|
Alçı:
Kalsiyum sülfat hemihidrat bileşiği olan ve
ıslatılıp kurutulduğunda sertleşerek çabuk donan, beyaz renkli
ince alçıtaşı tozudur. Kalsiyum sülfat dihidrat ya da alçıtaşının
120° -180°C’ ye kadar ısıtılmasıyla elde edilir. Bileşimin donmasını
geciktirici bir katkı maddesi eklendiğinde kaba ya da ince sıva
adını alır.
Eski çağlardan beri kullanılmakta olan alçıya,
alçıtaşının sıva ve çimento yapmak üzere ilk kez Paris yakınlarında
kullanılmış olmasından ötürü “Paris sıvası” adı da verilir.
Alçı Kalıp:
Alçı kalıp 18. yüzyılda pişmiş toprak
kalıpların dökümüyle beraber yaygın biçimde kullanılmaya başlandı,
fakat alçı kalıpların 3000 -4000 yıl önceye kadar Çinliler
tarafından kullanıldıkları bilinmektedir.
Alçı kalıplar büyük oranla bakır ve alüminyum
alaşımları gibi düşük sıcaklıkta eriyen demir dışı malzemelerin
dökümünde kullanılır. Eğer kalıp modellemesi için mum gibi düşük
dayanımlı malzemeler tercih edilirse, kum gibi dövülerek
sıkıştırılan kalıp malzemeleri uygun olmadığından başlangıçta sulu
harç halinde olan alçı tercih edilir.
Alçı kalıplar, bir bölüm yüzeyine sahiptirler
ve en az iki veya daha çok parçalı olarak dizayn edilirler.
Kullanılacak kalıp malzemesi için 100 ölçü alçı ile 160 ölçü su krem
kıvamına gelinceye kadar karıştırılır. Kalıp malzemesi içine,
kalıbın çatlamaması için %20 oranında talk, katılaşma süresini
uzatmak içinse kaolin ve magnezyum oksit gibi katkılar eklenir.
Kalıbın dayanım ve genleşme gibi özelliklerini kontrol edebilmek
için kireç, çimento, asbest elyaf, silis unu gibi maddelerde
kullanılabilir. Eğer, kalıp hazırlanırken karıştırma hızı normalden
fazla olursa harcın içine hava gireceğinden gözenekler oluşabilir;
karıştırma hızı normalden yavaş olursa harç katılaşabilir.
Alçı başlangıçta yarı sulu haldedir ( CaSO4 .
½ H2O ). Harcın katılaşması esnasında alçı, su ile reaksiyona
girerek CaSO4. 2H2O haline dönüşür. Sulu harcın model üzerine
dökülmesini izleyen birkaç dakika içinde gerçekleşen ilk
sertleşmeden sonra model kalıptan çıkarılır ve kalıp 200° sıcaklıkta
kurutulur. Bu şekilde tüm suyu giden kalıp, Susuz kalsiyum sülfat
(CaSO4 ) haline dönüşür. Kurutulmuş kalıptan tekrardan nem alınması
önemli önemlidir. Nem, alçının düşük olan gaz geçirgenliğini olumsuz
bir şekilde etkiler. Alçı kalıplar çok kırılgan olduklarından ötürü
taşıma sırasında özen gösterilmelidir.
 
Alçı kalıp
örneği Hassas kalıp üretim
makinesı
Alçı kalıba dökümün üstünlükleri:
- Üretilen parçaların döküm yüzeyleri çok
temiz olup, 0,008 – 0,010 mm/mm’ ye ulaşan dar toleranslar elde edilebilir.
- Alçının ısı iletimi düşük olduğundan, soğuma
yavaş ve üniform olur.
- Büyük kesit farklılıklarının bulunduğu
karmaşık parçaların dökümü için uygundur.
- Hızlı soğumanın gerektiği bölgelerde soğutma
plakaları yerleştirilebilir.
