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कास्टिंग क्या है?

परिभाषा, प्रक्रिया, और प्रकार

कास्टिंग क्या है?

कास्टिंग एक निर्माण प्रक्रिया है जिसमें एक तरल पदार्थ को आमतौर पर एक सांचे में डाला जाता है जिसमें वांछित आकार की गुहा होती है और फिर जमने की अनुमति दी जाती है। ठोस भाग को कास्टिंग के रूप में भी जाना जाता है, जिसे प्रक्रिया को पूरा करने के लिए मोल्ड से निकाला या तोड़ा जाता है।

कास्टिंग सामग्री आमतौर पर धातु या विभिन्न समय-सेटिंग सामग्री होती है जो दो या दो से अधिक घटकों को एक साथ मिलाने के बाद कठोर हो जाती है; उदाहरण एपॉक्सी, कंक्रीट, प्लास्टर ऑफ पेरिस और मिट्टी हैं।

धातु की ढलाई एक 7,000 साल पुरानी प्रक्रिया है जिसका उपयोग निर्माण और ललित कला दोनों में किया जाता है। पहली ज्ञात कास्ट ऑब्जेक्ट एक तांबे का मेंढक है जो 3200 ईसा पूर्व का है, जो वर्तमान इराक में पाया जाता है। धातु कास्टिंग के दौरान, पिघला हुआ धातु एक सकारात्मक धातु कास्ट ऑब्जेक्ट बनाने के लिए एक क्रूसिबल से मोल्ड में स्थानांतरित किया जाता है। धातु और मोल्ड को ठंडा किया जाता है, और धातु की वस्तु को हटा दिया जाता है और समाप्त कर दिया जाता है।
पारंपरिक धातु कास्टिंग तकनीकों में खोई-मोम की ढलाई, प्लास्टर मोल्ड की ढलाई, डाई कास्टिंग और रेत की ढलाई, कुछ नाम शामिल हैं। ये धातु कास्टिंग प्रक्रियाएं फाउंड्री या ज्वेलरी स्टूडियो में पूरी की जा सकती हैं।

धातु कास्टिंग प्रक्रियाओं को हजारों वर्षों से जाना जाता है, और व्यापक रूप से मूर्तियां, गहने, परिवहन, हथियार और उपकरण बनाने के लिए उपयोग किया जाता है।

कास्टिंग का उपयोग आमतौर पर जटिल आकृतियों को बनाने के लिए किया जाता है जो अन्य तरीकों का उपयोग करने के लिए अन्यथा मुश्किल या गैर-आर्थिक होगा। भारी उपकरण जैसे मशीन टूल बेड, शिप प्रोपेलर आदि को कई छोटे टुकड़ों को एक साथ जोड़ने के बजाय आवश्यक आकार में आसानी से डाला जा सकता है।


चरण 1: पैटर्न बनाएं
अपना साँचा बनाने से पहले, आपको साँचे के आकार को निर्धारित करने के लिए एक पैटर्न बनाना होगा। पैटर्न आपके अंतिम कलाकारों का 3-आयामी मॉडल हो सकता है। यह मोम, रेत, प्लास्टिक या लकड़ी के आकार का हो सकता है।
कुछ कैस्टर प्लास्टर या सिलिकॉन से बने सांचों का उपयोग करते हैं, जो ऐसी सामग्रियां हैं जो पिघली हुई धातु की कास्ट का सामना नहीं कर सकती हैं, लेकिन ढलाईकार को बड़े पैमाने पर मोम के गुणकों को खर्च करने योग्य मोल्ड कास्टिंग में उपयोग करने की अनुमति देता है।
जब आप अपने पैटर्न को आकार दे रहे हों, तो सुनिश्चित करें कि धातु के ठंडा होने पर किसी भी प्रत्याशित संकोचन के लिए आपका खाता। पिघला हुआ धातु मोल्ड में बहने की अनुमति देने के लिए पैटर्न को स्प्रे के साथ भी गेट किया जा सकता है।


