
જ્યારે ઓટો ઉદ્યોગમાં મોટાભાગના લોકો 'ઓટોમોટિવ ઇન્વેસ્ટમેન્ટ કાસ્ટિંગ' સાંભળે છે, ત્યારે તેઓ ઉચ્ચ-પ્રદર્શન ટર્બોચાર્જર વ્હીલ્સ અથવા જટિલ ટ્રાન્સમિશન ઘટકો વિશે વિચારે છે. તે સાચું છે, પરંતુ સામાન્ય ગેરસમજ અહીંથી શરૂ થાય છે - કે તે વિશિષ્ટ ભાગો માટે માત્ર એક 'પ્રીમિયમ' પ્રક્રિયા છે. જમીન પરની વાસ્તવિકતા વધુ અવ્યવસ્થિત અને વધુ રસપ્રદ છે. તે માત્ર જટિલતા ખાતર જટિલતા વિશે નથી; તે ચોક્કસ, અસ્પષ્ટ ઉત્પાદન સમસ્યાઓને ઉકેલવા વિશે છે જેને અન્ય પદ્ધતિઓ ડ્રાઇવિંગ ખર્ચ અથવા છત દ્વારા લીડ ટાઇમ વિના સ્પર્શ કરી શકતી નથી. મેં ઘણી બધી ડિઝાઇન જોઈ છે જ્યાં એન્જિનિયરે ઇન્વેસ્ટમેન્ટ કાસ્ટિંગનો ઉલ્લેખ કર્યો છે કારણ કે તે હાઇ-ટેક લાગે છે, માત્ર અમને તેમને સ્ટેમ્પ્ડ-વેલ્ડેડ એસેમ્બલીમાં પાછા લઈ જવાની જરૂર છે જે 40% સસ્તી અને 95% સારી હતી. વાસ્તવિક મૂલ્ય લેબલમાં નથી; તેનો ઉપયોગ ક્યારે કરવો તે ચોક્કસપણે જાણવામાં છે.
પાઠ્યપુસ્તક કહે છે કે ઇન્વેસ્ટમેન્ટ કાસ્ટિંગ, અથવા લોસ્ટ-વેક્સ કાસ્ટિંગ, શ્રેષ્ઠ સપાટી પૂર્ણ અને પરિમાણીય ચોકસાઈ પહોંચાડે છે. પાઠ્યપુસ્તક જે ઘણી વખત ગ્લોસ કરે છે તે ચલોની તીવ્ર સંખ્યા છે જે તે વચનને નષ્ટ કરી શકે છે. તે મીણની પેટર્નથી શરૂ થાય છે. ઇન્જેક્શનનું તાપમાન અથવા દબાણ નાના માર્જિનથી ખોટું મેળવો, અને તમે તાણ રજૂ કરો છો જે સિરામિક શેલ ફાયર કરવામાં આવે છે અને મેટલ રેડવામાં આવે છે તે પછી જ વિકૃતિ તરીકે દેખાય છે. મને સેન્સર હાઉસિંગ માટેનો એક પ્રોજેક્ટ યાદ છે જ્યાં અમારી પાસે 0.3mm ડાયમેન્શનલ ડ્રિફ્ટ બેચ-ટુ-બેચ હતું. અમારો પીછો કરવા માટે એક અઠવાડિયું લીધો—મોલ્ડ ટેમ્પ? ઠંડકનો સમય?—પહેલાં અમને જાણવા મળ્યું કે તે આસપાસના ભેજમાં મોસમી ફેરફાર છે જે મીણના સ્ફટિકીકરણને અસર કરે છે. તે એક પ્રકારનું હેન્ડ-ઓન, લગભગ સ્પર્શેન્દ્રિય જ્ઞાન છે જે તમને માત્ર ઉત્પાદન ચલાવવાથી જ મળે છે.
