តើភាពខុសគ្នាសំខាន់រវាងម៉ាស៊ីនចាក់ដែលប្រើកម្លាំងទាញដើម និងម៉ាស៊ីនចាក់ដែលប្រើកម្លាំងចុចគឺអ្វី?

គោលការណ៍ប្រតិបត្តិការសំខាន់ៗ៖ ការចាក់ដែកតាមកម្លាំងទាញដី ប្រើប្រើជាមួយ ការចាក់ដែកតាមវិធីបញ្ចូលសម្ពាធ​ខ្ពស់

របៀបដែលម៉ាស៊ីនចាក់ដែកតាមកម្លាំងទាញដី ពឹងផ្អែកលើកម្លាំងធម្មជាតិ ដើម្បីបំពេញគ្រាប់ចាក់ (mold)

ការចាក់ដោយប្រើកម្លាំងទាញរបស់ផែនដី ធ្វើការដោយការអនុញ្ញាតឱ្យលោហៈរាវហូរចុះពីភ្លើងខ្ពស់ទៅក្នុងគ្រាប់ចាក់ដែលស្ថិតនៅខាងក្រោម ដែលបង្កើតបានជាស្ទ្រីមរាវដែលរលូន និងស្ថិរភាព ដែលជួយកាត់បន្ថយភាពរំខាន។ យោងតាមការសិក្សាមួយចំនួនពីគ្រប់គ្រងការផលិតគ្រាប់ចាក់ វិធីសាស្ត្រសាមញ្ញនេះដែលប្រើកម្លាំងទាញរបស់ផែនដី អាចកាត់បន្ថយប្រមាណប្រហែល ៤០% នូវពពុះឧស្ម័នដែលជាប់នៅក្នុងលោហៈ ប្រៀបធៀបទៅនឹងវិធីសាស្ត្រចាក់ដែលប្រើសម្ពាធ។ នៅពេលដែលលោហៈធ្វើចលនាដោយល្បឿនចន្លែងពី ០,៥ ទៅ ២ ម៉ែត្រក្នុងមួយវិនាទី ប្រហែលជាបាក់ស៊ីតអាកាសនឹងត្រូវបានបំបាត់ដោយធម្មជាតិ ហើយឱកាសនៃការអុកស៊ីតក៏មានតិចទៅដែរ។ សម្រាប់សារធាតុដូចជា អាលុយមីញ៉ូម និងប្រាស់ ការចាក់ដោយប្រើកម្លាំងទាញរបស់ផែនដីអាចរក្សាទុកនូវលក្ខណៈរបស់លោហៈឱ្យនៅស្ថិរភាព ដែលធ្វើឱ្យវាសាកសមសម្រាប់ផលិតគ្រឿងបរិក្ខារដូចជា គ្រឿងគ្រាប់គ្រួយបើកបរ (valve covers) នៅលើរថយន្ត និងគ្រឿងគ្រាប់បិទបរិក្ខារប៉ាម្ប៊ូ (pump housings) ដែលមានរាងស្ថិរភាព ហើយមិនមានរន្ធតូចៗច្រើននៅខាងក្នុងទេ។ វិស្វករភាគច្រើនជ្រើសរើសវិធីសាស្ត្រចាក់ដោយប្រើកម្លាំងទាញរបស់ផែនដី នៅពេលដែលពួកគេត្រូវការផលិតផ្នែកដែលមិនសូវស្មុគស្មាញ ប៉ុន្តែមានទម្ងន់តិចជាង ៥០ គីឡូក្រាម។ វាមានសារៈសំខាន់ជាពិសេសនៅពេលដែលការសាងសង់អ្វីមួយដែលត្រូវការអាយុកាលយូរ គឺសំខាន់ជាងការផលិតឱ្យបានលឿន។

របៀបដែលម៉ាស៊ីនចាក់គ្រាប់បាញ់ប្រើសម្ពាធអ៊ីដ្រូលិក ឬសម្ពាធយាន្តការយ៉ាងខ្លាំង ដើម្បីបញ្ជូនលោហៈទៅក្នុងគ្រាប់បាញ់ដែលមានរាងស្មុគស្មាញ

