Metallien ja metallikomponenttien valmistukseen tai valmistukseen käytetään useita mekanismeja. Kaksi yleistä menetelmää ovat valu ja takominen, jotka ovat olleet käytännössä vuosisatoja.
On mahdollista, että näitä kahta menetelmää voidaan pitää synonyymeinä, koska niitä voidaan toisinaan käyttää vaihtoehtona toiselle, mutta näiden kahden välillä on jousieroja.
Valu vs taonta
Ero valun ja takomisen välillä on se, että valu on prosessi, jossa metallia kuumennetaan, kunnes se sulaa (eli sulaa) ja laitetaan sitten astiaan tarvittavan muodon saamiseksi, kun taas takomisessa metalli kuumennetaan käyttämällä lämpö- tai mekaanista energiaa ja myöhemmin vasaralla halutun muodon saamiseksi.
Yllä oleva ei kuitenkaan ole ainoa ero. Molempien termien vertailu tietyillä parametreilla voi paljastaa hienovaraisia näkökohtia:
Valun ja takomisen vertailutaulukko (taulukkomuodossa)
| Vertailuparametri | Valu | Taonta |
|---|---|---|
| Merkitys | Metallia kuumennetaan, kunnes se sulaa, ja sen jälkeen se kaadetaan suulakkeeseen tietyn muodon saamiseksi | Metalli kuumennetaan ja sen jälkeen vasaralla saadaan aikaan tietty muoto |
| Kustannus/kustannus näkökulmasta | Valu on halvempaa, mutta riippuu käytetyistä menetelmistä | Kalliimpi kuin Casting |
| Mikä on vanha menetelmä? | Valu on hyvin vanha prosessi, joka saattaa juontaa juurensa tuhansia vuosia. | Suhteellisen uusi verrattuna Castingiin ja sitä on käytetty 1100-luvulta lähtien |
| Millä menetelmällä metallit vahvistuvat? | Metallit eivät ole niin vahvoja verrattuna takomiseen | Metallit vahvistuvat |
| Soveltuu monimutkaisille metalleille | Joo | Ei |
| Soveltuu suurikokoisille materiaaleille | Joo | Ei |
| Voidaanko materiaalien jatkokäsittelyä vaatia koneella? | Ei | Kyllä, tämä voi tapahtua monimutkaisten materiaalien tapauksessa, jotka eivät välttämättä ole halutun muotoisia, ja siksi tarvitaan lisäkäsittelyä koneella |
| Mitkä materiaalit sopivat ihanteellisesti valuun? | Terästä, messinkiä, rautaa, alumiinia ja tinaa | Seosteräs, hiiliteräs, titaani, kupari |
Mitä Casting on?
Valu on prosessi, jossa metallia kuumennetaan, kunnes se sulaa. Kun se on sulassa tai nestemäisessä tilassa, se kaadetaan muottiin tai astiaan halutun muodon luomiseksi. Valaminen yksinkertaisesti tarkoittaa jotain muottiin valettua. Valussa metallin nestemäinen muoto kaadetaan (pursotetaan) muottiin (joka voi olla joko avoin tai suljettu) ja sen annetaan myöhemmin jäähtyä kiinteään tilaan. Tämän prosessin avulla materiaalit pääsevät muotoon jäähdytysvaiheen aikana.
Valu voi olla monentyyppistä, kuten painevalu (nestemäinen metalli laitetaan suulakkeeseen eli erikoismuotometalli muotin sijaan), pysyvä valu (sulan metallin laittaminen metallimuottiin), hiekkavalu (hidas prosessi jotka Casting s tehdään työntämällä tietty malli hiekkaseokseen).
Lisäksi voi olla muita menetelmiä, kuten tyhjiöprosessivalu, investointivalu, kipsivalu jne. Kaikilla mainituilla menetelmillä on tiettyjä etuja ja haittoja. Valua voidaan käyttää komponenteille tai sovelluksille, jotka ovat suurempia tai toisin sanoen joissa ei ole suurempaa kokorajoitusta.
Casting on suositeltava menetelmä tällaisissa skenaarioissa. Valua käytetään myös osissa, joita ei pidetä takomiseen soveltumattomina.
Mitä on takominen?
Takominen yksinkertaisin sanoin tarkoittaa jonkin muodostamista kuumentamalla ja myöhemmin vasaralla tai lyömällä halutun muodon saamiseksi. Takomisen alla käytetään suurta puristusvoimaa materiaalin lyömiseksi muotoon.