પછી શેલ બિલ્ડિંગ છે. ડૂબકી અને સાગોળ ચક્ર સીધું લાગે છે. પરંતુ સ્લરી સ્નિગ્ધતા, સૂકવવાનું વાતાવરણ (તાપમાન અને ભેજ, ફરીથી), અને દરેક કોટ માટે પ્રત્યાવર્તન રેતીનો ગ્રેડ - તે એક રેસીપી છે જે દરેક ફાઉન્ડ્રી નજીકથી રક્ષણ આપે છે. એક શેલ કે જે ડીવેક્સિંગ અથવા રેડતા દરમિયાન ખૂબ નબળી તિરાડો છે; એક કે જે ખૂબ જાડું છે તે યોગ્ય રીતે ડ્રેઇન કરતું નથી અને સમાવેશ તરફ દોરી જાય છે. અમે એકવાર ઉચ્ચ-નિકલ એલોય ભાગ માટે નવી ઝિર્કોનિયા-આધારિત પ્રાઇમ સ્લરી સાથે કામ કર્યું હતું. લેબ ડેટા સંપૂર્ણ હતો. પ્રથમ પાયલોટ રન પર, અડધા શેલ તિરાડ. મુદ્દો? થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક એ બેકઅપ કોટ્સમાંથી એક ટકાની છૂટનો અપૂર્ણાંક હતો, જે ઉચ્ચ-તાપમાન ઓટોક્લેવ ડીવેક્સ દરમિયાન શીયર સ્ટ્રેસ બનાવે છે. ડ્રોઇંગ બોર્ડ પર પાછા જાઓ.
રેડવું પોતે જ અન્ય નિર્ણાયક સાંકળ છે. સ્ટેનલેસ સ્ટીલ અથવા નિકલ-આધારિત એલોય જેવી સામગ્રી સાથે, સુપરહીટ તાપમાન અને રેડવાની ઝડપ મહત્વપૂર્ણ છે. ખૂબ જ ધીમું, અને તમને ઝાકળના રન અથવા ઠંડા શટ્સ મળે છે. ખૂબ જ ઝડપથી, અને તમે નાજુક શેલના આંતરિક ભાગને ભૂંસી નાખો છો, જે ભાગમાં સિરામિક સમાવેશ થાય છે. એક્ઝોસ્ટ મેનીફોલ્ડ અથવા ટર્બો હાઉસિંગ જેવા ઓટોમોટિવ ઘટકો માટે, જે થર્મલ સાયકલિંગને જુએ છે, સમાવેશ એ ગેરંટીકૃત નિષ્ફળતા બિંદુ છે. તે માત્ર ધાતુને ગલન કરવા વિશે નથી; તે 90-સેકન્ડની વિન્ડોમાં સમગ્ર સિસ્ટમની થર્મલ ડાયનેમિક્સ-ક્રુસિબલ, શેલ, એમ્બિયન્ટ એરને નિયંત્રિત કરવા વિશે છે.
સામગ્રીની વાત કરીએ તો, ઓટોમોટિવ સેક્ટરને હળવા, વધુ ગરમ અને વધુ કાર્યક્ષમ પ્રણાલીઓમાં ધકેલવાથી ઉત્ક્રાંતિને સીધું બળ મળ્યું છે. ઓટોમોટિવ રોકાણ કાસ્ટિંગ. જ્યારે નમ્ર આયર્ન અને કાર્બન સ્ટીલ્સ કૌંસ અને માળખાકીય ટુકડાઓ માટે વર્કહોર્સ છે, ક્રિયા ખાસ એલોયમાં છે. ટર્બોચાર્જર ઘટકો લો. તેઓ સામાન્ય ઇન્કોનલ ગ્રેડથી આગળ વધીને અનુરૂપ એલોયમાં આગળ વધી રહ્યા છે જે થર્મલ થાક જીવન સાથે ક્રીપ પ્રતિકારને સંતુલિત કરે છે. પરંતુ અહીં કેચ છે: આ અદ્યતન એલોય ઘણીવાર કાસ્ટ કરવા માટે એક દુઃસ્વપ્ન છે. તેમની પાસે સાંકડી ઘનતાની શ્રેણી છે, જે તેમને ગરમ ફાટી જવાની સંભાવના બનાવે છે. તેમના ઉચ્ચ ગલનબિંદુઓ વધુ સ્થિર શેલ સિસ્ટમ્સની માંગ કરે છે. એક કંપની જેણે વર્ષોથી આ નેવિગેટ કર્યું છે, જેમ કે ક્વિન્ગડાઓ કિઆંગસેન્યુઆન ટેકનોલોજી કંપની લિમિટેડ (QSY), તે પ્રક્રિયા જ્ઞાન બનાવવા માટે કાસ્ટિંગ અને મશીનિંગમાં તેના લાંબા ઇતિહાસનો લાભ લે છે. કોબાલ્ટ એલોયનું પરીક્ષણ બટન રેડવું તે એક વસ્તુ છે; શૂન્ય લિકેજ પાથ સાથે પાતળી-દિવાલો, જટિલ ટર્બાઇન હાઉસિંગનું સતત ઉત્પાદન કરવું તે બીજું છે.
