Đúc cát

Hiện nay, có nhiều loại đúc kim loại, tuy nhiên đúc cát cho đến nay vẫn là loại được sử dụng phổ biến nhất.

Quá trình này nghe có vẻ đơn giản. Một bản sao của món đồ kim loại mong muốn được đổ vào cát đúc, nơi nó tạo ra “âm” rỗng của vật thể. Khoảng trống đó được lấp đầy bởi kim loại nóng chảy, ghi lại các chi tiết của nó. Khi khoảng trống nguội đi, vật thể kim loại được kéo ra khỏi cát, với thiết kế ban đầu được chụp lại một cách trung thực.

Bất cứ ai đã xây dựng lâu đài cát phức tạp hoặc tác phẩm điêu khắc trên cát đều có một số kinh nghiệm về cách cát có thể chụp tốt các thiết kế nhỏ. Ngoài tính dẻo, cát không đắt và có khả năng đàn hồi trong điều kiện nhiệt cao cần thiết cho quá trình đúc kim loại.

Tiền đề cơ bản của đúc cát

Đúc cát có thể được thực hiện vào bất kỳ không gian đất nào sẽ giữ hình dạng của nó xung quanh kim loại nóng chảy. Thí nghiệm với tở kiến lửa, nhôm lỏng được đổ vào một tổ kiến ​​lửa bỏ hoang. Sau khi kim loại nguội đi, nó được khai quật và làm sạch, và kết quả đúc đã tạo nên hình dạng của môi trường sống.

Khi kiến ​​xây tổ, chúng dựa vào những phẩm chất giống như những người thợ đúc cát: những hạt đất được đóng gói tốt có thể tạo ra cấu trúc chống sụp đổ. Trong trường hợp này, môi trường sống vẫn giữ nguyên hình dạng ngay cả khi nhôm nóng chảy được đưa vào.

Đúc cát: một nghề thủ công lành nghề

Tất nhiên, kiến ​​lửa không tạo ra không gian với mục đích đúc. Trong quá trình đúc cát “trong tự nhiên”, sẽ có các vấn đề về thoát khí từ khuôn, tính thấm của tất cả các phần của môi trường sống và tốc độ làm mát trong mỗi khoang. Các vùng của kim loại có thể bị yếu đi do tốc độ nguội khác nhau – điều này không liên quan đến một tác phẩm nghệ thuật thú vị và hấp dẫn sẽ không chịu tải.

Tuy nhiên, cấu trúc và điểm yếu của kim loại có liên quan đến các vật đúc công nghiệp sẽ đối phó với biến dạng cơ học, chẳng hạn như các bộ phận động cơ và các bộ phận của tòa nhà. Việc xử lý các khía cạnh này của luyện kim khiến cho việc đúc cát dựa vào kỹ thuật và chuyên môn chính xác.

Để bắt đầu quá trình đúc cát , cát đúc được chuẩn bị trong lớp phủ, trộn cát, chất kết dính và nước. Máy sục khí được sử dụng để làm lỏng cát và dễ tạo khuôn hơn. Máy cắt cát, hoạt động trên một đống trên sàn đúc, có thể được sử dụng thay cho lớp phủ. Vận chuyển cát đến sàn đúc có thể bằng xe ben hoặc xe xúc hoặc bằng băng tải.

Tại sàn đúc cát được tạo thành khuôn; khuôn có thể được đặt trên mặt đất hoặc được chuyển bằng băng tải đến trạm rót. Sau khi rót, vật đúc được lấy ra khỏi bình. Cát bám dính được loại bỏ bằng trạm lắc. Cát đã qua sử dụng được đưa trở lại thùng chứa bằng băng tải hoặc các phương tiện khác.

Thiết bị xưởng đúc cát

Có rất nhiều thiết bị và phương pháp có sẵn cho xưởng đúc. Những thiết bị này bao gồm từ các thiết bị đơn giản, tiết kiệm công việc cho công nhân xưởng đúc, đến các đơn vị hoàn toàn được cơ giới hóa làm mọi thứ từ đúc đến lắc. Mức độ tự động hóa mà một xưởng đúc sử dụng là dựa trên tính kinh tế của dây chuyền sản xuất. Một công ty sản xuất hàng nghìn bộ phận tương tự, như một nhà sản xuất ô tô, có thể sử dụng tự động hóa nhiều hơn so với một xưởng đúc “làm việc” thực hiện các hoạt động nhỏ hơn của các bộ phận rất khác nhau.

Những khuôn cát này đã được tạo ra tự động thông qua một quá trình cơ giới hóa.

Dù tự động hóa hay không, các xưởng đúc đều sử dụng các loại công cụ giống nhau trong sản xuất đúc cát. Bình  là một  khung cứng dùng để giữ cát tạo thành khuôn. Bình thường bao gồm hai phần: phần trên, được gọi là  nắp và phần dưới, phần  kéo . Khi nhiều hơn hai phần được sử dụng, các phần trung gian được gọi là  má . Ở nhiều xưởng đúc, bình này được đặt trên “bảng đáy”. Tấm này được sử dụng để khi tháo bình ra, khuôn vẫn có thể di chuyển xung quanh để loại bỏ mẫu, đổ khuôn và các bước quan trọng khác.

Luyện kim và phong trào nhà sản xuất

Khuôn cát trong một chiếc bình kín này đã được một nghệ nhân sử dụng để đúc một chiếc vòng đồng

Các nhà luyện kim ban đầu đã đúc đồng và đồng thau trong các hoạt động nhỏ của một vài nghệ nhân. Sau đó, trong suốt thời gian dài của Thời đại đồ sắt, và tiếp tục trong cuộc Cách mạng Công nghiệp, các xưởng đúc đã trở thành những cơ sở lớn chuyên quản lý nhiệt độ cao bất thường cần thiết để sản xuất thép và gang và theo kịp nhu cầu sản xuất của nền kinh tế đang phát triển.

Gần đây, có một phong trào đòi lại các kỹ năng chế tạo truyền thống. Những người có sở thích đúc tại nhà sử dụng kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn sắt và thép do lo ngại về độ an toàn và độ phức tạp, nhưng nhiều bước họ thực hiện đều giống nhau. Theo dõi quá trình kết hợp với nhau có thể làm sáng tỏ công việc đúc.

Đúc cát: đổi mới phương pháp truyền thống

Các xưởng đúc đã sản xuất các đồ vật bằng kim loại trong nhiều thiên niên kỷ, và trong suốt thời gian đó, tiền đề cơ bản của quá trình đúc cát vẫn như cũ: đổ kim loại vào một khoảng trống làm bằng các hạt cát được đóng gói kỹ lưỡng. Các đồ vật đúc bằng cát có mặt ở khắp nơi trong thời đại công nghiệp: một phần quan trọng của hầu hết các máy công nghiệp, động cơ và nhiều phụ kiện kiến ​​trúc.

Tuy nhiên, ngành công nghiệp đã và đang đổi mới để giúp tăng độ an toàn, kích thước, tính nhất quán và tốc độ, và hình thức sản xuất này tạo nền tảng cho sự đổi mới của các nhà phát minh và nhà thiết kế tạo ra các công nghệ của ngày mai. Đúc cát sau đó là một tập hợp các nghịch lý thú vị. Đó là một quá trình tưởng chừng đơn giản nhưng cần sự phức tạp và thủ công để hoàn thiện. Nó vừa là một trong những kỹ năng truyền thống nhất, vừa là nơi đổi mới liên tục.