ម៉ាស៊ីនចាក់គ្រាប់បាញ់បញ្ជូនលោហៈរាវចូលទៅក្នុងគ្រាប់បាញ់ដោយសម្ពាធចន្លោះ ១០ ដល់ ២១០ MPa។ លោហៈធ្វើចលនាតាមរយៈប៉ាក់ចាក់ (shot sleeves) ដោយល្បឿនលើសពី ៤០ ម៉ែត្រក្នុងមួយវិនាទី ហើយបំពេញរាងស្មុគស្មាញទាំងឡាយក្នុងរយៈពេលជាប៉ារ្យាសេកុន។ ដំណាំនេះអាចផលិតបាននូវជញ្ជាំងដែលប្រកបដោយភាពប្រុងប្រាស់តិចជាង ១ មីលីម៉ែត្រ ដែលជារឿងដែលមិនអាចធ្វើបានដោយបច្បេកវិទ្យាចាក់ដោយប្រើសម្ពាធ​ទំនាញ។ ឧទាហរណ៍ ផលិតផលចាក់ពីសារធាតុសំង័ខ្មែរ (zinc) សម្រាប់កាបូបស្មាតហ្វូន មានភាពត្រឹមត្រូវប្រហែល ៩៥% ធៀបនឹងស្តង់ដារ ISO 8062។ ទោះយ៉ាងណា ក៏មានបញ្ហាមួយដែលកើតឡើងនៅពេលបញ្ចូលលោហៈរាវយ៉ាងឆាប់រហ័ស គឺខ្យល់ត្រូវបានចាប់គ្រប់ទុកនៅខាងក្នុង ដែលហេតុនេះបណ្តាលឱ្យគ្រប់ប្រព័ន្ធទំនើបភាគច្រើនប្រើប្រាស់ប្រព័ន្ធសូញ្ញ (vacuum systems) ដើម្បីបន្ថយបញ្ហានេះ។ រយៈពេលនៃវដ្តផលិតកម្មជាទូទៅមានរយៈពេលចន្លោះ ១៥ ដល់ ៩០ វិនាទី ដែលធ្វើឱ្យម៉ាស៊ីនទាំងនេះសាកសមបំផុតសម្រាប់ផលិតផលច្រើនប៉ុណ្ណាមួយដែលមានរាងស្មុគស្មាញ ដូចជាផ្នែកប្រព័ន្ធបញ្ជូន (transmission components) ឬកាបូបស្មាតហ្វូន ដែលគុណភាពផ្ទៃមានសារៈសំខាន់ជាងការមានរន្ធតិចប៉ុណ្ណាមួយនៅក្នុងសារធាតុ។

ការរចនាម៉ាស៊ីន និងសមត្ថភាពដំណាំ៖ ស្មុគ្រស្មាញនៃគំរូ ស្វ័យប្រវ័ញ្ច និងពេលវេលាបញ្ចប់មួយវដ្ត

ស្ថាបត្យកម្មម៉ាស៊ីនចាក់ដោយកម្លាំងទំនាញ៖ គំរូអចិន្ត្រៃយ៍សាមញ្ញ ការដំឡើងដោយដៃ ឬការដំឡើងដែលមានស្វ័យប្រវ័ញ្ចទាប