चरण 2: मोल्ड बनाएं
आपके द्वारा एक पैटर्न बनाने के बाद, अपना साँचा बनाने का समय आ गया है। जैसा कि हमने ऊपर उल्लेख किया है, आप एक पुन: प्रयोज्य मोल्ड बनाना चुन सकते हैं, जो आमतौर पर धातु से बना होता है, या एकल-उपयोग वाला मोल्ड, जिसे रेत, प्लास्टर या सिरेमिक शेल से बनाया जा सकता है।
मोल्ड बनाने के इन तरीकों में से प्रत्येक को विभिन्न कास्टिंग धातुओं और पैटर्न जटिलता के विभिन्न स्तरों के लिए अनुकूलित किया गया है। यदि आप मोम या प्लास्टिक के पैटर्न के साथ काम कर रहे हैं, तो आप भट्ठे के अंदर के पैटर्न को जला सकते हैं।


चरण 3: धातुई मिश्र धातु चुनें
सभी धातु कास्टिंग या तो लौह या अलौह मिश्र धातुओं से निर्मित होते हैं। मिश्र धातु तत्वों का मिश्रण है जो अंतिम कलाकारों के उपयोग के लिए सर्वोत्तम यांत्रिक गुण प्रदान करता है। लौह मिश्र धातुओं में स्टील, निंदनीय लोहा और ग्रे आयरन शामिल हैं।
अलौह मिश्र धातुएं जो आमतौर पर कास्टिंग में उपयोग की जाती हैं वे एल्यूमीनियम, कांस्य और तांबा हैं। यदि आप किसी ज्वेलरी स्टूडियो में कीमती धातुओं के साथ काम कर रहे हैं, तो आप सिल्वर, कॉपर, गोल्ड और प्लेटिनम के साथ काम कर सकते हैं।


चरण 4: मिश्र धातु को पिघलाएं
मिश्र धातुओं के बीच पिघलने की प्रक्रिया भिन्न होती है क्योंकि प्रत्येक मिश्र धातु का एक अलग पिघलने का तापमान होगा। अनिवार्य रूप से, पिघलने में ठोस मिश्र धातु को एक क्रूसिबल में रखना और इसे खुली लौ पर या भट्टी के अंदर गर्म करना होता है।

चरण 5: मोल्ड में डालो
पिघली हुई धातु को मोल्ड कैविटी में डालें। यदि यह एक छोटा कास्टिंग है, तो आप बस क्रूसिबल से डाल सकते हैं जहां धातु को सीधे मोल्ड में गरम किया गया था। एक बड़ी ढलाई के लिए एक भट्ठी के अंदर धातु को गर्म करने और मोल्ड में डालने से पहले धातु को एक बड़े क्रूसिबल या करछुल में स्थानांतरित करने के लिए एक छोटी टीम की आवश्यकता हो सकती है।
पिघला हुआ धातु डालते समय सभी अनुशंसित सुरक्षा दिशानिर्देशों का पालन करना सुनिश्चित करें। सुनिश्चित करें कि आप सुरक्षात्मक कपड़े पहनते हैं, जिसमें प्राकृतिक फाइबर कपड़े, लंबी पैंट और आस्तीन, अछूता दस्ताने और सुरक्षा चश्मे शामिल हैं।
खतरनाक धुएं से किसी भी तरह के जोखिम से बचने के लिए अच्छी तरह हवादार जगह पर काम करें। सुनिश्चित करें कि आपके पास एक रासायनिक अग्निशामक है और भट्ठी और मोल्ड के बीच अपना रास्ता साफ रखें। अगले चरण पर जाने से पहले मोल्ड को जमने दें।


चरण 6: मोल्ड से कास्टिंग निकालें।
जब धातु ठंडी और जम जाए, तो आप इसे सांचे से निकाल सकते हैं। यदि आप एकल-उपयोग वाले सांचे में डालते हैं, तो आप सांचे को ढलाई से अलग कर सकते हैं। यदि आपने प्लास्टर निवेश का उपयोग किया है, तो आप धातु के जमने के बाद प्लास्टर को पानी में बुझाना चाहेंगे। पानी मोल्ड को तोड़ने में मदद करेगा। पुन: प्रयोज्य सांचों के लिए, आप अपनी कास्टिंग निकालने के लिए इजेक्टर पिन का उपयोग कर सकते हैं।

