قالب‌ سازی ( moldin) و طراحی قالب بخش بزرگی از مهندسی ساخت و تولید و اولین مرحله از تولید یک محصول می‌باشد. به‌طور کلی قالب ابزار شکل دهی هر نوع محصولی است؛ به صورتی که مانند یک الگو کمک می‌کند تا محصول شکل دلخواه کارفرما را به خود بگیرد. بنا بر همین تعریف قالب‌سازی اولین قدم از تولید محصول صنعتی در تعداد انبوه می‌باشد.

ریخته‌گری در عمل به فرایند تولید محصول از طریق شکل‌دادن به مواد خام مایع یا انعطاف‌پذیر با استفاده از یک قالب سفت و سخت به نام قالب (ماتریس) است. این عمل ممکن است با استفاده از یک الگو یا مدل از شی نهایی ساخته شده باشد، که می‌تواند از طرق مختلفی مانند ریخته‌گری دقیق، پرفشار، کم فشار و … انجام شود که در تمامی این موارد نیاز به ساخت قالبی با جنس مخصوص داریم. همچنین به‌طور مشابه، فرآیندهای آهنگری، تزریق پلاستیک، پرسکاری و بسیاری دیگر از فرآیندهای تولید محصول مبنی بر قالبی اولیه می‌باشند و در نتیجه می‌توان به اهمیت علم قالب‌سازی پی برد. قالب، یک بلوک توخالی است که با مواد مایع یا انعطاف‌پذیر مانند پلاستیک، شیشه و فلز پر می‌شود؛ از این رو طراحی و ساخت دقیق سیستم‌های راهگاهی و سایر اجزای قالب یکی از ضرورت‌های تولید یک محصول با کیفیت و مقرون به صرفه می‌باشد.

قالب سازی قالب پروفیل قالب تزریق پلاستیک قالب لاستیک سیلیکونی

 

 

طبقه‌بندی قالب‌ها بر اساس نوع فرایند تولید:

 

۱. قالب ریخته‌گری (casting)

قالب‌های ریخته‌گری مخصوص قطعاتی است که به روش ریخته‌گری ساخته می‌شوند؛ در ادامه به معرفی انواع قالب‌های ریختگری پرداخته خواهد شد:

 

قالب ماسه‌ای (sand cast mold)

قالب ماسه ای متداول‌ترین و ارزان‌ترین قالب در ریخته‌گری است. همان‌طور که از اسمش پیداست، از ماسه برای قالب‌گیری استفاده می‌شود. از این روش برای ساخت قطعات فلزی استفاده می‌شود. این قالب‌ها دمای بالای فلزات حتی فولاد را تحمل می‌کنند.

فلز ذوب شده را در قالب ماسه ای می‌ریزند و فلز شکل قالب را به خود می‌گیرد. ماسه قالب معمولاً در دو قاب یا چهارچوب قرار می‌گیرد که به آن‌ها فلاسک می‌گویند. در ساخت این نوع قالب‌ها معمولاً به جز ماسه از یک ماده چسبنده مثل خاک رس نیز استفاده می‌شود. همچنین لازم است ذکر شود که قالب‌های ماسه‌ای به دلیل شکسته شدن قالب برای بیرون کشیدن قطعه، در دسته قالب‌های یکبار مصرف قرار می‌گیرند و همین امر باعث می‌شود تا تولید قطعات با تأخیری مواجه شوند که در قالب‌های دایمی وجود ندارد.

 

قالب دایکست (die cast mold)

محفظه‌های فلزی با قابلیت استفاده مجدد، die نامیده می‌شوند. از روش ریخته‌گری تحت فشار برای ساخت قطعاتی که از جنس آلومینیوم می‌باشند، استفاده می‌شود. قالب‌های دایکاست معمولاً از فولاد مقاوم با ضخامت و تحمل فشار بالا ساخته می‌شوند و به همین دلیل بزرگ و گران‌قیمت می‌باشند.

از مزایای قالب‌های دایکست می‌توان به تولید قطعات با کیفیت سطحی بالا و تیراژ بالا نام برد. کیفیت بالا و عدم پلیسه سبب می‌شود بسیاری از پروسه‌های تولید مانند پلیسه‌گیری و سنگ‌زنی و سوراخ‌کاری حذف شود، از این رو تأثیر به سزایی در کاهش هزینه تولید هر واحد قطعه دارد.