ក្នុងការចាក់ដែលប្រើកម្លាំងទាញរបស់ផែនដី (gravity casting) យើងជាទូទៅប្រើគ្រឿងចាក់ពីរផ្នែក ដែលធ្វើពីវត្ថុធាតុដែលមានភាពរឹងមាំ ដូចជាធ័រស៊ីល ឬដែកអាយរ៉ូន។ គ្រឿងចាក់ទាំងនេះមិនត្រូវការកម្លាំងខាងក្រៅ ឬប្រព័ន្ធបញ្ជូនដែលស្មុគស្មាញទេ។ ដោយសាររចនាសម្ព័ន្ធរបស់វាសាមញ្ញ វាត្រូវការការថែទាំតិចជាងមុនទាំងមូល។ ការផ្លាស់ប្តូរពីគ្រឿងចាក់មួយទៅគ្រឿងចាក់មួយទៀតក៏កើតឡើងលឿនជាងមុនដែរ ដែលជួយសន្សំពេលវេលាក្នុងដំណាំផលិតកម្ម។ ហើយសូមនិយាយអំពីថ្លៃដើម— ថ្លៃដើមសម្រាប់គ្រឿងចាក់ថយចុះយ៉ាងខ្លាំងបើធៀបទៅនឹងការចាក់ដោយប្រើគ្រឿងចាក់ (die casting) ដែលថយចុះប្រហែល ៣០ ដល់ ៥០ ភាគរយ។ ភាគច្រើននៃរោងចក្រនៅតែពឹងផ្អែកលើវិធីចាក់ដោយដៃ ឬប្រហែលជាប្រព័ន្ធចាក់ប៉ះទៅម្ខាង (tilt pour) ប៉ះទៅម្ខាងដែលសាមញ្ញ ដូច្នេះមិនមានឱកាសច្រើនសម្រាប់ប្រព័ន្ធដែលប្រើប្រាស់ស្វ័យប្រវ័ត្តិនៅទីនេះទេ។ ផ្នែកទាំងនេះត្រូវការពេលវេលាយូរជាងមុនដើម្បីរឹង ហើយការដកវាចេញពីគ្រឿងចាក់ជាទូទៅត្រូវការការធ្វើការដោយដៃ។ ពេលវេលាដែលចំណាយក្នុងមួយវដ្ត (cycle times) ជាទូទៅមានចាប់ពីប្រហែល ៥ ដល់ ១៥ នាទី អាស្រ័យលើលក្ខណៈជាក់លាក់នីមួយៗ។ សម្រាប់ក្រុមហ៊ុនដែលផលិតបរិមាណតិច ឬបរិមាណមធ្យម (គ្រប់ចំនួនដែលតិចជាង ១០,០០០ ដុំក្នុងមួយឆ្នាំ) ការចាក់ដែលប្រើកម្លាំងទាញរបស់ផែនដីដំណាំបានល្អណាស់ ជាពិសេសនៅពេលដែលផលិតផ្នែកដែលមានជញ្ជាំងក្បាល ហើយត្រូវការភាពរឹងមាំនៃរចនាសម្ព័ន្ធ។

ហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធប៉ាក់គំរូដែក: គំរូច្រើនផ្នែក ប្រព័ន្ធបាញ់ដែលបានបញ្ចូលគ្នា និងការធ្វើម្តងទៀតដោយល្បឿនខ្ពស់

