धातु कास्टिंग में विभिन्न दीवार मोटाई के साथ भागों के डिज़ाइन के लिए सर्वोत्तम प्रथाएँ क्या हैं?

विभिन्न दीवार मोटाई वाले कास्ट पार्ट्स को डिज़ाइन करना धातु कास्टिंग में एक अद्वितीय प्रकार की चुनौतियाँ प्रस्तुत करता है, विशेष रूप से भराई प्रदर्शन, ठोसकरण नियंत्रण और आयामी स्थिरता के संदर्भ में। असमान दीवार मोटाई श्रिंकेज पोरोसिटी, वॉर्पिंग, कोल्ड शट्स और थर्मल तनाव का कारण बन सकती है। इंजीनियरों को DFM (Design for Manufacturability) और धातु प्रवाह सिमुलेशन विश्लेषण में स्थापित सर्वोत्तम प्रथाओं का पालन करना चाहिए ताकि इन समस्याओं से बचा जा सके और एक मजबूत, निर्माण योग्य डिज़ाइन सुनिश्चित किया जा सके।

दीवार मोटाई में भिन्नता को कम करें

दीवार मोटाई में अत्यधिक भिन्नता असमान कूलिंग दरें उत्पन्न करती है, जिससे आंतरिक दोषों का जोखिम बढ़ जाता है। सर्वोत्तम प्रथा यह है कि संभव हो तो पार्ट में भिन्नता को ±20–30% तक कम किया जाए।

• एल्युमिनियम मिश्र धातुओं के लिए (जैसे, A380), आदर्श दीवार मोटाई 2.5–3.5 मिमी है

• जिंक मिश्र धातुओं के लिए (जैसे, Zamak 5), दीवारें 0.6–1.5 मिमी पतली हो सकती हैं क्योंकि प्रवाह गुणात्मकताएँ बेहतर होती हैं

• कॉपर आधारित मिश्र धातुओं के लिए, 4.0–6.0 मिमी की मोटी सेक्शन प्रवाह प्रतिरोध को नियंत्रित करने के लिए आवश्यक हो सकते हैं

धीर-धीरे बदलाव का उपयोग करें

मोटी और पतली क्षेत्रों के बीच तेज बदलाव से बचें। दीवार मोटाई में अचानक बदलाव धातु प्रवाह को अशांत कर सकता है और अधूरा भराव उत्पन्न कर सकता है। चिकनी बदलाव बनाने के लिए फिलेट्स या टेपरिंग (ड्राफ्ट) का उपयोग करें।

• तनाव केंद्रित होने को कम करने के लिए ≥ 1.5 मिमी के फिलेट रेडियस का उपयोग करें

• डिमोल्डिंग में सहायता करने और आयामी स�������������थिरता बनाए रखने के लिए 1°–3° के ड्राफ्ट एंगल लागू करें

थर्मल ग्रेडिएंट्स को नियंत्रित करें

विभिन्न दीवार मोटाई असमान गर्मी उत्सर्जन का कारण बनती है, जिससे स्थानीय रूप से श्रिंकेज और गर्मी के स्थान उत्पन्न होते हैं। डिज़ाइन इंजीनियरों को डिज़ाइन चरण के दौरान सिमुलेशन सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके थर्मल मास संकेंद्रण की पहचान करनी चाहिए और उसे कम करना चाहिए।

मोटी दीवारों की बजाय रिब्स का उपयोग करें

बिना भारी दीवार सेक्शन बनाए ताकत बढ़ाने के लिए, मजबूत रिब्स का उपयोग करें। रिब्स वजन को कम करती हैं और कठोरता में सुधार करती हैं जबकि मोटी दीवारों के गर्मी संचय समस्याओं से बचती हैं।

• सिफारिश की गई रिब मोटाई: सन्निहित दीवार का 60–75%

• रिब की ऊंचाई दीवार की मोटाई से तीन गुना से अधिक नहीं होनी चाहिए

यह दृष्टिकोण विशेष रूप से ऑटोमोटिव संरचनात्मक पार्ट्स और इलेक्ट्रॉनिक हाउसिंग में व्यावहारिक है, जो आमतौर पर एल्यु������������ डाई ��स्टिंग या जिंक डाई कास्टिंग द्वारा बनाए जाते हैं।