Alçı kalıba dökümün sınırları:
- Alçı kalıpların en zayıf yönü gaz
geçirgenliklerinin düşük oluşudur. (Geçirgenliği arttırmak amacıyla değişik teknikler geliştirilmiştir.)
- Bu yöntemle 10 kg’ dan daha düşük parçalar
üretilebilir.
- Kalıplar kırılgandır.
Geçirgenliği arttırma yöntemleri:
- Köpüklü alçı kalıplar: Bu yöntem sayesinde ,
karışıma bir köpükleştirici katılarak kalıp gözenekli ve daha geçirgen hale gelir.
- Antioch yöntemi: Bu yöntemde ise kalıp
malzemesi; kum, alçı, asbest, talk, sodyum silikat ve su karışımıdır. Hazırlanan kalıplara önce bir
otoklavlama işlemi uygulanarak kalıbın suyu giderilir.Daha sonra havada bekletilerek tekrar nem
alması sağlanan kalıp,son olarak pişirilir.
Bu işlemler sonunda iğne biçimli alçı taneleri
küreleşir ve kalıbın gaz geçirgenliği artar.
Genel olarak alçı kalıba döküm yöntemi, kuyumcular
tarafından tercih edilen bir yöntemdir. Kuyumcuların dışında, diş
hekimleri de bu yöntemi kullanmaktadır. Bazı sanatçılar ise alçı
kalıba döküm yöntemi ile değişik çalışmalar yapmaktadırlar.
Ayrıca, seramiği
şekillendirme tekniklerinin endüstriyel anlamda baktığımızda alçı
kalıba (alçı kullanılmasının sebebi alçının çamur içindeki suyu
emerek çamurun yüzeye yapışmasını ve böylece kuruyup et kalınlığını
sağlamasıdır.) döküm gibi seri üretime dayanan bir yöntem
uygulanmaktadır. Alçı kalıpla şekillendirilecek ürün çamurun küçülme
oranına göre teknik resmi büyütülerek çizilir ve alçı tornasında
modeli hazırlanır. Alçı parçalar arasında parçaların birbirini
tutmasını sağlayan pimler yerleştirilir. Alçı kalıp yapılırken alçı
hazırlama detayları da önemlidir. Kalıplar boş döküm ve dolu döküme
göre şekillendirilir. Geniş (servis tabağı, tepsi vb.) formlar dolu
dökümle içi boş (kupa, fincan, pano vb.) formlar ise boş döküm ile
şekillendirilir. Alçı kalıplarda diğer bir yöntem ise alçı kalıplar
içerisine otomatik şablon (iç-dış) torna ile çamurun kuru
preslenmesidir.
Örnek resimler:
.
 
Hazırlayan:
Halil
KÖSEOĞLU
Alçı Kalıba
Döküm Videosu için
tıklayınız
EK
BİLGİ ;
MUM BASIMI VE MUM AĞACININ HAZIRLANMASI
ENJEKSİYON MUMLARI
•
Sadece alçı döküm için özel olarak geliştirilen kaliteli kompakt
mumlar kullanılmalıdır.
• Erime aralığı en dar olan mumlar tercih edilmelidir; bu mumlar
sıvı halden katı hale geçiş süresi en kısa olan mumlardır.
• İyi bir mum, döküm kusurlarına yol açabilecek karbon ya da kül
artık bırakmadan yanar.
• İyi bir mum, modelin kırılmadan çıkarılmasına izin verecek
esneklikte olmalıdır.
• Yeni mumun kirlenmemesi için ,tekrar kullanılan mum filtre
edilmelidir.
• Katılaşmanın hızlı ve yıpranmanın en düşük düzeyde tutulması için,
mum, tam (±1°C) sıcaklık kontrolü altında enjekte edilmelidir.
Optimum sıcaklık 65 °C olarak belirtilmektedir. 75 °C aşılmamalıdır.
• Büzülme kusurlarının yok edilmesi için mum model basınç altında
soğumaya bırakılır.
