روش جدید اندازگیری قابلیت نفوذ هوا در ماهیچه با ماسه، پوشش و مواد افزودنی متفاوت

عیوبی چون مک گازی همواره به عنوان یکی از اصلی ترین عیوب قطعات ریخته گری محسوب می شود و تحقیقات بیشماری را به خود اختصاص داده است. اگر چه مباحث تئوری آن به خوبی مشخص و روشن است. اما فقدان اطلاعات دقیق و مناسب از سرعت حرکت گاز و نفوذ آن در ماسه، پیش بینی موقعیت دقیق مناطق تحت فشار در ماهیچه و قالب را دشوار ساخته است. تلاش های بیشماری که در زمینه بررسی سرعت حرکت گاز انجام شده است در منابع مختلف موجود است اما همچنان در تعیین میزان دقیق نفوذ در ماسه های ماهیچه مشکلاتی وجود دارد. محققان دانشگاه آلاباما روشی ابداع کرده اند که ریخته گران را قادر می سازد تا سرعت جریان گازهای مختلف درون ماسه را در فشار، دما و میزان فشردگی های متفاوت پیش‌بینی کند. علاوه بر آن در این روش مکان مک های گازی نیز مشخص می شود.

قابلیت نفوذ گاز با بکارگیری پوشش کم می شود اما هیچ کدام از پوشش هایی که در این تحقیق انجام شد نفوذ گاز صفر را نشان ندادند. ماسه و مواد افزودنی نیز تاثیر به سزایی در نفوذ گاز داشتند. در این روش میزان افت فشار عبوری از نمونه به عنوان تابعی از سرعت حجمی جریان هوا اندازه گیری می شود. افت فشار توسط مبدل فشاری اختلافی الکترونیکی متصل به هر دو طرف نمونه تعیین شده و سرعت جریان از روی جریان سنج ثبت می شود. نمونه بین رابط ها قرار گرفته و با لوله حرارتی پوشیده می شود. لوله گرم میشود تا نمونه و رابط ها خوب بهم متصل شده و بچسبند. مجموعه نمونه و رابط ها درون حمام آب قرار گرفته و جریان هوایی به سرعت ۳۰ CC/S دمیده می شود، این جریان هوا به تعیین نشتی که بعدا منجر به حباب می شود، کمک می کند و جلوی ورود آب به نمونه را میگیرد. سپس کل سیستم خشک می‌شود تا آبی بخود جذب نکند. برای هر نمونه، فشار ورودی و خروجی برای سرعت جریان هوا در دامنه ۸۰ تا ۱۰۰۰ CC/S ثبت شد. نمونه به شکل استوانه به طول ۳/۲۰ cm و قطر ۹/۲ cm تهیه شده و از دو نوع ماسه سیلیسی تجاری (ماسه دریاچه و ماسه رودخانه) مورد استفاده قرار گرفته است.

نتایج تحقیق حاضر نشان داد که با بکارگیری پوشش، نفوذ گاز در ماهیچه تا ۵۰ درصد کاهش داشت. بنابراین پوشش ها میتوانند برای هدایت گاز ماهیچه و قالب به سمت Vent ها مورد استفاده قرار بگیرند. البته در این تحقیق، سرعت جریان هوا به طور کلی شاخص نفوذ گاز قرار گرفت اما برای تعیین سرعت جریان هوا در هر دما و فشار خاص باید ضریب جبری جریان، ثابت دارسی و خواص گاز نیز در نظر گرفته شود.

نرم افزاری دیگر برای شبیه سازی در ریخته گری: برای افزایش سرعت خط تولید در کارخانه های ریخته گری، باید زمان قالب گیری و ذوب ریزی و خارج کردن قطعه و ShotBlast کردن قطعات در کوتاه ترین زمان ممکن انجام شود. نرم افزارهای شبیه سازی فرایند ریخته گری برای ریخته گرانی که می خواهند در گردونه رقابت باقی بمانند تبدیل به اکسیژن تنفسی شده و احساس میکنند که بدون آن نمی توانند بطور موفقیت آمیزی به بازار دست یابند.

شرکت نرم افزاری Alphacast در انگلستان با نرم افزار Mavisflow ادعا دارد که گامی مهم در این عرصه برداشته است. اخیرا شرکتی مهندسی با تخصص طراحی قطعات ریخته‌گری از این نرم افزار برای طراحی قطعات ریخته‌گری خودرو مثل سوپرشارژر BMW استفاده کرده است. با بکارگیری این نرم افزار این شرکت توانست بدون تولید نمونه های آزمایشی اولیه چگونگی جریان هوا درون دریچه کنترل آن را در طراحی های مختلف شبیه سازی و پیشی بینی کند. شبیه سازی جریان مذاب و انجماد نیز به منظور ارزیابی قالب های طراحی شده در این نرم افزار قابل انجام است. شرکت توانست ۷ قالب تولید کند که از این میان ۳ قالب قطعات بسیار مرغوب و قابل استفاده ای تولید کرد و بقیه احتمالا باید با اصلاحاتی به خط تولید برگردند.