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डाई कास्टिंग मोल्ड की मूल बातें: यह कैसे काम करता है और इसे किससे बनाया जाता है
संक्षिप्त में
एक डाई कास्टिंग मोल्ड एक उच्च-परिशुद्धता वाला, पुन: प्रयोज्य उपकरण है, जो आमतौर पर कठोर इस्पात के दो आधे हिस्सों से बना होता है, और डाई कास्टिंग प्रक्रिया के मूल में कार्य करता है। विशाल दबाव के तहत गलित धातु को मोल्ड की गुहा में धकेला जाता है, जिससे जटिल धातु भागों का बड़े पैमाने पर उत्पादन संभव होता है। इस विधि को अत्यधिक आयामी सटीकता और चिकनी सतह परिष्करण वाले घटक बनाने के लिए जाना जाता है।
डाई कास्टिंग मोल्ड क्या है? मूल तंत्र की व्याख्या
डाई कास्टिंग मोल्ड, जिसे डाई या टूलिंग के रूप में भी जाना जाता है, एक परिष्कृत विनिर्माण उपकरण है जिसका उपयोग गलित धातु को एक विशिष्ट, वांछित आकृति देने के लिए किया जाता है। मूल रूप से, मोल्ड दो प्रमुख आधे हिस्सों से मिलकर बना होता है: "कवर डाई", जो स्थिर होती है, और "इजेक्टर डाई", जो गतिशील होती है। जब इन दोनों आधे हिस्सों को उच्च दबाव के तहत एक साथ कसकर बंद किया जाता है, तो वे एक आंतरिक गुहा का निर्माण करते हैं जो उत्पादित किए जाने वाले भाग का ठीक उल्टा आकार रखती है। यह प्रक्रिया संकल्पनात्मक रूप से प्लास्टिक के लिए उपयोग किए जाने वाले इंजेक्शन मोल्ड के समान होती है, लेकिन इसे गलित धातुओं के चरम तापमान और दबाव का सामना करने के लिए अभियांत्रिकृत किया गया होता है।
मूलभूत संचालन में उच्च गति और दबाव पर इस सीलबंद गुहा में एक अ-लौह मिश्रधातु को डालना शामिल है। जब तक धातु ठोस नहीं हो जाती, तब तक यह दबाव बनाए रखा जाता है, जिससे साँचे की गुहा का हर विवरण भर जाता है। अन्य ढलाई विधियों के साथ प्राप्त करना कठिन होने वाली जटिल ज्यामिति और पतली दीवारों वाले भागों के उत्पादन के लिए यह तकनीक महत्वपूर्ण है। एक बार जब धातु ठंडी और कठोर हो जाती है, तो साँचे का निकासी आधा भाग पीछे हट जाता है, और एक निकासी तंत्र पूर्ण ढलाई को बाहर धकेल देता है।
धातु के चयन महत्वपूर्ण है और यद्यपि यह प्रक्रिया अ-लौह मिश्रधातुओं के लिए सबसे अधिक सामान्य है, फिर भी यह केवल उन्हीं तक सीमित नहीं है। डाई कास्टिंग में उपयोग की जाने वाली सबसे आम सामग्री में शामिल हैं:
- एल्यूमीनियम मिश्र धातु
- जिंक धातुएँ
- मैग्नीशियम धातुएँ
- तांबे के मिश्रधातु (जैसे पीतल)
ये सामग्री विभिन्न गुण प्रदान करती हैं, जिनमें हल्के वजन वाली ताकत (एल्यूमीनियम और मैग्नीशियम) से लेकर उच्च जंगरोधी और ढलाई योग्यता (जस्ता) तक शामिल है। अनुसार Fictiv इस प्रक्रिया को उच्च मात्रा वाले उत्पादन के लिए आदर्श माना जाता है, जहां सटीकता और निरंतरता सर्वोच्च प्राथमिकता होती है।
डाई कास्टिंग मोल्ड की संरचना: प्रमुख घटक और कार्य
एक डाई कास्टिंग मोल्ड केवल स्टील का खोखला ब्लॉक से कहीं अधिक है; यह सटीक रूप से इंजीनियर किए गए घटकों का एक जटिल असेंबली है जो सामंजस्यपूर्ण तरीके से काम करते हैं। पिघली धातु को मार्गदर्शन करने से लेकर भाग को ठंडा करने और उसे साफ तरीके से निकालने तक, प्रत्येक भाग ढलाई चक्र में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। इन घटकों को समझना इस प्रक्रिया के पीछे की इंजीनियरिंग की सराहना करने के लिए आवश्यक है। प्रमुख घटक मोल्ड बेस हैं, जो अन्य सभी भागों को आयोजित करता है, और गुहा स्वयं, जो भाग के बाह्य आकार का निर्माण करती है।