गेटिंग और फीडिंग सिस्टम को अनुकूलित करें

मोटी क्षेत्रों के लिए गेट्स और राइज़र्स की रणनीतिक स्थिति आवश्यक होती है ताकि ठोसकरण के दौरान पूरी धातु प्रवाह सुनिश्चित हो सके और संकुचन को компен्सेट किया जा सके।

• गेट्स को मोटी सेक्शनों की ओर निर्देशित करना चाहिए ताकि भारी मास पहले भरा जा सके।

• हाई-प्रेशर डाई कास्टिंग (HPDC) में पतली दीवारों में ठोस होने से पहले दबाव-फीड गेटिंग सिस्टम का उपयोग करें।

मोल्ड फ्लो विश्लेषण करें

आधुनिक कास्टिंग डिज़ाइन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा सिमुलेशन है। Neway फ्लो सिमुलेशन और थर्मल मॉडलिंग का उपयोग करके कास्टिंग दोषों का पूर्वानुमान करता है और उन्हें टूलिंग शुरू होने से पहले समाप्त कर देता है।

यह अनुमति देता है:

• गर्म स्थानों की पहचान

• हवा फंसे क्षेत्रों का पता लगाना

• रनर ज्यामिति और गेट स्थान का अनुकूलन

इस प्रकार के सिमुलेशन टूल्स विशेष रूप से जटिल भाग ज्यामितियों में उपयोगी होते हैं जिनमें रिब्स, बॉस और विभिन्न दीवार क्षेत्रों होते हैं, जहां मैन्युअल गणनाएँ पर्याप्त नहीं होतीं।

दीवार भिन्नता के साथ सहिष्णुताओं को संरेखित करें

विभिन्न दीवार मोटाई वाले पार्ट्स में विभिन्न कूलिंग-जनित संकुचन होता है, जो अंतिम आयामों को प्रभावित करता है। यह महत्वपूर्ण है कि ISO 8062-3 (कास्टिंग सहिष्णुताएँ) के अनुसार उचित सहिष्णुताएँ निर्दिष्ट की जाएं जो स्थानीय दीवार मोटाई पर आधारित हों।

• पतली दीवार वाले फीचर्स: कड़ी सहिष्णुताएँ (±0.10–0.20 मिमी)

• मोटी दीव��र वाले स�क�����: ढीली सहिष्णुताएँ (±0.30–0.50 मिमी)

अपने कास्टिंग आपूर्तिकर्ता के साथ प्रारंभिक रूप से सहयोग करने से प्रत्येक ज्यामिति के लिए वास्तविक और कार्यात्मक सहिष्णुताएँ सुनिश्चित होती हैं।

ज्यामिति को सत्यापित करने के लिए प्रोटोटाइपिंग का उपयोग करें

जटिल मोटाई प्रोफाइल वाले पार्ट्स के लिए यूरेथेन कास्टिंग या 3D प्रिंटिंग के साथ प्रोटोटाइपिंग की सिफारिश की जाती है। ये विधियाँ इंजीनियरों को पूर्ण-स्तरीय डाई विकास से पहले असेंबली फिट, कूलिंग व्यवहार, और वजन वितरण का परीक्षण करने की अनुमति देती हैं।

निष्कर्ष

दीवार मोटाई भिन्नता का प्रबंधन सफल धातु कास्टिंग डिज़ाइन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। इन सर्वोत्तम प्रथाओं को लागू करके—ज्यामिति अनुकूलन और गेटिंग नियंत्रण से लेकर सिमुलेशन और प्रोटोटाइपिंग तक—निर्माता महँगे दोषों से बच सकते हैं, सामग्री दक्षता में सुधार कर सकते हैं और अंतिम पार्ट की यांत्रिक अखंडता को बढ़ा सकते हैं। Neway में, प्रत्येक कास्टिंग डिज़ाइन को कठोर DFM समीक्षा, थर्मल मॉडलिंग और सामग्री सत्यापन के माध्यम से कार्यात्मक और उत्पादन लक्ष्यों को पूरा करने के लिए सुनिश्चित किया जाता है।