Công nghệ đúc chân không có lịch sử hình thành từ những năm 1960 và bắt nguồn từ châu Âu. Tại Việt Nam, đúc chân không chưa thực sự phổ biến bằng 1 số phương pháp khác. Tuy nhiên công nghệ này rất hiện đại và luôn được ứng dụng bởi những ưu điểm riêng.
Ở bài viết này, hãy cùng chúng ta tìm hiểu chi tiết về công nghệ đúc chân không là gì và quy trình chi tiết của phương pháp này.
Tìm hiểu thêm: Công nghệ đúc nhôm áp lực cao
1. Công nghệ đúc chân không là gì?
Đúc chân không (vacuum casting) còn được gọi là đúc công nghệ V là công nghệ sản xuất sử dụng chân không để hút vật liệu đúc lỏng vào khuôn mẫu. Nói cách khác, phương pháp này lợi dụng sự chênh lệch áp suất trong khuôn để điền đầy vật liệu vào khuôn. Đây là một công nghệ đúc dạng mới với cát khô (không nhựa, không nước, không chất xúc tác).
2. Ưu, nhược điểm của đúc chân không
- Ưu điểm
– Tiết kiệm chi phí sản xuất bởi khuôn sử dụng (khuôn gỗ) có giá thành rẻ hơn khuôn kim loại (khuôn thép). Các thiết bị, dụng cụ chính được sử dụng trong quá trình đúc chân không bao gồm: bơm hút chân không, thiết bị đo, hệ thống dẫn chân không…
– Độ chính xác của vật đúc cao: đúc chân không có thể sử dụng khi đúc các vật có hình dạng phức tạp. Việc hút chân không khi đúc đảm bảo sản phẩm hoàn thiện đạt chất lượng tốt đến từng chi tiết. Từ đó giảm bớt công đoạn làm sạch, gia công sau đúc.
– Bề mặt thành phẩm mịn, đẹp. Thành phẩm hạn chế tình trạng rỗ khí như phương pháp đúc khuôn cát truyền thống.
– Thời gian hoàn thiện sản phẩm nhanh chóng.
Có thể bạn quan tâm công nghệ đúc khuôn cát tươi. Tham khảo ngay tại bài viết này!
- Nhược điểm
– Khó kiểm soát độ đồng đều về chiều dày, tỷ lệ vật liệu gia công ở cả 2 bề mặt chi tiết. Lý do bởi công nghệ đúc chân không sử dụng khuôn một mặt.
– Không thích hợp để sản xuất hàng loạt với số lượng lớn.
3. Ứng dụng của phương pháp
Công nghệ đúc chân không có thể được ứng dụng trong việc sản xuất các chi tiết có kích thước lớn, số lượng mỗi lần chế tạo không lớn như: kết cấu dàn khoan, vỏ ô tô, kho đông lạnh, cổng, hàng rào…
Ngoài ra công nghệ này cũng được ứng dụng phổ biến để sản xuất bộ phận thử nghiệm dây chuyền lắp ráp và một số vật dụng trong đời sống.
4. Dây chuyền công nghệ đúc chân không
Một quy trình đúc chân không hoàn chỉnh có thể được chia thành 4 công đoạn chính như dưới đây. Đúc nhôm áp lực AC&T sẽ minh họa bằng quy trình đúc cổng vật liệu nhôm.
Một công nghệ đúc nhôm phổ biến khác là đúc nhôm áp lực. Tìm hiểu ngay tại bài viết Công nghệ đúc nhôm áp lực là gì?
- Công đoạn chuẩn bị
Ở công đoạn này có 2 công việc chính là tạo khuôn mẫu và nấu chảy kim loại.
– Với công đoạn tạo khuôn mẫu, người thợ sẽ thực hiện lần lượt các việc sau:
(1) Làm vật mẫu (thường là khuôn gỗ). Khuôn gỗ được tạo ra bằng phương pháp cắt CNC và được chỉnh sửa thủ công bởi người thợ.
(2) Gắn cố định vật mẫu vào một mặt phẳng
(3) Gia nhiệt cho màng mỏng PEV, đảm bảo màng che phủ hoàn toàn bề mặt mẫu.
(4) Sơn 1 lớp sơn đặc biệt lên khuôn mẫu. Lớp sơn này có tác dụng chống sập khi chèn cát và chịu được nhiệt độ cao, chống cháy cát cơ học.
(5) Sấy khô lớp sơn
(6) Đặt hòm khuôn trống lên, rắc đầy cát và rung, nén cát chặt.
(7) Phủ màng mỏng lên trên bề mặt cát. Lấy không khí khỏi khuôn cát bằng máy hút chân không. Khi đó màng mỏng sẽ gắn chặt vào cả mặt trong, ngoài của khuôn. Nâng khuôn lên khỏi vật mẫu, đảo mặt khuôn và để cố định 1 chỗ.
(8) Tiến hành làm tương tự nửa khuôn thứ hai. Khi 2 nửa khuôn hoàn thành, ráp 2 hòm khuôn với nhau, gắn chốt cố định và giữ trong điều kiện chân không.
Nửa khuôn phía trên thường sẽ có thêm 2 phễu (đậu ngót) để rót kim loại lỏng và 1 lỗ thoát khí (đậu hơi).
– Ở công đoạn nấu kim loại, kim loại được cho vào lò nấu để nấu chảy thành dạng lỏng.
Bước này cần lưu ý 2 điều: thứ nhất là loại bỏ tạp chất (xỉ kim loại), thứ hai là đảm bảo kim loại đạt nhiệt độ tiêu chuẩn.
- Công đoạn đúc sản phẩm
Tiến hành rót nguyên liệu đã nấu nóng chảy vào khuôn cát qua các phễu khuôn. Trong quá trình đó sẽ đồng thời hút chân không để khuôn vững chắc.
Chờ kim loại đông đặc. Sau đó tháo dỡ sản phẩm để làm nguội và làm sạch.
- Công đoạn hoàn thiện sản phẩm
Tiến hành tách sản phẩm khỏi đậu và mài, đánh bóng hoặc đem gia công cơ khí.
- Công đoạn thí nghiệm
Sản phẩm có thể được lấy mẫu để làm thí nghiệm xác định đặc tính cơ lý, phân tích kết cấu sản phẩm bằng máy phân tích quang phổ.
Lời kết: Đúc chân không là 1 công nghệ đúc hiện đại. Mặc dù chưa thực sự phổ biến bằng phương pháp đúc truyền thống, song không ai có thể phủ nhận ưu điểm vượt trội của công nghệ này. Hy vọng bài viết trên của Quốc Dương đã gửi đến bạn đọc nhiều thông tin hữu ích.