पिघली धातु की यात्रा चैनलों के एक नेटवर्क द्वारा नियंत्रित होती है। यह sprue से शुरू होती है, जहां धातु ढलाई मशीन से मोल्ड में प्रवेश करती है। वहां से, यह डाई के आधे हिस्सों में मशीन किए गए चैनलों के माध्यम से यात्रा करती है, जिन्हें चालक कहा जाता है, जो धातु के वितरण के लिए होते हैं। अंत में, यह गेट , एक संकीर्ण खुला हिस्सा जो धातु को मोल्ड कैविटी में ले जाता है। प्रवाह दर और दबाव को नियंत्रित करने तथा दोषों को रोकने के लिए रनर और गेट प्रणाली का डिज़ाइन महत्वपूर्ण है।
मोल्ड के अंदर, कोर भाग की आंतरिक विशेषताओं को बनाता है, जबकि खोखलाई इसकी बाह्य सतहों को बनाता है। अंतिम भाग को निकालने के लिए, ईजेक्टर प्रणाली , जो पिंस और प्लेट्स से मिलकर बना होता है, ठोस कास्टिंग को मोल्ड से बाहर धकेलता है। एक साथ, एक शीतलन प्रणाली , जिसमें पानी या तेल के चक्रण के लिए चैनल्स शामिल होते हैं, डाई के तापमान को नियंत्रित करता है। चक्र समय को प्रबंधित करने और उपकरणों को ऊष्मीय क्षति से बचाने के लिए यह नियंत्रण महत्वपूर्ण है। धातु को इंजेक्ट करते समय फंसी हवा को बाहर निकलने की अनुमति देने के लिए वेंट्स भी शामिल किए जाते हैं।
| घटक | प्राथमिक कार्य |
|---|---|
| साँचा गुहा और कोर | अंतिम भाग के बाह्य और आंतरिक आकार को बनाता है। |
| Sprue | वह प्रारंभिक चैनल जहाँ से मशीन की नोजल द्वारा गलित धातु मोल्ड में प्रवेश करती है। |
| चालक | चैनलों की एक प्रणाली जो गलित धातु को स्प्रू से गेट तक वितरित करती है। |
| गेट | विशिष्ट प्रवेश बिंदु जहां पिघली हुई धातु मोल्ड गुहा में बहती है। |
| ईजेक्टर प्रणाली | पिन और प्लेटों का एक तंत्र जो मोल्ड से बाहर ठोस कास्टिंग को धकेलता है। |
| शीतलन प्रणाली | मोल्ड के तापमान को नियंत्रित करने के लिए द्रव को प्रसारित करने वाले नहरों का एक नेटवर्क। |
| वेंट्स | छोटे-छोटे चैनल जो इंजेक्शन के दौरान कैद हवा और गैसों को गुहा से बाहर निकलने की अनुमति देते हैं। |
डाई कास्टिंग मोल्ड और मशीनों के सामान्य प्रकार
डाई कास्टिंग मोल्ड को अक्सर उनकी संरचना या मशीन के प्रकार के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है। संरचनात्मक रूप से, वे एकल-गुहा मोल्ड हो सकते हैं, जो प्रति चक्र एक भाग का उत्पादन करते हैं, या बहु-गुहा मोल्ड, जो एक ही समय में कई समान भागों का उत्पादन करते हैं। हालांकि, अधिक महत्वपूर्ण अंतर प्रयुक्त मशीनरी से संबंधित हैः गर्म कक्ष और ठंडे कक्ष डाई कास्टिंग।
हॉट-चैम्बर डाई कास्टिंग कम पिघलने वाले बिंदुओं वाले मिश्र धातुओं के लिए प्रयोग किया जाता है, जैसे जिंक, टिन और सीसा। इस प्रक्रिया में, इंजेक्शन तंत्र को भट्ठी के भीतर पिघले हुए धातु के स्नान में डुबोया जाता है। इससे बहुत तेज़ चक्र समय की अनुमति मिलती है क्योंकि धातु को बाहरी भट्ठी से ले जाने की आवश्यकता नहीं होती है। यह प्रक्रिया छोटे भागों के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए अत्यधिक स्वचालित और कुशल है।