ઓટોમોટિવ માટે એલ્યુમિનિયમ ઇન્વેસ્ટમેન્ટ કાસ્ટિંગ તેનું પોતાનું પશુ છે. તે વજન ઘટાડવા માટે ખૂબ દબાણ કરે છે - જટિલ થ્રોટલ બોડી અથવા માળખાકીય કૌંસનો વિચાર કરો. લાભ ડિઝાઇન સ્વતંત્રતા છે. તમે કૂલિંગ ચેનલો, માઉન્ટિંગ બોસ અને રિઇન્ફોર્સિંગ પાંસળીને એક ભાગમાં એકીકૃત કરી શકો છો. પડકાર છિદ્રાળુતા છે. એલ્યુમિનિયમ ગેસ ધરાવે છે, અને પાતળા ભાગોનું ઝડપી ઘનકરણ તેને ફસાવી શકે છે. અમે એક્સ-રે ક્લીન કાસ્ટિંગ મેળવતા પહેલા સ્ટિયરિંગ નકલ પ્રોટોટાઇપ પર મહિનાઓ ગાળ્યા, ગેટિંગ સિસ્ટમમાં ફેરફાર કર્યો, ચિલ વેન્ટ્સ ઉમેર્યા, અને ઓગળવા માટે વિવિધ ડી-ગેસિંગ પદ્ધતિઓનો પ્રયોગ પણ કર્યો. પ્રોટોટાઈપ શોપને પ્રોડક્શન-રેડી સપ્લાયરથી અલગ પાડતી વિગતો પર તે સતત ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે.
પછી પોસ્ટ-કાસ્ટિંગ છે. ઘણાને લાગે છે કે એક વખત ભાગને શેલમાંથી હલાવી દેવામાં આવે તે પછી કામ થઈ જાય છે. તેનાથી દૂર. હીટ ટ્રીટમેન્ટ ઘણીવાર બિન-વાટાઘાટ કરી શકાય તેવી નથી. બ્રેક કેલિપર માઉન્ટ જેવા સલામતી-નિર્ણાયક ઘટક માટે, ચોક્કસ ટેમ્પર (જેમ કે એલ્યુમિનિયમ માટે T6) આખા ભાગ પર ચોક્કસ રીતે મારવો જોઈએ, જે અલગ-અલગ વિભાગની જાડાઈ સાથે મુશ્કેલ હોઈ શકે છે. આ તે છે જ્યાં સપ્લાયરનું વર્ટિકલ એકીકરણ, જેમ કે QSY નું સંયોજન રોકાણ કાસ્ટિંગ અને ઇન-હાઉસ CNC મશીનિંગ, ચૂકવણી કરે છે. તેઓ તેમના મશીનિંગ ફિક્સરમાં હીટ ટ્રીટમેન્ટથી ન્યૂનતમ પરંતુ અનુમાનિત વિકૃતિને પરિબળ કરી શકે છે, જે ડાઉનસ્ટ્રીમમાં ભારે માથાનો દુખાવો બચાવે છે. વેરિયેબલ સ્ટોક સાથે એઝ-કાસ્ટ સપાટીનું મશીનિંગ એ ટૂલ તૂટવા અને સ્ક્રેપ માટે એક રેસીપી છે.