चरण 7: परिष्करण
अपनी ठोस धातु की कास्ट फाइल करें और पॉलिश करें! इसमें आपकी कास्ट मेटल ऑब्जेक्ट की सफाई शामिल हो सकती है, जैसे पानी में अतिरिक्त मोल्ड सामग्री को साफ़ करना, छोटी वस्तुओं के लिए कतरनी के साथ कास्टिंग गेट्स को तोड़ना, या यहां तक कि बड़े टुकड़ों के लिए एंगल ग्राइंडर भी।

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कास्टिंग प्रक्रिया के प्रकार

1. रेत कास्टिंग
रेत की ढलाई सबसे लोकप्रिय और आसान प्रकार की ढलाई में से एक है और सदियों से इसका उपयोग किया जाता रहा है। रेत कास्टिंग स्थायी मोल्ड कास्टिंग की तुलना में और बहुत ही उचित लागत पर छोटे बैचों को सक्षम बनाता है। न केवल निर्माता कम लागत पर उत्पादों का उत्पादन करने के लिए इस पद्धति का उपयोग कर सकते हैं, बल्कि रेत की ढलाई अन्य लाभ भी प्रदान करती है, जैसे कि बहुत छोटे संचालन।
प्रक्रिया कास्टिंग की अनुमति देती है जो हाथ की हथेली में कास्टिंग करने के लिए पर्याप्त छोटी होती है या ट्रेन बेड की तरह काफी बड़ी होती है। मोल्ड बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली रेत के प्रकार के आधार पर, रेत की ढलाई भी अधिकांश धातुओं को कास्ट कर सकती है।
रेत कास्टिंग आमतौर पर सिलिका-आधारित सामग्री, जैसे सिंथेटिक या प्राकृतिक रूप से बाध्य रेत पर आधारित होती है। कास्ट सैंड में आमतौर पर बारीक पिसे, गोलाकार दाने होते हैं जिन्हें एक चिकनी मोल्ड सतह बनाने के लिए कसकर एक साथ पैक किया जा सकता है।
कास्टिंग को प्रक्रिया के कूल-डाउन चरण के दौरान मध्यम मात्रा में लचीलेपन और संकोचन की अनुमति देकर दरारें, आँसू या अन्य दोषों के जोखिम को कम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। मिट्टी को जोड़कर भी रेत को मजबूत किया जा सकता है, जिससे कण अधिक निकटता से बंधे होंगे। मोटर वाहन उत्पाद जैसे इंजन ब्लॉक रेत की ढलाई द्वारा बनाए जाते हैं।


2. निवेश कास्टिंग
निवेश कास्टिंग को खोया मोम कास्टिंग के रूप में भी जाना जाता है, यह प्रत्येक कास्ट भाग के लिए एक डिस्पोजेबल मोम पैटर्न का उपयोग करता है। इस विधि में, मोम को सीधे एक सांचे में इंजेक्ट किया जाता है, हटाया जाता है, और फिर एक मोटी खोल बनाने के लिए, आमतौर पर कई चरणों में, आग रोक सामग्री और बाध्यकारी एजेंट के साथ लेपित किया जाता है।
सामान्य स्प्रू बनाने के लिए कई नमूने एक साथ रखे जाते हैं। एक बार जब गोले सख्त हो जाते हैं, तो मोम को हटाने के लिए पैटर्न को उलट दिया जाता है और ओवन में गरम किया जाता है। इन पैटर्नों को अत्यधिक देखभाल की आवश्यकता होती है क्योंकि वे मोल्ड बनाने में शामिल बलों का सामना करने के लिए पर्याप्त मजबूत नहीं होते हैं। निवेश कास्टिंग का एक फायदा यह है कि मोम का पुन: उपयोग किया जा सकता है।
निवेश कास्टिंग व्यापक रूप से मोटर वाहन, बिजली उत्पादन, और एयरोस्पेस उद्योगों, जैसे टरबाइन ब्लेड के लिए भागों को बनाने के लिए उपयोग किया जाता है। ये कास्टिंग सुनिश्चित करते हैं कि उच्च गुणवत्ता वाले घटकों को सटीकता, दोहराव, बहुमुखी प्रतिभा और अखंडता के प्रमुख लाभों के साथ बनाया गया है।