• Mum modeller ağaçtan çıkarılır ve sıkıca kapatılmış plastik
kaplarda saklanır.
• Fazla miktarda mum model, uzun süre saklanmamalıdır.
MODELLERİN BİR ARAYA GETİRİLMESİ (DÜZENLENMESİ)
Götürü usulü çalışan bir kuyumcunun, sözgelimi 30 ya da 60 gram ayar
altını ya da bir yüzüğün ya da bir broşun parçalarını düz bir koni
üzerinde kısa düz gövde ağızları kullanarak tek tabaka halinde
dökmemesi için hiçbir neden yoktur. Bu düzenleme başlangıçta
genellikle hafif konkav mum bir disktir ve mumlar bu yüzeye 3 mm.
Kadar yakın yerleştirilir. Yolluk uzunluğundaki hafif değişiklikler,
dolgunun sıkı olmasına yarar. Kısa yolluklar, erimiş metalin
döner-döküm sırasındaki hareketini ve katılaştırma sırasında halen
sıvı olan metalle besleme mesafesini en düşük düzeye indirir. Koni,
yolluk metal rezervine kıyasla gerçek döküm boşluğuna göre daha çok
bir döküm yoludur. Gerçek döküm kalıplarına olduğu kadar, kaideyi
doldurmak, metal döküldüğünde basıncı artırmak için yeterli metale
de gereksinim vardır. Gereğinden fazla metal kullanılırsa, bir kısmı
dönme sırasında sıçrayabilir ve hurda oranını artırır. Tek bir
fanus, genellikle 100 (10-20 baş kakma) ile 500 gram (10-20 yüzük
sapı) arasında değişecek miktarda erimiş madde alır, ancak, bu
miktar 700 grama kadar da yükselebilir. Bu fanuslar, ya tek bir
tabakada kaideden doğrudan dallanır ya da split yolluklardan altı
sağlam yolluktan desteklenirler. Ara bir düzenleme de, her biri ana
aşağı yolluktan yatay çıkan bir ızgara üzerine yerleştirilmiş iki ya
da üç katman oluşturulmasıdır. Bu düzenleme, çok sıyad ince parçanın
sık sık yerleştirilmesine olanak sağlar, ancak, alaşımın akışkanlığı
iyi olmalıdır. Bu nedenle de yüksek ayarlı altın alaşımlarda yaygın
uygulanan bir yöntem değildir.
MUM AĞACININ HAZIRLANMASI
Eritme ve döküm parçası kapasitesi 300 gram ya da daha fazla
olduğunda en yaygın parça üretim  yönteminde
mumlar bir ağaç şeklinde yerleştirilir. Ancak yine aynı “kısa
mesafe” yolluklar uygulanır. Bir ağaç, 300 gram döküm ve kısa
yollukları çıkarılmış 300 gramlık bir merkezi gövdeden (ya da
besleyiciden) oluşabilir. Mum düzenlemede ve yolluk tasarımı
evresinde dikkatli ve özenli olunmasıyla, işlem hurdası ve hurda
döküm oranı en düşük düzeye indirilir.
•
Döküm büzülmesi olması için, yolluğun en son donması gerektiğinden,
minimum yolluk kesiti, doğrudan yolluk bulunan dökümün en büyük
kesitinden daha küçük olmamalıdır.
• Alt yolluk randımanın artırılması için biraz inceltilip
sivriltilebilir.
• Türbülans metal akışının engellenmesi için, yollukların bir araya
geldiğin yerde düz dolgu gerekir.
