ریخته‌گری دوغابی

ریخته‌گری دوغابی یا Slip Casting یکی از قدیمی‌ترین و در عین حال دقیق‌ترین روش‌های شکل‌دهی مواد سرامیکی است که امروزه هم در صنایع بزرگ و هم در کارگاه‌های هنری مورد استفاده قرار می‌گیرد. برخلاف تصور رایج که ریخته‌گری را صرفاً محدود به فلزات می‌داند، این فرایند برای مواد غیر فلزی مانند سرامیک، سفال و چینی‌آلات نیز کاربرد گسترده‌ای دارد.

در بسیاری از موارد، ساخت قطعات سرامیکی با اشکال پیچیده، ظریف یا دارای جزئیات زیاد با روش‌هایی مانند چرخ سفالگری یا شکل‌دهی دستی امکان‌پذیر نیست. در چنین شرایطی، ریخته‌گری دوغابی به‌عنوان یک راه‌حل دقیق، قابل تکرار و صنعتی مطرح می‌شود.

مشاهده تامین‌ کنندگان ریخته گری دوغابی

ریخته‌گری دوغابی چگونه انجام می‌شود؟

در این روش، ماده اولیه به‌صورت دوغاب سرامیکی تهیه می‌شود. دوغاب در واقع ترکیبی از خاک رس، آب و افزودنی‌های خاص است که به شکل مایع درآمده و قابلیت ریخته شدن در قالب را دارد. این دوغاب در قالب‌هایی که معمولاً از جنس گچ ساخته می‌شوند ریخته می‌شود.

قالب‌های گچی به دلیل تخلخل ذاتی خود، نقش کلیدی در این فرایند دارند. زمانی که دوغاب داخل قالب ریخته می‌شود، گچ شروع به جذب آب موجود در دوغاب می‌کند. این جذب آب باعث می‌شود لایه‌ای خمیری و نیمه‌جامد از دوغاب روی دیواره‌های داخلی قالب تشکیل شود و به‌تدریج شکل قالب را به خود بگیرد.

پس از گذشت زمان مشخص، بسته به نوع قطعه و روش اجرا، دوغاب اضافی تخلیه شده یا در قالب باقی می‌ماند تا قطعه نهایی شکل بگیرد.

تاریخچه و اهمیت قالب گچی در ریخته‌گری دوغابی

قالب‌های مورد استفاده در ریخته‌گری دوغابی معمولاً از گچ پاریس ساخته می‌شوند. گچ پاریس نوعی گچ با دانه‌بندی بسیار ریز و سرعت گیرش بالا است که نخستین بار در شهر پاریس فرانسه مورد استفاده قرار گرفت و نام خود را از همان‌جا گرفته است.

ویژگی اصلی این گچ، تخلخل مناسب و جذب سریع رطوبت است؛ عاملی که باعث می‌شود آب دوغاب به‌سرعت جذب شده و شکل‌دهی قطعه با دقت بالا انجام شود. کیفیت قالب گچی تأثیر مستقیمی بر سرعت ریخته‌گری، ضخامت دیواره‌ها و کیفیت نهایی قطعه دارد.

انواع روش‌های ریخته‌گری دوغابی

به‌طور کلی، ریخته‌گری دوغابی به دو روش اصلی تقسیم می‌شود:

1. ریخته‌گری دوغابی توخالی

در روش توخالی، دوغاب سرامیکی داخل قالب ریخته می‌شود و قالب بسته می‌شود. پس از چند ضربه ملایم به بدنه قالب برای خروج حباب‌های هوا، اجازه داده می‌شود تا لایه‌ای از دوغاب روی دیواره داخلی قالب تشکیل شود.

پس از رسیدن به ضخامت مورد نظر، دوغاب اضافی از قالب تخلیه می‌شود. در نتیجه، یک پوسته سرامیکی توخالی باقی می‌ماند که شکل دقیق قالب را دارد. این روش برای تولید قطعاتی مانند فنجان، قوری، مجسمه‌های تزئینی و ظروف سبک بسیار رایج است.

قالب‌ها معمولاً چندتکه طراحی می‌شوند تا جداسازی قطعه به‌راحتی انجام شود. پس از خروج قطعه از قالب، پلیسه‌گیری، پرداخت سطح و خشک‌کردن انجام می‌شود.

2. ریخته‌گری دوغابی توپر

در روش توپر، تفاوت اصلی در این است که دوغاب پس از ریخته شدن تخلیه نمی‌شود. بلکه زمان بیشتری داده می‌شود تا ضخامت لایه افزایش یافته و کل حجم قالب پر شود.

این روش برای تولید قطعات ضخیم‌تر، سنگین‌تر یا قطعاتی که نیاز به استحکام بالاتر دارند استفاده می‌شود. طبیعتاً زمان تولید در این روش بیشتر است و مرحله خشک‌کردن نیز حساس‌تر خواهد بود.

محاسبه ضخامت دیواره در ریخته‌گری دوغابی

یکی از مفاهیم کلیدی در این فرایند، سرعت ریخته‌گری است. سرعت ریخته‌گری به میزان افزایش ضخامت دیواره در واحد زمان اشاره دارد و نقش مهمی در کنترل کیفیت قطعه نهایی دارد.

ضخامت دیواره ایجادشده در قالب معمولاً با رابطه زیر محاسبه می‌شود:

D = K × T^0.25

در این رابطه:

• D ضخامت دیواره بر حسب میلی‌متر

• T زمان ماند دوغاب در قالب بر حسب دقیقه

• K ضریب ثابت وابسته به نوع دوغاب و قالب

مقدار K معمولاً به‌صورت تجربی تعیین می‌شود. برای این کار، ضخامت دیواره در زمان‌های مختلف اندازه‌گیری شده و نمودار ضخامت بر حسب زمان رسم می‌شود.