3. कास्टिंग मरो
डाई कास्टिंग एक मोल्ड गुहा में उच्च दबाव में पिघला हुआ धातु को मजबूर करके मोल्डिंग सामग्री की एक विधि है। अधिकांश डाई कास्टिंग अलौह धातुओं विशेष रूप से जस्ता, तांबा और एल्यूमीनियम-आधारित मिश्र धातुओं से बने होते हैं। हालांकि, लौह धातु डाई-कास्ट भागों संभव हैं।
डाई कास्टिंग प्रक्रिया उन अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से उपयुक्त है जिसमें अच्छे विवरण, ठीक सतह की गुणवत्ता और आयामी सटीकता के साथ कई छोटे से मध्यम आकार के भागों की आवश्यकता होती है।


4. कम दबाव कास्टिंग    
लो-प्रेशर कास्टिंग में, डाई को प्रेशराइज्ड फर्नेस से धातु से भर दिया जाता है, प्रेशर आमतौर पर लगभग 0.7 बार होता है। होल्डिंग फर्नेस ऊर्ध्वाधर डाई कास्टिंग मशीन के निचले हिस्से में स्थित है, जिसमें पिघला हुआ धातु सीधे मोल्ड के नीचे इंजेक्ट किया जाता है। दबाव धातु को तब तक रखता है जब तक कि वह जम न जाए।
इस प्रक्रिया के मुख्य लाभों में से एक डाई कैविटी फिलिंग का सटीक नियंत्रण है। पिघला हुआ धातु फ़ीड लाइनों के माध्यम से जल्दी और आसानी से बहता है, ऑक्साइड गठन को कम करता है और छिद्र को रोकता है।
इस प्रक्रिया को कार के पहियों जैसे अक्षीय सममित भागों के उत्पादन के लिए विकसित किया गया था। हालांकि, डाई में रेत के कोर का उपयोग करके, यह खोखले प्रोफाइल और जटिल ज्यामिति वाले भागों के उत्पादन के लिए भी उपयुक्त है।


5. केन्द्रापसारक कास्टिंग
केन्द्रापसारक कास्टिंग का उपयोग कताई मोल्ड में विकसित जी-बलों पर भरोसा करके कच्चा लोहा पाइप जैसे लंबे, बेलनाकार भागों को बनाने के लिए किया जाता है। मोल्ड में डाली गई पिघला हुआ धातु मोल्ड की अंदरूनी सतह के खिलाफ फेंक दिया जाता है, जिससे एक कास्ट बनता है जो शून्य मुक्त हो सकता है।
मूल रूप से वाटर-कूल्ड मोल्ड्स का उपयोग करके डी लावाड प्रक्रिया के रूप में आविष्कार किया गया था, इस प्रक्रिया को मिट्टी के पाइप और बड़े तोप बैरल जैसे सममित भागों पर लागू किया जाता है और इसमें न्यूनतम संख्या में राइजर वाले हिस्से बनाने का लाभ होता है।
असममित भागों के मामले में जिन्हें अपनी कुल्हाड़ियों के चारों ओर घुमाया नहीं जा सकता है, केन्द्रापसारक कास्टिंग का एक प्रकार जिसे प्रेशर कास्टिंग कहा जाता है, एक सामान्य स्प्रू के चारों ओर कई हिस्सों को व्यवस्थित करता है और इस धुरी के चारों ओर मोल्ड को घुमाता है।
इसी तरह के विचार का उपयोग बहुत बड़े गियर के छल्ले आदि की ढलाई में किया जाता है। डाली जाने वाली सामग्री के आधार पर, धातु या रेत के सांचों का उपयोग किया जा सकता है।