Jälleen, kun takominen on suoritettu, tietty työstö voidaan vaatia materiaalin saattamiseksi haluttuun muotoon erityisesti monimutkaisten materiaalien tapauksessa. Takomiseen liittyy automaattisen tai sähköenergian käyttö tarvittavan muodon aikaansaamiseksi materiaalille.
Takomista voidaan tehdä useilla eri menetelmillä, kuten kylmätakominen (huoneenlämpötilassa takominen), lämmintaonta (suoritetaan huoneenlämpötilan yläpuolella), kuumatakominen (uudelleenkiteytyslämpötilassa). Muita menetelmiä ovat myös avoin taonta, suljettu taonta, puristustaonta, rullataonta.
Takominen tarjoaa useita etuja, kuten metallirakenteen johdonmukaisuuden ja kokoonpanon tasaisuuden. Taontaprosessissa valmistettua terästä pidetään iskun kannalta vahvempana.
Takominen sopii ihanteellisesti pienemmille materiaaleille, koska materiaalin saattamiseksi muotoon, joka ei ehkä ole mahdollista tai erittäin vaikeaa suurempikokoisten materiaalien tapauksessa, on käytettävä paljon voimaa. Takominen voi olla sopiva tapauksiin, joissa tuotteen suunnittelu on tärkeä näkökohta.
Tärkeimmät erot valun ja takomisen välillä
- Valu sisältää materiaalin kuumentamisen, kunnes se sulaa, ja myöhemmin kaatamisen astiaan tiettyjen muotojen muodostamiseksi. Takomiseen liittyy mekaanisen ja lämpöenergian käyttö metallin lämmittämiseen ja vasaraamiseen halutun muodon aikaansaamiseksi.
- Valamalla ei välttämättä synny metalleja, jotka ovat sitkeitä ja kestävät huomattavaa painetta. Takominen voi luoda metalleja, jotka ovat sitkeämpiä ja vahvempia, koska prosessi itsessään sisältää puristamisen tai vasaran, mikä antaa metallille mahdollisuuden kestää painetta alusta alkaen.
- Valu mahdollistaa metallin muodon muuttamisen helposti. Takomisen alla metallin muotoilu voi olla vaikeaa, koska metalli on kiinteässä olomuodossa.
- Valu voidaan suorittaa suurelle materiaalille. Takominen ei ehkä ole sopiva valinta suuremmille materiaaleille, koska se tulee vaikeaksi tai kohdistaa voimaa niin suuriin materiaaleihin.
- Valu on halvempaa kuin takominen.
- Valu voi mahdollistaa monimutkaisten tai paksujen materiaalien valmistamisen. Takomisessa on vaikeaa valmistaa materiaaleja, joilla on monimutkainen rakenne.
Johtopäätös
Valu ja takominen mahdollistavat korkealaatuisten ja teknisesti edistyneiden metallituotteiden valmistamisen. Tulee kuitenkin myös piilevä kysymys siitä, mikä menetelmä on suositeltavampi käytettäväksi valmistusprosessissa. Valinnan tekemisestä voi tulla vaikeaa, koska jokainen menetelmä tarjoaa useita, mutta erillisiä etuja ja tiettyjä haittoja.
Valun tai takomisen valinta riippuu useiden tekijöiden, kuten kustannusten, komponenttien tyypin, komponenttien koon ja monimutkaisuuden, suunnitellun lopputuotteen, aikatekijän jne., arvioinnista.
Siksi on tärkeää arvioida nämä näkökohdat ja myös yksilölliset tarpeet ennen kuin päätetään joko valu- tai taontaprosessista. Olisi järkevää, jos niiden hienovaraisten erojen arviointi suoritettaisiin ennen niiden käytöstä päättämistä, koska molemmat menetelmät eroavat toisistaan käytännön näkökulmasta.
Asiantuntijaneuvoja, erityisesti kokeneilta metallin/materiaalien valmistustekijöiltä, suositellaan, jotta voidaan saada kaikki hyödyt joko valu- tai taontakäytöstä todellisessa käytännössä korkealaatuisten lopputuotteiden saamiseksi.
- https://www.scientific.net/SSP.116-117.34
- https://journals.co.za/content/ergosa/22/1/EJC33288
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921509397008101