ដំណាំការចាក់គ្រាប់ (die casting) ប្រើគ្រាប់ស្តេលចំនួនច្រើនផ្នែក ដែលត្រូវបានរៀបចំជាមួយគ្រាប់ផ្នែកខាងក្នុង (cores), ផ្នែករអិល (slides) និងប៉ៃពិសាលត្រជាក់ (cooling channels) ដែលត្រូវបានរចនាដោយប្រុងប្រយ័ត្ន ដើម្បីអាចផលិតរាងស្មុគស្មាញខ្លាំងៗបាន។ ប្រព័ន្ធនេះបញ្ជូនលោហៈរាវចូលទៅក្នុងគ្រាប់ទាំងនេះដោយប្រើកម្លាំងអ៊ីដ្រូលីក ឬកម្លាំងយាន្ត ដែលមានជួរចាប់ពីប្រហែល ១០ ដល់ ១៧៥ MPa។ សម្ពាធ​នេះ​អនុញ្ញាត​ឱ្យ​អ្នកផលិត​បាន​ផ្នែក​ដែល​មាន​ជញ្ជាំង​បាន​ត្រឹមត្រូវ និង​បាន​ផ្នែក​ដែល​មាន​រាង​ស្ទើរ​តែ​ដូច​នឹង​រាង​ចុងក្រាយ​ដែល​ត្រូវការ។ ប្រព័ន្ធទំនើប​សព្វថ្ងៃ​មាន​មេកានិក​គ្រប់គ្រង​ការចាក់ (shot control mechanisms) ដែល​បាន​ភ្ជាប់​ជាមួយ​ប្រព័ន្ធ ការត្រួតពិនិត្យ​សីតុណ្ហភាព​ជាបន្តបន្ទាប់​ក្នុង​អំឡុង​ពេល​ផលិត និង​រ៉ូបូត​ដែល​ចាប់​យក​ផ្នែក​ដែល​បាន​ផលិត​រួច​ចេញ​ពី​គ្រាប់។ បច្ចេកវិទ្យាទាំងនេះធ្វើឱ្យដំណាំការប្រព័ន្ធមានល្បឿនខ្ពស់ ហើយជាញឹកញាប់បំពេញមួយវដ្តពេញលេញក្នុងរយៈពេលតិចជាងមួយនាទី។ សេវាកម្មបែបនេះអាចដំណាំការផលិតបរិមាណធំទូទាំង ហើយជាញឹកញាប់ផលិតបានច្រើនជាង ១០០,០០០ ឯកតាក្នុងមួយឆ្នាំ។ ប៉ុន្តែ មានបញ្ហាមួយដែលត្រូវបានគេសង្កេតឃើញ៖ នៅពេលគ្រាប់មានភាពស្មុគស្មាញខ្លាំងពេក ថ្លៃដើមសម្រាប់ការផលិតគ្រាប់នឹងកើនឡើងខ្លាំងណាស់ ប្រៀបធៀបទៅនឹងវិធីសាស្ត្រចាក់ដោយកម្លាំងទំនាញធម្មតា (gravity casting) ហើយការកើនឡើងនេះអាចមានទំហំដល់ពីរដង ឬថែមទាំងបួនដងនៃថ្លៃដើមធម្មតា។ លើសពីនេះ ការរក្សាអោយមានសីតុណ្ហភាពទាបគ្រប់គ្រាន់ទាំងមូលក្នុងអំឡុងពេលដំណាំការគឺជាការចាំបាច់ខ្លាំងណាស់ ព្រោះបើមិនដូច្នេះទេ លម្អិតស្មុគស្មាញនៅលើផ្នែកដែលបានចាក់នឹងបណ្តាលឱ្យមានគុណភាពមិនល្អ។

ការប្រៀបធៀបដំណាំសំខាន់ៗ

គុណភាពផ្នែកដែលបានផលិត៖ សារធាតុរាវ (Porosity), ស្ថេរភាព (Strength), គុណភាពផ្ទៃ (Surface Finish), និងភាពច្បាស់លាស់នៃវិមាត្រ (Dimensional Precision)

សារធាតុរាវ និងស្ថេរភាពខាងក្នុង៖ ហេតុអ្វីបានជាម៉ាស៊ីនចាក់ដោយកម្លាំងទំនាញ (Gravity Casting Machines) បង្កើតបាននូវការចាប់យកឧស្ម័នតិចជាង

ការហូរចូលនៃលោហៈដែលយឺត និងរាបសាមីនក្នុងការចាក់ដោយកម្លាំងទំនាញ ពិតជាធ្វើឱ្យកាត់បន្ថយបានយ៉ាងខ្លាំងនូវពពុះឧស្ម័នដែលមានបញ្ហាទាំងនេះ ដែលត្រូវបានចាប់យកនៅពេលដែលការហូរចូលមានភាពរំខានខ្លាំងពេក។ ជាទូទៅ យើងឃើញអត្រាសារធាតុរាវ (porosity) ក្រោម ២% ដែលជាលទ្ធផលគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ណាស់ ប្រៀបធៀបទៅនឹងជួរអត្រាដែលធម្មតាកើតឡើងក្នុងវិធីចាក់ដោយសម្ពាធ​ខ្ពស់ (high pressure die casting) ដែលមានចន្លោះពី ៣ ទៅ ៥%។ ផ្នែកដែលបានផលិតតាមវិធីនេះ មានស្ថេរភាពខ្ពស់ មិនរហ័សរាយ មានស្ថេរភាពល្អក្រោមសម្ពាធ និងរក្សាសម្ពាធ​បានយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាពនៅកន្លែងដែលសំខាន់បំផុត។ នេះហើយជាមូលហេតុដែលអ្នកផលិតជាច្រើនបានប្រើវិធីចាក់ដោយកម្លាំងទំនាញសម្រាប់ផ្នែកដូចជា ប្លុកម៉ាណីហោលអ៊ីដ្រោលីក (hydraulic manifolds) និងប្លុកម៉ាស៊ីន (engine blocks) ដែលតម្រូវឱ្យមានភាពអាចទុកចិត្តបាន។ ដំណាំការត្រជាក់យឺតក៏ផ្តល់ពេលវេលាបន្ថែមដល់ឧស្ម័នឱ្យចេញចាកផ្នែកដោយធម្មជាតិផងដែរ ដូច្នេះយើងមិនបានបង្កើតបាននូវប្រអប់ខ្យល់តូចៗដែលជាបញ្ហាសំខាន់នៅក្នុងផ្នែកចាក់ដោយសម្ពាធ​ខ្ពស់ដែលត្រូវបានត្រជាក់យ៉ាងឆាប់រហ័សទេ។