 

قالب ریژه (gravity cast mold)

یکی دیگر از انواع قالب‌های صنعتی که زیرمجموعه قالب‌های ریخته‌گری می‌باشد، قالب ریژه است. از قالب‌های ریژه برای ساخت قطعات فلزی که ضخامت یکسان ندارند و استحکام آن‌ها اهمیت دارد، استفاده می‌شود. این قالب‌ها فولادی بوده و از قالب‌های دایکست کوچک‌تر و سبک‌تر هستند؛ اما از طرف دیگر تکنولوژی ساخت پیچیده تری داشته و گران هستند. قطعات تولید شده در این روش معمولاً بدون تخلخل هستند.

 

۲. قالب تزریق پلاستیک (injection molding)

یکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین قالب‌های صنعتی، قالب تزریق پلاستیک می‌باشد. از قالب‌های تزریق پلاستیک برای ساخت قطعات پلاستیکی استفاده می‌شود. در واقع ساخت قطعات پلاستیکی به این روش مقرون به صرفه تر از سایر روش‌ها است.

قالب‌های تزریق پلاستیک عمدتاً از جنس فولاد هستند و تکنولوژی پیچیده‌ای برای ساخت دارند، در نتیجه هزینه ساخت این قالب‌ها بالاست. قسمت‌های تشکیل دهنده اصلی یک قالب تزریق پلاستیک عبارتند از:

کفشک – پل – کویته – پران – صفحه پران – اسپرو –‌هات رانر

قالب تزریق پلاستیک دو بخش دارد:

 

بخش ثابت که تزریق مواد گرم در آن قسمت انجام می‌شود.

بخش متحرک که به قسمت متحرک ماشین وصل شده و بیرون اندازی قطعه از آن جا انجام می‌گیرد.

 

۳. قالب آهنگری (forging)

در آهنگری برای فرم دادن به قطعه از قالب‌های فولادی مستحکم و با چقرمگی بالا استفاده می‌شود، به این صورت که قطعه بین دو نیمه قالب قرار می‌گیرد و سپس با فشار پرس یا ضربه چکش شکل قالب را به خود می‌گیرد. طراحی قالب‌های آهنگری به دانش زیادی دربارهٔ خواص استحکام، چکش خواری، حساسیت به نرخ تغییر شکل و دما، اصطکاک و شکل قطعه نیاز دارد. اعوجاج قالب تحت بارهای بالا خصوصاً در تولید قطعات با تلرانس کم قابل ملاحظه می‌باشد. مهم‌ترین قانون در طراحی قالب این است که قطعه در هنگام عملیات آهنگری در جهتی که دارای کمترین مقاومت است جریان می‌یابد.

قالب‌های آهنگری به سه صورت زیر وجود دارند:

• •  
  • قالب بسته آهنگری (Cloesd Die Forging)

• •  
  • قالب نیمه‌باز آهنگری (Impression Die Forging)

• •  
  • قالب باز آهنگری (Open Die Forging)

• •  
  • باریک کردن (fullering)

• •  
  • لبه زنی (edging)

 

 

۴. قالب پرس‌کاری (pressing)

قالب‌های پرس برای فرم دادن، برش، خم کردن و کشش قطعات استفاده می‌شوند. پس قطعاتی را که جنس شکل‌پذیر ندارند، نمی‌توان از این روش تولید کرد. جنس این قالب‌ها هم معمولاً از فولاد است.

اصلی‌ترین اجزای قالب‌های پرس شامل موارد زیر می‌باشند:

• •  
  • سنبه: به قسمت نری قالب گفته می‌شود که اغلب در کفشک بالایی نصب می‌گردد و به قطعه کار فشار وارد می‌کند و پرس انجام می‌شود.

• •  
  • ماتریس: به قسمت مادگی قالب می‌گویند که غالباً در کفشک پایینی نصب می‌شود.

• •  
  • کفشک: محل قرارگیری قالب است که از چدن ساخته می‌شود و به دو شکل کفشک بالایی و فشک پایینی استفاده می‌شود.

• •  
  • میل راهنما: مشخص کننده مسیر است و روی کفشک پایینی نصب می‌شود. میل راهنما کفشک بالایی را به کفشک پایینی متصل می‌کند.

• •  
  • بوش: همانند میل راهنما وظیفه تعیین مسیر را دارد و روی کفشک بالایی نصب می‌شود. به طوری که میل راهنما از آن عبور می‌کند و به کفشک بالایی می‌رسد.

  • قالب سازی قالب پروفیل قالب تزریق پلاستیک قالب لاستیک سیلیکونی
    

  •