આ ઓટોમોટિવમાં સૌથી મોટી અવરોધ તરફ દોરી જાય છે: ખર્ચ. ઇન્વેસ્ટમેન્ટ કાસ્ટિંગ ટૂલિંગ (મીણની પેટર્ન માટે મેટલ મૃત્યુ પામે છે) ખર્ચાળ છે. પ્રક્રિયા શ્રમ અને ઊર્જા-સઘન છે. તેથી, તમારે મજબૂત સમર્થનની જરૂર છે. ક્લાસિક જીત ભાગ એકીકરણ છે. મેં એક એન્જિન કૌંસ પર કામ કર્યું જે મૂળરૂપે છ સ્ટેમ્પ્ડ અને વેલ્ડેડ સ્ટીલના ટુકડાઓનું ફેબ્રિકેશન હતું. અમે તેને સિંગલ એલ્યુમિનિયમ ઇન્વેસ્ટમેન્ટ કાસ્ટિંગ તરીકે ફરીથી ડિઝાઇન કર્યું છે. અમે તમામ વેલ્ડીંગને દૂર કર્યું, એસેમ્બલીનો સમય ઘટાડ્યો, વજનમાં 15% ઘટાડો કર્યો અને જડતામાં સુધારો કર્યો. ભાગ દીઠ કાસ્ટિંગ ખર્ચ વધુ હતો, પરંતુ કુલ જમીનની કિંમત, એસેમ્બલી અને લોજિસ્ટિક્સમાં ફેક્ટરિંગ ઓછી હતી. તે સ્વીટ સ્પોટ છે.
અન્ય વાજબીપણું એ કામગીરી છે જે અન્ય પ્રક્રિયાઓ વિતરિત કરી શકતી નથી. ઉચ્ચ-પ્રદર્શન બ્રેક કેલિપરમાં આંતરિક કૂલિંગ પેસેજ એક મુખ્ય ઉદાહરણ છે. તમે તેમને મશીન બનાવવાનો પ્રયાસ કરી શકો છો, પરંતુ તે ખગોળશાસ્ત્રની રીતે ખર્ચાળ છે. તમે રેતી નાખવાનો પ્રયાસ કરી શકો છો, પરંતુ સપાટીની પૂર્ણાહુતિ અને માર્ગની ચોકસાઈ નબળી હશે, જે ઠંડકની કાર્યક્ષમતાને અસર કરશે. રોકાણ કાસ્ટિંગ એકમાત્ર વ્યવહારુ માર્ગ છે. તે સિસ્ટમની કુલ કિંમત અને કામગીરી વિશે છે, માત્ર ક્વોટ પરના ભાગની કિંમત જ નહીં.
છટકું ઓવર-એન્જિનિયરિંગ છે. મેં રોકાણ કાસ્ટિંગ તરીકે ઉલ્લેખિત +/- 0.5mm ની સહિષ્ણુતા ધરાવતા ઘટકો જોયા છે જ્યારે સારી રીતે ચાલતી રેતીની કાસ્ટિંગ કિંમતના અપૂર્ણાંક માટે +/- 0.8mm સંપૂર્ણપણે સારી રીતે પકડી શકે છે. વાતચીતની શરૂઆત ફંક્શનથી થવી જોઈએ: સાચા નિર્ણાયક પરિમાણો શું છે? લોડ કેસ શું છે? કાટ અથવા તાપમાન વાતાવરણ શું છે? મોટે ભાગે, વર્ણસંકર અભિગમ શ્રેષ્ઠ કામ કરે છે - ભાગના જટિલ, જટિલ કોર માટે રોકાણ કાસ્ટિંગનો ઉપયોગ કરો અને સરળ, સસ્તા બનાવટી વિભાગો પર વેલ્ડ અથવા બોલ્ટ કરો. પ્રક્રિયાની પસંદગીમાં કઠોરતા એ વૈભવી ઓટોમોટિવ એન્જિનિયરોને પોષાય તેમ નથી.