លក្ខណៈមេកានិក និងសារធាតុដែលអាចទទួលយកបាន៖ ការប្រៀបធៀបការចាក់ A380 ពីវិធីសាស្ត្រចាក់ដោយកម្លាំងទំនាញ និងវិធីសាស្ត្រចាក់ដោយកម្លាំងខ្ពស់

សមាសធាតុអាលុយមីញ៉ូម A380 បង្ហាញពីការប្រកួតប្រជែងច្បាស់លាស់តាមវិធីសាស្ត្រចាក់៖

ការចាក់ដែកដោយប្រើប្រាស់កម្លាំងចុច (Die casting) ផ្តល់នូវគុណភាពផ្ទៃដែលប្រសើរជាងមុន និងរក្សាទំហំឱ្យមានភាពត្រឹមត្រូវជាង ព្រោះវាបំពេញគ្រាប់ចាក់ដោយប្រើសម្ពាធ​ខ្ពស់ ហើយត្រជាក់យ៉ាងឆាប់រហ័ស។ ផ្ទុយទៅវិញ ការចាក់ដែកដោយប្រើកម្លាំងទាញដី (gravity casting) ផលិតផ្នែកដែលមានសារធាតុអាចប៉ះទាបបានខ្ពស់ជាង និងមានសម្ពាធ​ខាងក្នុងតិចជាង ដែលមានសារៈសំខាន់ខ្លាំងណាស់នៅពេលដែលផ្នែកទាំងនោះត្រូវបានប្រើសម្រាប់ទប់ទល់នឹងបន្ទុកដែលផ្លាស់ទី ឬត្រូវបានរំលុះបន្ទាប់ពីការចាក់។ ឧទាហរណ៍ សមាសធាតុ A380 បង្ហាញពីការប៉ះទាប (elongation) តិចជាងប្រហែល ៤០ ដល់ ៦០ ភាគរយ ប្រៀបធៀបទៅនឹងវិធីផ្សេងៗ ដែលធ្វើឱ្យវាមានលក្ខណៈប៉ះទាបបានតិច (brittle) នៅកម្រិតមីក្រូស្កូប។ ភាពខុសគ្នានេះបង្ហាញពីមូលហេតុដែលអ្នកផលិតត្រូវជ្រើសរើសដោយប្រុងប្រយ័ត្នរវាងវិធីទាំងពីរនេះ ដែលផ្អែកលើតម្រូវការប្រើប្រាស់ជាក់ស្តែងរបស់ផ្នែកចុងក្រោយ។

ពេលណាដែលគួរជ្រើសរើសម៉ាស៊ីនចាក់ដែកដោយប្រើកម្លាំងទាញដី៖ ការប្រើប្រាស់ដែលសាកសមបំផុត សារធាតុដែលអាចប្រើបាន និងការពិចារណាលើថ្លៃដើម

