ساخت قالب گچی ریخته گری و خشک کردن آن

در این مقاله قصد داریم راجع‌به قالب‌های گچی مورد استفاده در ریخته‌گری، ساخت آنها، چگونگی جدا کردن آنها و همینطور خشک کردن قالب‌های گچی صحبت کنیم، پس تا انتهای این مقاله با شهر سفال همراه باشید.

ساخت قالب گچی ریخته گری

با توجه به اینکه روش ریخته‌گری دوغاب و قالب گچی ارتباط بسیار نزدیک و عمیقی با هم دارند، لازم است در این قسمت درمورد گچ و ساخت قالب گچی ریخته‌گری بحث شود.

در صنعت سرامیک گچ به طور کلی برای چهار منظور مختلف کاربرد دارد:

۱_ جهت ساخت قالب گچی ریخته گری: که در شکل دادن قطعات به روش ریخته‌گری مورد استفاده قرار می‌گیرند، قالب گچی ریخته گری به طور نسبی باید دارای تخلخل بیشتری باشند.

۲_ جهت ساخت قالب گچی: که در دیگر روش‌های شکل دادن سرامیک ( به عنوان مثال در شکل دادن با استفاده از دستگاه های جیگر و یا دستگاه های گردان ) مورد استفاده قرار می‌گیرند. این قالب‌ها در مقایسه با قالب‌ های ریخته گری دارای تخلخل کمتری می‌باشند.

۳_ جهت ساخت مدل‌ها: برای این منظور در عین حال که تراکم و استحکام زیاد گچ مورد نیاز می‌باشد، سهولت در عمل تراشیدن گچ نیز مورد توجه است.

۴_ جهت ساخت قالب گچی اصلی و مادر: این قالب‌ها باید دارای تراکم و استحکام مناسبی بوده و بنابراین مقدار تخلخل باید در کمترین حد ممکن باشد.برای خوانندگانی که هیچ‌گونه آشنایی با قالب‌های گچی ندارند، اصطلاح ” مدل ” ، “قالب اصلی”  و یا ” قالب مادر” می‌تواند گُنگ و نامفهوم باشد.

با توجه به این موضوع و نیز جهت ایجاد زمینه‌ای در ذهن خوانندگان لازم است قبل از بحث در مورد گچ و خواص آن، به طور خلاصه به نحوه‌ی تهيه قالب‌های گچی اشاره گردد.

ساخت قالب گچی

ساخت قالب گچی به طور کلی تخصصی است که تا حدود زیادی عملی است و بستگی به تجربیات هر فرد دارد. بیان جزئیات عمل قالب‌سازی و توضیحی جامع در مورد آن، می‌تواند موضوع بحث یک کتاب باشد.

بنابراین در اینجا هدف ما توضیح جامع و کامل نیست، بلکه همان طور که قید شد لازم است شرح کلی و مختصری در مورد “قالب سازی ” ، ارائه شود. اصطلاح ” مدل ” به قطعه ای گفته می‌شود که از روی یک طرح ساخته شده و قرار است در خط تولید یک کارخانه با استفاده از قالب گچی تولید گردد.

بنابراین اولین مرحله کار ساخت قالب گچی معمولاً طراحی شکل مدل در روی کاغذ می‌باشد.مرحله بعدی، محاسبه حجم طرحی است که در روی کاغذ رسم شده است.

حجم طرح، در اکثر اوقات با حجمی که برای قطعه ساخته شده و پخته شده در نظر گرفته می‌شود تفاوت دارد، بنابراین لازم است با توجه به حجم قطعه نهایی، ابعاد طرح تغییر یابند.

بهترین ماده جداکننده قالب گچی ریخته گری

بعد از اینکه مدل گچی ساخته شد، در مقیاس صنعتی مدل‌ها معمولاً به روش تراش شکل می‌یابند. بعد از شکل یافتن مدل، یک قالب و معمولاً چند تکه از مدل ساخته می‌شود. به این قالب اصطلاحاً “قالب اصلی” می‌گویند.

سپس از قالب اصلی نیز قالب دیگری که اصطلاحاً “قالب مادر” خوانده می‌شود، تهیه می‌گردد.از قالب مادر نیز بالاخره قالب‌هایی که باید در خط تولید مورد استفاده قرار گیرند ساخته می‌شود.

نکته اساسی که در اینجا وجود دارد این است که، در هنگام ساخت قالب گچی چنانچه از مواد جداکننده استفاده نشود، احتمال چسبیدن قالب های گچی به یکدیگر وجود دارد، بدین منظور مناسب‌ترین ماده جداکننده ای که در صنعت سرامیک استفاده می شود صابون مایع است.

سرامیست‌ها در مجموع صابون را بهترین ماده جداکننده می دانند چرا که صابون باعث خراب شدن و بروز مشکل در سطح قالب‌ها نمی‌گردد.

نحوه عمل بدبن ترتیب است که سطح قالب با لایه‌های زیادی از صابون پوشانده شده و کف حاصل گرفته می‌شود تا سطح تمیز و یکنواختی ایجاد گردد.

گچ قالب گیری سرامیک

بعد از آشنایی کلی با قالب‌سازی، لازم است درمورد “گچ” و مطالب مربوط به آن بحث گردد. نحوه ترکیب گچ و آب و هم زدن دوغاب حاصل، یکی از عوامل موثر در مقدار تخلخل و استحکام قالب های گچی است. بنابراین لازم است در این قسمت راجع به این موضوع که یکی از مهم‌ترین مراحل ساخت قالب ها می‌باشد بحث گردد.

در هنگام ترکیب گچ و آب قبل از هر عمل دیگر، لازم است توجه شود که همواره گج باید به آب اضافه شود و نه برعکس.