عوامل مؤثر بر سرعت ریخته‌گری دوغابی

سرعت ریخته‌گری دوغابی تحت تأثیر عوامل مختلفی قرار دارد که مهم‌ترین آن‌ها عبارت‌اند از:

• فشار اعمال‌شده به دوغاب در قالب

• دمای دوغاب

• میزان تخلخل و رطوبت قالب گچی

• چگالی و ویسکوزیته دوغاب

• میزان مقاومت لایه تشکیل‌شده در برابر عبور آب

در مراحل ابتدایی، جذب آب و تشکیل دیواره با سرعت بالایی انجام می‌شود. اما با افزایش ضخامت دیواره، این لایه مانند یک سد عمل کرده و سرعت نفوذ آب را کاهش می‌دهد. به همین دلیل، سرعت ریخته‌گری به‌مرور کمتر می‌شود.

مونتاژکاری در ریخته‌گری دوغابی

بسیاری از قطعات سرامیکی پیچیده به‌صورت یکپارچه تولید نمی‌شوند. برای مثال، در ساخت قوری یا ظروف مشابه، بدنه و دسته به‌صورت جداگانه ریخته‌گری شده و سپس به یکدیگر متصل می‌شوند.

در مونتاژکاری، ابتدا محل اتصال با ایجاد شیارهای ریز آماده می‌شود. سپس دوغاب رقیق‌شده که معمولاً با مقدار کمی سرکه یا سیلیکات سدیم ترکیب شده است، به محل اتصال زده می‌شود. قطعات با فشار ملایم به هم متصل شده و اطراف محل اتصال دوباره با دوغاب پوشانده می‌شود تا اتصال کامل شود.

نکته مهم این است که مونتاژ باید قبل از خشک‌کردن نهایی انجام شود و رطوبت قطعات در محل اتصال یکسان باشد.

کاربردهای صنعتی و هنری ریخته‌گری دوغابی

ریخته‌گری دوغابی امروزه به‌عنوان روش استاندارد تولید بسیاری از محصولات سرامیکی شناخته می‌شود. از جمله کاربردهای رایج آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• تولید ظروف بهداشتی مانند توالت فرنگی و روشویی

• ساخت ظروف چینی و سرامیکی خانگی

• تولید قطعات تزئینی و هنری

• ساخت مجسمه‌ها و اشکال پیچیده سرامیکی

دقت بالا، امکان تکرارپذیری و کیفیت سطح مناسب، این روش را به یکی از محبوب‌ترین تکنیک‌های شکل‌دهی سرامیک تبدیل کرده است.

جمع‌بندی

ریخته‌گری دوغابی (Slip Casting) یکی از دقیق‌ترین و کاربردی‌ترین روش‌های شکل‌دهی مواد سرامیکی است که امکان تولید قطعات ساده تا بسیار پیچیده را فراهم می‌کند. در این روش، دوغاب سرامیکی در قالب‌های گچی ریخته می‌شود و به‌واسطه جذب آب توسط گچ، لایه‌ای خمیری روی دیواره قالب شکل می‌گیرد.

استفاده از قالب‌های گچی متخلخل، کنترل ضخامت دیواره، امکان تولید قطعات توخالی و توپر، و قابلیت مونتاژ اجزای مختلف، از مهم‌ترین مزایای این روش محسوب می‌شوند. به همین دلیل، ریخته‌گری دوغابی نه‌تنها در صنایع هنری و کارگاهی، بلکه در تولیدات صنعتی بزرگی مانند ظروف بهداشتی، چینی‌آلات و قطعات تزئینی نیز به‌عنوان روش استاندارد شناخته می‌شود.

در مجموع، اگر دقت بالا، کیفیت سطح مناسب و امکان تولید اشکال پیچیده مدنظر باشد، ریخته‌گری دوغابی یکی از بهترین گزینه‌های موجود در صنعت سرامیک به شمار می‌آید.

سوال تخصصی دارید؟ با هوش مصنوعی تکصان گفتگو کنید

سوالات متداول (FAQ)

ریخته‌گری دوغابی چیست؟

ریخته‌گری دوغابی روشی برای شکل‌دهی مواد سرامیکی است که در آن دوغاب مایع خاک رس در قالب‌های گچی ریخته می‌شود و با جذب آب توسط قالب، قطعه سرامیکی شکل می‌گیرد.

چرا در ریخته‌گری دوغابی از قالب گچی استفاده می‌شود؟

قالب‌های گچی به دلیل تخلخل بالا، آب دوغاب را جذب می‌کنند و باعث تشکیل لایه خمیری و شکل‌گیری دقیق قطعه می‌شوند.

تفاوت ریخته‌گری دوغابی توخالی و توپر چیست؟

در روش توخالی، دوغاب اضافی پس از تشکیل دیواره تخلیه می‌شود و قطعه توخالی باقی می‌ماند؛ اما در روش توپر، دوغاب در قالب باقی می‌ماند تا قطعه‌ای کاملاً پر و ضخیم تولید شود.

ریخته‌گری دوغابی بیشتر در چه صنایعی کاربرد دارد؟

این روش در تولید ظروف بهداشتی، چینی‌آلات خانگی، مجسمه‌های سرامیکی، قطعات تزئینی و محصولات هنری کاربرد گسترده دارد.

چه عواملی بر سرعت ریخته‌گری دوغابی تأثیر می‌گذارند؟

عواملی مانند دمای دوغاب، تخلخل قالب گچی، چگالی دوغاب، فشار درون قالب و مقاومت لایه تشکیل‌شده بر سرعت ریخته‌گری تأثیر مستقیم دارند.

منبع: Encyclopaedia Britannica