ម៉ាស៊ីនចាក់ដែលប្រើកម្លាំងទាញរបស់ផែនដីផ្តល់តម្លៃល្អបំផុតសម្រាប់ការផលិតក្នុងបរិមាណមធ្យម (១,០០០–១០,០០០ ឯកតា/ឆ្នាំ) នៃគ្រឿងផ្សំដែលត្រូវការភាពរឹងមាំខ្ពស់ ភាពរួមសាច់ទាប និងស្ថេរភាពវិមាត្រ—ជាពិសេសក្នុងអ័លឡូយមិនមានជាតិដែកដូចជា អាលុយមីញ៉ូម កុប្បែរ ម៉ាញេស្យូម និងប្រូញ។ សារធាតុទាំងនេះហូរបានយ៉ាងស្ថិរស្ថេរក្រោមកម្លាំងទាញរបស់ផែនដី ខណៈពេលដែលរក្សាបាននូវសមាមាត្ររវាងស្ថេរភាព និងទម្ងន់ដែលមានប្រសិទ្ធភាព និងសមត្ថភាពឈរទប់នឹងការឆេះរលាយ។ ការប្រើប្រាស់សំខាន់ៗរួមមាន៖

• ឧស្សាហកម្មរថយន្ត និងអាកាសចរណ៍ : ប្លុកម៉ាស៊ីន គ្រឿងចាក់ប៉ាំប៉ែត និងគ្រឿងទ្រទ្រង់រចនាសម្ព័ន្ធ ដែលត្រូវការសមត្ថភាពឈរទប់នឹងការប៉ះទង្គិចបន្ត និងសមត្ថភាពឈរទប់នឹងសម្ពាធ
• សម្ភារៈឧស្សាហកម្ម : កាយវិការរបស់វ៉ាល់ ប្រអប់ប៉ាំប៉ែតអ៊ីដ្រូលីក និងគ្រឿងគ្រាប់ម៉ាស៊ីន ដែលទទួលបានប្រយោជន៍ពីការថយចុះនូវចន្លោះខាងក្នុង និងអាយុកាលប្រើប្រាស់យូរ
• ផលិតផលសម្រាប់អ្នកប្រើប្រាស់ និងផលិតផលស្ថាបត្យកម្ម : ឧបករណ៍ភ្លើង និងធាតុសម្រាប់តុបតែង ដែលគុណភាពផ្ទៃ និងភាពស៊ីគ្នានៃសារធាតុមានសារៈសំខាន់ជាងជញ្ជាំងបន្ទាប់ប៉ុណ្ណោះ

ពិនិត្យមើលលើថ្លៃដើម ការចាក់ដោយប្រើកម្លាំងទាញដី (gravity casting) ជាទូទៅត្រូវការប្រាក់ចំណាយដើមប្រហែលមួយភាគពីរនៃថ្លៃដើមសម្រាប់ការផលិតគ្រឿងបរិក្ខារ ប្រៀបធៀបទៅនឹងវិធីសាស្ត្រចាក់ដោយសម្ពាធខ្ពស់ (high pressure die casting)។ លើសពីនេះ វាមិនត្រូវការប្រព័ន្ធចាក់ (shot systems) ដែលថ្លៃខ្ពស់ រ៉ាមអ៊ីដ្រូលីក (hydraulic rams) ឬប្រព័ន្ធសុញ្ញាកាស (vacuum setups) ដែលអាចប៉ះពាល់យ៉ាងខ្លាំងដល់ថវិកាទេ។ ផលប៉ះពាល់ផ្នែកសេដ្ឋកិច្ចមានភាពល្អនៅពេលផលិតផ្នែកដែលមានជញ្ជាំងក្បាល (thicker walls) ដែលអាចទទួលយកបាននូវការប៉ះពាល់ (tolerances) ប្រហែល ០,៣ ដល់ ០,៥ មីលីម៉ែត្រ។ អ្វីដែលសំខាន់បំផុតនៅទីនេះគឺ ប្រសិទ្ធភាពផ្នែកយន្តសាស្ត្រ (mechanical performance) របស់ផ្នែក ជាជាងការមើលឃើញថាវាមានភាពឥតខ្ជះខ្ជាយលើផ្ទៃ ឬការផលិតជាចំនួនច្រើន។ សម្រាប់ការប្រើប្រាស់ដែលមានប្រសិទ្ធភាព (function) សំខាន់ជាងរូបរាង (form) ការចាក់ដោយប្រើកម្លាំងទាញដី (gravity casting) មានភាពសមហេតុសមផលផ្នែកហិរញ្ញវត្ថុ ដោយមិនប៉ះពាល់ដល់តម្រូវការគុណភាពទេ។