بعد از افزودن گچ به آب، مخلوط حاصل باید حداقل به مدت ۱ تا ۳ دقیقه به حال خود گذاشته شود، این زمان جهت خیس خوردن گچ ضروری است.

در مورد مخلوط‌هایی که دارای حجم زیادی می‌باشند، این مدت می‌تواند حتی تا ۶دقیقه نیز افزایش یابد، در این مرحله، دوغاب گچ و آب، جهت خروج حباب‌های هوای موجود در آن، دوغاب باید به خوبی هم خورده و یکنواخت گردد.

هم‌زدن، باید به نحوی صورت پذیرد که حباب‌های هوا از دوغاب، گچ و آب خارج گردد. امروزه مشکل حباب‌های هوا با استفاده از دستگاه‌هایی که عمل هم زدن دوغاب، گچ و آب را در خلاء انجام می‌دهند تقریباً به طور کامل حل گردیده است.

در روش ریخته گری عمر کوتاه قالب گچی یکی از نقاط ضعف این روش است. این مشکل نیز تا حدودی با استفاده از این دستگاه‌ها حل شده بدین ترتیب که عمر قالب‌هایی که عمل هم‌زدن دوغاب، گچ و آب به وسیله این دستگاه‌ها در خلاء انجام گردیده، دو برابر عمر قالب‌های معمولی است.

این موضوع بطور خلاصه به دو دلیل است: اولاً حباب‌ها و هوای موجود در دوغاب گچ و آب، با این روش حذف شده و در نتیجه استحکام قالب‌ها افزایش می‌یابد. ثانياً استفاده از این دستگاه‌ها، به دلیل وجود خلاء امکان استفاده از نسبت کمتر آب به گچ را فراهم می آورد.

همچنان که ذکر شد یکی دیگر از دلایل همزدن دوغاب گچ و آب ایجاد همگنی و یکنواختی در آن می باشد. در یک قالب گچی، بخصوص درقالب هایی که در روش ریخته گری مورد استفاده قرار می گیرند، خلل و فرج موجود باید به طور کاملا همگن و یکنواخت منتشر شوند.

یک قالب گچی ریخته گری که آب را در قسمت های مختلف خود با سرعت های متفاوت جذب می نماید، باعث ایجاد یک فراورده ریخته گری با ضخامت های مختلف می گردد.

بدیهی است که ضخامت های مختلف در یک فراورده به معنی مقادیر متفاوت انقباض بوده و در نتیجه عامل ایجاد تغییر شکل و ترک در فراورده می باشند. عملا در کارخانجات، بسیاری از ترک ها و تغییر شکل ها در فراورده های ریخته گری ناشی از همین عامل می باشد.

به هر صورت، بعد از مرحله همزدن دوغاب گچ و آب باید در محل مربوطه برای ایجاد شکل مورد نظر ریخته شود. این عمل باید در لحظه خاصی انجام شود، یعنی زمانی که ویسکوزیته (به مقاومت مایع در برابر جاری شدن می گویند) ، دوغاب گچ و آب آغاز به افزایش نموده است.

در این وضعیت دوغاب، گچ و آب، سطح براق خود را از دست داده و ” کدر ” می گردد. چنانچه عمل ریختن دوغاب گچ قبل از این لحظه انجام شود، گچ در محل رسوب نموده و بنابراین بعد از گیرش سطح زیرین قالب بسیار سخت و متراکم بوده ولی سطح بالایی قالب بسیار متخلخل و سست خواهد بود.

به عبارت دیگر در این شرایط ناهمگنی شدیدی در قالب مشاهده می شود. از طرف دیگر چنانچه عمل ریختن بعد از موعد انجام شود، اگرچه همگنی مناسبی درقالب وجود خواهد داشت ولی حباب های زیادی از هوا در داخل گچ محبوس شده و قالب مملو از سوراخ های سنجاقی خواهد بود.

به هرحال باید توجه داشت که برای بدست آوردن قالب هایی یکنواخت در خط تولید نه تنها لازم است که نسبت آب و گچ ثابت باشد، بلکه حتما ضروری است که زمان هم خوردن و ریختن دوغاب گچ نیز یکسان درنظر گرفته شود.

همچنین بخوانید: تهیه و آماده سازی دوغاب ریخته گری

خشک کردن قالب گچی ریخته گری

بعد از شکل گیری قالب ها و قبل از استفاده از آنها در خط تولید، لازم است مقدار آب اضافی موجود در قالب خارج شود و یا به عبارت دیگر قالب ها خشک گردند استحکام قالب های خشک شده حدود دو برابر استحکام قالب های تَر است.

به طور کلی، قالب ها تا درجه حرارت ۷۰ آب تبلور خود را از دست نمی دهند. ولی چنانچه قالب ها در درجه حرارتی بیشتر از حدود ۶۵۹ و بخصوص در محیطی با رطوبت کم خشک گردند عمر آنها به شدت کاسته می شود.

مناسب ترین شرایط برای خشک نمودن قالب ها، درجه حرارتی حدود ۴۵ و یا کمتر، و محیطی نسبتا مرطوب (و نه اشباع از رطوبت ) و متلاطم می باشد.

آیا می توان قالب گچی را روی بخاری خشک کرد؟

براساس تجربه ای که قالب سازان در این زمینه کسب کرده اند، توصیه می کنند که نباید قالب را بصورت مستقیم روی بخاری قرار داد، چون بخاری می تواند تا ۴۰ درجه دما تولید کند و گچ را پوک می کند.

بهتر است که قالب ها را در یک اتاقی قرار دهید که در آن بخاری وجود دارد و دمای اتاق ۲۸ تا ۳۵ درجه است، علاوه بر این در این اتاق یک هواکش هم لازم است تا رطوبت حاصل از خشک شدن را خارج کند.