6. ग्रेविटी डाई कास्टिंग
ग्रेविटी डाई कास्टिंग एक स्थायी मोल्ड कास्टिंग प्रक्रिया है, जहां पिघला हुआ धातु एक बर्तन या करछुल से मोल्ड में डाला जाता है। मोल्ड गुहा गुरुत्वाकर्षण के अलावा कोई बल नहीं भरता है, मरने को झुकाकर भरने को नियंत्रित किया जा सकता है।
अंडरकट और गुहाओं को रेत के कोर का उपयोग करके घटक आकार में बनाया जा सकता है। यह प्रक्रिया रेत की ढलाई की तुलना में बेहतर सतह की गुणवत्ता के साथ-साथ बेहतर यांत्रिक गुणों की पेशकश करती है, दोनों तेजी से जमने के कारण।
इसके अलावा, इस प्रक्रिया में एल्यूमीनियम रेत कास्टिंग की तुलना में उच्च ढलाई दर है, लेकिन धातु के सांचे रेत की तुलना में अधिक महंगे हैं। इस प्रक्रिया के लाभों में कम गैस सरंध्रता की संभावना शामिल है और ठीक अनाज के आकार प्राप्त किए जा सकते हैं।
रेत की ढलाई की तुलना में, इस प्रक्रिया में कम पोस्ट-प्रोसेसिंग और सफाई की आवश्यकता होती है, और गुरुत्वाकर्षण मर जाता है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च गुणवत्ता वाला उत्पाद प्राप्त होता है। रेत की ढलाई की तुलना में टूलींग बनाने में ग्रेविटी डाई कास्टिंग निर्माण प्रक्रिया आम तौर पर कम लागत प्रभावी होती है।


7. वैक्यूम डाई कास्टिंग
कैनेडी डाई कास्टिंग में वैक्यूम-असिस्टेड डाई कास्टिंग एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया क्षमता है। डाई कैविटी की वैक्यूम निकासी धातु इंजेक्शन के दौरान गैस के प्रवेश को कम करती है और कास्टिंग में सरंध्रता को कम करती है। परिणाम उच्च स्तर की गुणवत्ता के साथ डाई कास्टिंग है।
वैक्यूम सिस्टम केवल एक पूरक हैं। वे डाई कैविटी, रनर्स, गेट्स और ओवरफ्लो की इंजीनियरिंग में अच्छे डाई कास्टिंग डिजाइन अभ्यास के लिए स्थानापन्न नहीं करते हैं।


8. स्क्वीजिंग डाई कास्टिंग
स्क्वीज़ कास्टिंग, जिसे लिक्विड फोर्जिंग भी कहा जाता है, एक हाइब्रिड धातु बनाने की प्रक्रिया है जो एक एकल चरण में डाई फोर्जिंग के साथ स्थायी मोल्ड कास्टिंग को जोड़ती है जहां पिघला हुआ धातु मिश्र धातु की एक विशिष्ट मात्रा को पहले से गरम और चिकनाई वाले डाई में डाला जाता है और बाद में दबाव में जाली और जम जाता है।

9. खोया फोम कास्टिंग
लॉस्ट-फोम कास्टिंग (एलएफसी) एक प्रकार की बाष्पीकरणीय-पैटर्न कास्टिंग प्रक्रिया है जो निवेश कास्टिंग के समान है सिवाय फोम के मोम के बजाय पैटर्न के लिए उपयोग किया जाता है। यह प्रक्रिया पॉलीमर फोम के कम क्वथनांक का लाभ उठाती है ताकि मोल्ड से मोम को पिघलाने की आवश्यकता को हटाकर निवेश कास्टिंग प्रक्रिया को सरल बनाया जा सके।