તમે સફળતા કરતાં નિષ્ફળતાઓમાંથી વધુ શીખો છો. આ સાથે કામ કરવાના મારા સમયની શરૂઆતમાં, અમારી પાસે સ્ટેનલેસ સ્ટીલ EGR વાલ્વ બોડીના બેચ માટે ઓર્ડર હતો. પ્રિન્ટ સારી દેખાતી હતી. અમે ઉત્પાદન ચલાવ્યું. પ્રથમ લેખ નિરીક્ષણ પસાર. પરંતુ ક્લાયન્ટના પ્રેશર ટેસ્ટિંગ દરમિયાન, અમારી પાસે માઇક્રો-લીક્સથી 30% નિષ્ફળતા દર હતો. આપત્તિજનક. મૂળ કારણ? ડિઝાઇનમાં જાડા ફ્લેંજથી પાતળા ટ્યુબ વિભાગમાં તીવ્ર થર્મલ સંક્રમણ હતું. અમારા સ્ટાન્ડર્ડ ગેટીંગે તે સંક્રમણ ઝોનમાં થોડી સંકોચન છિદ્રાળુતા બનાવી છે. ફિક્સ પ્રક્રિયા ઓવરહોલ ન હતી; તે એક સરળ ડિઝાઇન ઝટકો હતો - દિશાત્મક નક્કરતાને પ્રોત્સાહન આપવા માટે થોડો ફિલેટ ત્રિજ્યા ઉમેરીને. અમે તે બેચની કિંમતને શોષી લીધી. આ પાઠ અવિશ્વસનીય હતો: ડીએફએમ (ઉત્પાદન માટે ડિઝાઇન) તબક્કામાં ડિઝાઇનર અને ફાઉન્ડ્રી એન્જિનિયર વચ્ચેનો સાચો સહયોગ એ એક સરસ વસ્તુ નથી; તે બનાવવાનો એકમાત્ર રસ્તો છે ઓટોમોટિવ રોકાણ કાસ્ટિંગ વિશ્વસનીય અને આર્થિક.
અન્ય પાઠ માત્ર-ઇન-ટાઇમ ડિલિવરી મોડેલમાંથી આવ્યો. ઓટોમોટિવ ચુસ્ત સમયપત્રક પર ચાલે છે. કંટ્રોલ આર્મ બ્રેકેટ માટે અમારી પાસે સંપૂર્ણ પ્રક્રિયા હતી. તે પછી, અમારા સિરામિક ફિલ્ટર (ગેટિંગ સિસ્ટમમાં વપરાયેલ) માટેના મુખ્ય કાચા માલના સપ્લાયરની ગુણવત્તામાં ખામી હતી. નવા ફિલ્ટર્સમાં સહેજ અલગ પ્રવાહની લાક્ષણિકતા હતી. ભરણની પેટર્ન બદલવા માટે તે પૂરતું હતું, અશાંતિ ઊભી કરી જે બિન-જટિલ પરંતુ દૃષ્ટિની દેખીતા વિસ્તારોમાં ઓક્સાઇડ ફિલ્મો તરફ દોરી જાય છે. ભાગો વિધેયાત્મક રીતે સાઉન્ડ હતા, પરંતુ દૃષ્ટિની રીતે નકારી કાઢવામાં આવ્યા હતા. તેણે લાઇન અટકાવી દીધી. અમારી પાસે હવે ડ્યુઅલ-સોર્સ ક્રિટિકલ કન્ઝ્યુમેબલ્સ છે અને અમારી પાસે એવી વસ્તુઓ માટે ઇનકમિંગ ઇન્સ્પેક્શન પ્રોટોકોલ છે જે અમે પહેલાં ક્યારેય તપાસવાનું વિચાર્યું ન હતું. સપ્લાય ચેઇન એ પ્રક્રિયાનો એક ભાગ છે.
આ અનુભવો દર્શાવે છે કે આ ક્ષેત્રમાં દીર્ધાયુષ્ય શા માટે મહત્વનું છે. એક કંપની જે 30 વર્ષથી કાર્યરત છે, જેમ કે QSY, અનિવાર્યપણે આ ચક્ર - સામગ્રીની અછત, ઉર્જા ખર્ચમાં વધારો, વિકસિત એલોય વિશિષ્ટતાઓ જોયા છે. તે સંસ્થાકીય મેમરી એક મૂર્ત સંપત્તિ છે. તેઓએ સામાન્ય નિષ્ફળતા મોડ્સ માટે મજબૂત સિસ્ટમો અને બેકઅપ યોજનાઓ બનાવી છે, જે તેમના ઓટોમોટિવ ક્લાયન્ટ્સ માટે સીધી વિશ્વસનીયતામાં અનુવાદ કરે છે. તે માત્ર સાધનસામગ્રી રાખવા વિશે નથી; તે અનિવાર્યપણે, સ્ક્રિપ્ટની બહાર જાય ત્યારે શું કરવું તે અંગેનું જ્ઞાન છે.
