করে প্রবাহের গতি কমিয়ে আনে। ট্যাব গেট হল ঢালাইয়ের সাথে যুক্ত একটি ছোট সহায়ক ট্যাব; গেটটি ট্যাবে প্রবেশ করে, যা তারপর অংশটি পূরণ করে। এই ডিজাইনটি গলিত ধাতুর প্রাথমিক উচ্চ-চাপ আঘাত শোষণ করতে সাহায্য করে, যাতে গহ্বরটি আরও নরমভাবে পূর্ণ হয় এবং টার্বুলেন্স কমে যায়।

নিম্নলিখিত টেবিলটি জটিল অংশগুলির সাধারণ চ্যালেঞ্জ এবং তাদের অনুরূপ গেটিং সমাধানগুলি সংক্ষেপে দেখায়:

প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী

1. ডাই কাস্টিং-এ গেট কী?

গেট হল রানার সিস্টেমের চূড়ান্ত খোলা অংশ যার মাধ্যমে গলিত ধাতু মোল্ড খাঁচায় প্রবেশ করে। এর প্রাথমিক কাজ হল ধাতু যখন অংশটি পূরণ করে তখন তার গতি, দিক এবং প্রবাহ প্যাটার্ন নিয়ন্ত্রণ করা। অপেক্ষাকৃত ধীরে চলমান ধাতুকে একটি নিয়ন্ত্রিত স্রোতে পরিবর্তন করার জন্য এবং ত্রুটি কমানোর জন্য গেটের আকার এবং আকৃতি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

2. হাই-প্রেশার ডাই কাস্টিং (HPDC)-এ গেট এলাকা কীভাবে গণনা করা হয়?

গেট এরিয়া গণনা করা হল একটি বহু-ধাপী ইঞ্জিনিয়ারিং কাজ। এতে সাধারণত পার্টের গড় প্রাচীর পুরুত্বের উপর ভিত্তি করে প্রয়োজনীয় ক্যাভিটি ফিল সময় নির্ধারণ করা, ওই ফিল সময় মেটাতে প্রয়োজনীয় প্রবাহ হার গণনা করা এবং ছাঁচের ক্ষয় এবং টার্বুলেন্স রোধ করার জন্য সর্বোচ্চ অনুমোদিত গেট বেগ নির্বাচন করা অন্তর্ভুক্ত থাকে। তারপর প্রবাহ হারকে গেট বেগ দ্বারা ভাগ করে গেট এরিয়া গণনা করা হয়। আরও নির্ভুলতার জন্য সাধারণত সিমুলেশন সফটওয়্যার ব্যবহার করে এই গণনাকে আরও নিখুঁত করা হয়।

3. ইনজেকশন মোল্ডিংয়ে আপনি গেটটি কোথায় রাখবেন?

যদিও ডাই কাস্টিং এবং প্লাস্টিক ইনজেকশন মোল্ডিং ভিন্ন প্রক্রিয়া, গেটের অবস্থানের ক্ষেত্রে মৌলিক নীতি একই রকম। ইনজেকশন মোল্ডিং-এ, গেটটি সাধারণত অংশটির সবচেয়ে ঘন অংশে স্থাপন করা হয়। এটি শীতল এবং সঙ্কুচিত হওয়ার সময় ঘন অংশটিকে উপাদান দিয়ে পূর্ণ করতে সাহায্য করে, যার ফলে ফাঁক এবং সিঙ্ক চিহ্ন এড়ানো যায়। ছাঁচের বিভাজন রেখায় গেটটি সাধারণত স্থাপন করা হয় যাতে কাটাছাটা সহজ হয়, তবে অংশটির জ্যামিতি এবং সৌন্দর্যগত প্রয়োজনীয়তার উপর নির্ভর করে এটি অন্য কোথাও স্থাপন করা যেতে পারে।

4. ঢালাইয়ের ক্ষেত্রে গেটিং সিস্টেমের সূত্রটি কী?

গেটিং সিস্টেম ডিজাইনের একটি গুরুত্বপূর্ণ ধারণা হল 'গেটিং অনুপাত', যা সিস্টেমের বিভিন্ন অংশের প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফলের অনুপাতকে বোঝায়। এটি সাধারণত স্প্রু এরিয়া : রানার এরিয়া : ইনগেট এরিয়া হিসাবে প্রকাশ করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, 1:2:2 অনুপাত হল একটি সাধারণ অচাপযুক্ত সিস্টেম, যেখানে মোট রানার এবং ইনগেটের ক্ষেত্রফল স্প্রু বেসের চেয়ে বড়, যা প্রবাহকে ধীর করে দেয়। একটি চাপযুক্ত সিস্টেম (যেমন, 1:0.75:0.5) এর ক্রমাগত হ্রাসপ্রাপ্ত প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল থাকে, যা চাপ বজায় রাখে এবং বেগ বৃদ্ধি করে। অনুপাতের পছন্দটি ঢালাইয়ের জন্য ব্যবহৃত ধাতু এবং প্রয়োজনীয় পূরণ বৈশিষ্ট্যের উপর নির্ভর করে।