कोल्ड-चैम्बर डाई कास्टिंग उच्च पिघलने बिंदु वाले मिश्र धातुओं के लिए आवश्यक है, विशेष रूप से एल्यूमीनियम और मैग्नीशियम के लिए। इस विधि में, एक अलग भट्ठी से एक ठंडी कक्ष या शॉट आस्तीन में पिघलती धातु की एक सटीक मात्रा को एक पिंजरे द्वारा डाई में इंजेक्ट करने से पहले लाया जाता है। जैसा कि विस्तार से बताया गया है विकिपीडिया , यह पृथक्करण उच्च तापमान वाली धातुओं के साथ लंबे समय तक संपर्क से इंजेक्शन घटकों को नुकसान से बचाने के लिए आवश्यक है। जबकि चक्र समय गर्म कक्ष प्रक्रिया की तुलना में धीमा है, यह ऑटोमोटिव और एयरोस्पेस उद्योगों में उपयोग किए जाने वाले मजबूत, हल्के संरचनात्मक भागों को कास्ट करने में सक्षम बनाता है।
| पहलू | हॉट-चैम्बर डाई कास्टिंग | कोल्ड-चैम्बर डाई कास्टिंग |
|---|---|---|
| उपयुक्त मिश्र धातुएँ | कम पिघलने का बिंदु (जैसे, जिंक, टिन, सीसा) | उच्च पिघलने का बिंदु (जैसे, एल्यूमीनियम, पीतल, मैग्नीशियम) |
| चक्र गति | तेज़ (15+ चक्र प्रति मिनट) | धीमी गति (प्रति मिनट कम चक्र) |
| प्रक्रिया | इंजेक्शन तंत्र पिघले हुए धातु में डूब जाता है। | हर चक्र के लिए पिघली हुई धातु को एक शॉट आस्तीन में रखा जाता है। |
| विशिष्ट अनुप्रयोग | जटिल, विस्तृत भाग जैसे कि नलसाजी, गियर और सजावटी हार्डवेयर। | संरचनात्मक घटक जैसे इंजन ब्लॉक, ट्रांसमिशन हाउसिंग और इलेक्ट्रॉनिक कैबिनेट। |
डाई कास्टिंग प्रक्रिया और मोल्ड डिजाइन विचार
डाई कास्टिंग प्रक्रिया एक अत्यधिक कुशल, स्वचालित चक्र है जो पिघले हुए धातु को सेकंड में तैयार भाग में बदल देता है। मोल्ड इस प्रक्रिया का केंद्र है, जिसे कई प्रमुख चरणों में विभाजित किया जा सकता है। प्रत्येक चरण को सावधानीपूर्वक नियंत्रित किया जाना चाहिए ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि अंतिम भाग सख्त गुणवत्ता मानकों को पूरा करता है। मोल्ड के लिए इस्तेमाल की जाने वाली सामग्री आमतौर पर उच्च ग्रेड, कठोर उपकरण स्टील होती है, जैसे कि एच13, जिसे थर्मल सदमे का सामना करने और सैकड़ों हजारों चक्रों में पहनने की क्षमता के लिए चुना जाता है।
विनिर्माण चक्र एक सटीक अनुक्रम का पालन करता हैः
- डाई तैयार करना और क्लैंपिंग करना: मोल्ड की आंतरिक सतहों पर शीतलन और भाग निष्कासन में सहायता के लिए एक स्नेहक के साथ छिड़काव किया जाता है। इसके बाद दोनों डे हाफ को कास्टिंग मशीन द्वारा एक साथ कसकर क्लैंप किया जाता है।
- इन्जेक्शन: पिघली हुई धातु को उच्च दबाव (१५०० से २५०० पीएसआई से अधिक) के तहत मोल्ड गुहा में मजबूर किया जाता है। धातु छिद्र को तेजी से भर देती है, अक्सर मिलीसेकंड में।
- ठंडा करना: पिघली हुई धातु ठंडा हो जाती है और पानी या तेल से ठंडा मोल्ड में सड़ जाती है। इस चरण के दौरान, भाग अपना अंतिम रूप लेता है।
- विस्थापन: एक बार जब यह ठोस हो जाता है, तो चलती मोल्ड आधा खुल जाती है, और इजेक्टर पिन कास्टिंग को गुहा से बाहर धकेलते हैं।
- कटौती: अंतिम चरण में किसी भी अतिरिक्त सामग्री को, फ्लैश के रूप में जाना जाता है, साथ ही स्प्रू और रनर्स को तैयार भाग से काटने की आवश्यकता होती है। यह अक्सर एक ट्रिम मर का उपयोग करके एक माध्यमिक ऑपरेशन में किया जाता है।