ક્યાં છે ઓટોમોટિવ રોકાણ કાસ્ટિંગ વડા ઇલેક્ટ્રિફિકેશન એ મોટો ડ્રાઇવર છે, પરંતુ જે રીતે કેટલાક વિચારે છે તે રીતે નહીં. હા, બૅટરી-ઇલેક્ટ્રિક વાહનમાં આંતરિક કમ્બશન એન્જિનની સામે કાસ્ટ પાર્ટ્સની તીવ્ર સંખ્યા ઘટી શકે છે. વધુ જટિલ ઇન્ટેક મેનીફોલ્ડ્સ અથવા એક્ઝોસ્ટ ઘટકો નથી. જો કે, બાકીના ભાગો ઘણી વખત વધુ માગણી કરે છે. બૅટરીના વજનને સરભર કરવા માટે લાઇટવેઇટિંગ વધુ મહત્ત્વપૂર્ણ છે, જે વધુ પાતળી દિવાલો સાથે વધુ એલ્યુમિનિયમ અને મેગ્નેશિયમ કાસ્ટિંગ માટે દબાણ કરે છે. બેટરી અને મોટર્સ માટે થર્મલ મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ્સમાં જટિલ, સંકલિત પ્રવાહી પાથનો સમાવેશ થાય છે જે રોકાણ કાસ્ટિંગ માટે આદર્શ છે.
વધુમાં, માળખાકીય બેટરી પેક અથવા મોટા, સંકલિત વાહન સબફ્રેમ્સ (મેગાકાસ્ટિંગ્સ) માટે દબાણ મોટાભાગે કદના કારણે ઉચ્ચ-દબાણ ડાઇ કાસ્ટિંગ અથવા સેન્ડ કાસ્ટિંગનું ડોમેન છે. પરંતુ તે મોટી એસેમ્બલીઓમાં, નાના, ખૂબ જ તણાવયુક્ત અને ભૌમિતિક રીતે મુશ્કેલ ગાંઠો અથવા કનેક્ટર્સ હશે જ્યાં રોકાણ કાસ્ટિંગ શ્રેષ્ઠ ઉકેલ હોઈ શકે છે. ભાવિ વોલ્યુમ વિશે ઓછું અને મૂલ્ય વિશે વધુ છે-વિશિષ્ટ, ઉચ્ચ-મુશ્કેલ સમસ્યાઓનું નિરાકરણ જે અન્ય ઉચ્ચ-વોલ્યુમ પ્રક્રિયાઓ કરી શકતી નથી.
ફાઉન્ડ્રીની અંદરની ટેકનોલોજી પણ વિકસિત થઈ રહી છે. મીણની પેટર્ન અથવા તો સિરામિક શેલ્સની 3D પ્રિન્ટિંગ ટૂલિંગના કેટલાક પરંપરાગત અવરોધોને દૂર કરી રહી છે, જે વધુ આમૂલ ડિઝાઇન એકત્રીકરણ અને ઝડપી પ્રોટોટાઇપિંગ માટે પરવાનગી આપે છે. પરંતુ તે નવા ચલો - સ્તર સંલગ્નતા, રેઝિન બર્નઆઉટ લાક્ષણિકતાઓ રજૂ કરે છે. તે બીજું સાધન છે, જાદુઈ લાકડી નથી. ધાતુશાસ્ત્ર, થર્મલ મેનેજમેન્ટ અને ગેટીંગ ડિઝાઇનના મુખ્ય સિદ્ધાંતો હજુ પણ લાગુ પડે છે. પરંપરાગત દાયકાઓથી પાયાનો અનુભવ રોકાણ કાસ્ટિંગ જે ફાઉન્ડ્રીને નવી, ખર્ચાળ મુશ્કેલીઓમાં પડ્યા વિના આ નવી તકનીકોને સફળતાપૂર્વક અપનાવવાની મંજૂરી આપે છે. તે એક પુનરાવર્તિત હસ્તકલા છે, જેટલું તે વિજ્ઞાન છે.
aside>