10. निरंतर कास्टिंग
निरंतर ढलाई एक निरंतर क्रॉस-सेक्शन के साथ धातु प्रोफाइल के निरंतर बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए कास्टिंग प्रक्रिया का शोधन है। पिघली हुई धातु को वाटर-कूल्ड, ओपन-एंडेड मोल्ड में डाला जाता है जो ठोस धातु की "त्वचा" को स्थिर-तरल केंद्र के ऊपर बनाने की अनुमति देता है, धीरे-धीरे धातु को बाहर से अंदर से ठोस बनाता है।
जमने के बाद, स्ट्रैंड, जैसा कि कभी-कभी कहा जाता है, मोल्ड से लगातार वापस ले लिया जाता है। स्ट्रैंड की पूर्व निर्धारित लंबाई को या तो यांत्रिक कतरनी या यात्रा ऑक्सीसेटिलीन मशालों द्वारा काटा जा सकता है और आगे की प्रक्रियाओं या भंडार में स्थानांतरित किया जा सकता है।

कास्ट आकार स्ट्रिप (लगभग पांच मीटर चौड़ा कुछ मिलीमीटर मोटा) से लेकर बिलेट्स (90 से 160 मिमी वर्ग) से लेकर स्लैब (1.25 मीटर चौड़ा 230 मिमी मोटा) तक हो सकता है। कभी-कभी, स्ट्रैंड को काटने से पहले एक प्रारंभिक हॉट रोलिंग प्रक्रिया से गुजरना पड़ सकता है।
एक मानक उत्पाद के निरंतर उत्पादन से जुड़ी कम लागत और अंतिम उत्पाद की गुणवत्ता में वृद्धि के कारण निरंतर कास्टिंग का उपयोग किया जाता है। स्टील, तांबा, एल्युमिनियम और सीसा जैसी धातुएं लगातार डाली जाती हैं, इस पद्धति का उपयोग करते हुए स्टील सबसे बड़ी टन भार वाली धातु है।

कास्टिंग प्रक्रिया के लाभ

  • कोई भी जटिल आकार आंतरिक या बाहरी हो सकता है

  • किसी भी सामग्री को डालना व्यावहारिक रूप से संभव है

  • कास्टिंग प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक उपकरण आम तौर पर सस्ते होते हैं

  • कास्टिंग की कूलिंग आम तौर पर सभी दिशाओं से समान होती है इसलिए इसमें आमतौर पर दिशात्मक गुण नहीं होते हैं

  • कई सामग्रियों को केवल उनके धातुकर्म विचारों के कारण कास्टिंग प्रक्रियाओं द्वारा संसाधित किया जा सकता है

  • 200 टन तक, किसी भी आकार की ढलाई करना व्यावहारिक रूप से संभव है

कास्टिंग प्रक्रिया के नुकसान

  • यह खराब सरफेस फिनिश देता है और ज्यादातर सरफेस फिनिश ऑपरेशन की आवश्यकता होती है।

  • कास्टिंग दोष इस प्रक्रिया में शामिल है।

  • यह फोर्जिंग की तुलना में कम थकान शक्ति देता है।

  • यह बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए किफायती नहीं है।

कास्टिंग प्रक्रिया के अनुप्रयोग

परिवहन

ऑटोमोबाइल, एयरोस्पेस, रेलवे और शिपिंग

पौधे व यंत्र

  रसायन, पेट्रोलियम, कागज, चीनी, कपड़ा, इस्पात और थर्मल प्लांट

नगर कास्टिंग

पाइप, जोड़, वाल्व और फिटिंग

भारी उपकरण

निर्माण, खेती और खनन

 

रक्षा

वाहन, तोपखाने, युद्ध सामग्री, भंडारण और सहायक उपकरण

गृहस्थी

उपकरण, रसोई और बागवानी उपकरण, फर्नीचर और फिटिंग

मशीन टूल्स

मशीनिंग, कास्टिंग, प्लास्टिक मोल्डिंग, फोर्जिंग, एक्सट्रूज़न और फॉर्मिंग

विद्युत मशीनें

मोटर्स, जनरेटर, पंप और कम्प्रेसर

कला वस्तुएं

मूर्तियां, मूर्तियां, फर्नीचर, लैंप स्टैंड और सजावटी सामान।

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