भागों का सफल उत्पादन मोल्ड के प्रारंभिक डिजाइन पर बहुत निर्भर करता है। इंजीनियरों को भागों की गुणवत्ता सुनिश्चित करने और मोल्ड के जीवनकाल को अधिकतम करने के लिए कई कारकों को ध्यान में रखना चाहिए। छिद्रों और दरारों जैसे सामान्य दोषों को रोकने के लिए उचित डिजाइन आवश्यक है। मुख्य डिजाइन विचार में शामिल हैंः
- द्रव ढलाई कोण: मोल्ड की खोलने की दिशा के समानांतर सतहों को थोड़ा कोण (प्रोटेक्शन) दिया जाता है ताकि भाग को बिना खींचने या क्षति के बाहर निकाला जा सके।
- फिलेट और रेडियूः धातु प्रवाह में सुधार और अंतिम भाग में तनाव सांद्रता को कम करने के लिए तेज आंतरिक कोनों को गोल किया जाता है।
- दीवार की मोटाई: दीवारों को यथासंभव समान होना चाहिए ताकि लगातार ठंडा होने में मदद मिल सके और विकृति या डूबने के निशानों को रोका जा सके।
- पार्टिंग लाइन: मोल्ड के दो हिस्सों के बीच की रेखा को ध्यान से रखा जाना चाहिए ताकि अंतिम भाग पर इसकी दृश्यता कम हो सके और ट्रिमिंग आसान हो सके।
- वेंटिंग: धातु के इंजेक्शन के दौरान गुहा में फंसी हवा को बाहर निकलने के लिए छोटे-छोटे नहरें शामिल करनी चाहिए, जिससे गैस की छिद्रता को रोका जा सके।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
1. डाई कास्टिंग और अन्य कास्टिंग विधियों में क्या अंतर है?
मुख्य अंतर एक पुनः प्रयोज्य स्टील मोल्ड (ड्रू) और उच्च दबाव के आवेदन में निहित है। रेत कास्टिंग के विपरीत, जो प्रत्येक भाग के लिए एक बार में इस्तेमाल होने वाले रेत के मोल्ड का उपयोग करता है, मरने कास्टिंग उच्च मात्रा के उत्पादन के लिए एक स्थायी स्टील मोल्ड का उपयोग करता है। निवेश कास्टिंग या स्थायी मोल्ड कास्टिंग की तुलना में, मरने कास्टिंग धातु को मोल्ड में काफी अधिक दबाव के तहत मजबूर करता है, जिससे पतली दीवारों, बेहतर विवरण और बेहतर सतह खत्म के साथ भागों का निर्माण संभव होता है।
2. डाई कास्टिंग मोल्ड बनाने के लिए किन सामग्रियों का प्रयोग किया जाता है?
डाई कास्टिंग मोल्ड उच्च गुणवत्ता वाले, गर्मी प्रतिरोधी उपकरण स्टील्स से बने होते हैं। सबसे आम सामग्री H13 उपकरण स्टील है, जिसे कठोरता, कठोरता और थर्मल थकान के प्रतिरोध के उत्कृष्ट संयोजन के लिए चुना जाता है। अधिक स्थायित्व की आवश्यकता वाले मोल्ड के लिए, मारैजिंग स्टील जैसे प्रीमियम ग्रेड स्टील्स का उपयोग किया जा सकता है। सामग्री को पिघले हुए धातु से भरने और फिर ठंडा होने के बार-बार थर्मल चक्र का सामना करना पड़ता है।
3. डाई कास्टिंग मोल्ड कब तक चलता है?
डाई कास्टिंग मोल्ड का जीवनकाल, जिसे अक्सर "डाई लाइफ" कहा जाता है, कई कारकों के आधार पर काफी भिन्न होता है। इनमें धातु का प्रकार शामिल है (एल्यूमीनियम जिंक से अधिक घर्षण और गर्म है), भाग की जटिलता, चक्र समय और रखरखाव की गुणवत्ता। जस्ता डालने के लिए एक अच्छी तरह से बनाए रखा मोल्ड एक मिलियन से अधिक चक्रों के लिए रह सकता है, जबकि एल्यूमीनियम के लिए एक मोल्ड को बड़ी मरम्मत या प्रतिस्थापन की आवश्यकता होने से पहले 100,000 से 150,000 चक्रों के बीच रह सकता है।