• Şunlardan kaçınılmalıdır: Tasarım, bu aşırı uçlardan uzak
olmalıdır. Kalıp üzerine yerleştirmeden önce, her bir şekil dikkatle
kontrol edilmeli, gerekirse, flaşların giderilmesi ve yüzey
kusurlarının düzeltilmesi için ısıtılmış lehimleme demiriyle rötuş
yapılmalıdır. Dökümün iyi olması için mumların kusursuz olması
şarttır, ayrıca, hurda haline getirmekten ya da daha sonra
dökümlerin yeniden fazlasıyla işlenmesindense kötü şekillerin
eritilmesi (yeniden-eritme) daha iyidir. Modelin yolluğu, en fazla
10 mm ya da tercihen 5-6 mm olmalıdır. Yolluğun kısa olması,
yerleştirmeyi daha da zorlaştırır ve ortadaki ana alt-gövde ağzında
kalabalığa yol açarken yolluğun uzun olması döküm ve besleme
işleminin eksik kalması tehlikesi yaratır. Mum modeller, alanın
maksimum düzeyde kullanılacağı şekilde  tek
tek dikkatle kalıba kaynaklanır, ancak aynı zamanda kalıbın ısı
çıkarma kapasitesi ve bunun bir bütün olarak kalıbın katılama şekli
üzerindeki etkisi de göz önünde bulundurulur. Merkezi aşağı
yolluklar, normal olarak dairesel kısımlardır, tercihen inceltilip
sivriltilmiş, ancak, altı ya da sekiz köşeli kısımlar da
bulunmaktadır.
Bu kısımlar, modellerin düzenli bir şekilde yerleştirilmesini biraz
kolaylaştırmaktadır. Çapı geniş, içi boş dairesel (tübüler) bir
kısım, hem sık yerleştirme kolaylığı hem de alt-gövde ağzı metalden
tasarruf sağlar. Özellikle verimin yüksek olması gerektiğinde en
uygun düzenlemenin hangisi olduğuna dair görüşlerde farklılıklar
bulunmaktadır. Az sayıda (tercihen tek sayılar) orta büyüklükte
döküm optimum katılaştırmaya göre düzenlenebilir, ancak, seri üretim
için modelin tutarlı bir şekilde sık yerleştirilmesi gerekmektedir.
İyi (sadece yeterli değil) bir sonuç ortaya çıktığında,
kalite/üretim el kitabında düzenlemeyle ilgili ayrıntılar
unutulmamalı ve değiştirmek için iyi bir neden olmadığı sürece
tekrarlanmalıdır. Aşağıdaki genel ilkeler bu konuda yardımcı
olacaktır:
• Bir
tür için lokal tercihten kaçınılarak şekil, ağırlık ve döküm yolu
farklı modeller merkezi yolluk üzerine müsavi bir biçimde dağıtılır.
Ayrıntılı modeller uca yakın, orta büyüklükteki modeller ortaya ve
daha hacimli ürünler kalıbın (ağacın) alt kısmına yerleştirilir.
• Mumlar üzerinde yağ ya da gresten (parmak izi dahil) eser
kalmamalıdır. Diğer taraftan, vazelin ya da benzeri maddeler alçının
kaideye saplanmasını engeller.
• Düzenleme aşırı kalabalık olmamalıdır. Bu, sadece yerleştirmeyi
zorlaştırmakla kalmaz, ayrıca, mum-giderme sonrasında bir boşluk ile
diğeri arasındaki duvarlar inceyse bu yerleştirme büyük olasılıkla
çöker.
• Modellerin önce küçük dallara eklenip daha sonra asimetrik olarak
merkezi yolluğa yerleştirildiği küme düzenleme tercih edilmelidir.
Küme düzenleme, bileşen ve yuva gibi farklı küçük modellerin çok
sayıda kopyalanması için en iyi yoldur.
• Aynı şekildeki parçalar için merkezi yolluk etrafına vidayla diş
açar gibi spiral yerleştirme (bkz. Şekil 3.8) uygulanır. Döküm
sırasında, esasen yolluktan, hava hızla çekilir, spiral etkisi zarar
verici hava akışının azalmasına yardımcı olur.
• Merkezi yolluğa modelin eklenmesinde kullanılan kaynak parçası
tam-yuvarlak olmalı ve gövde ağzı yüzeyi üzerinde yeterince alan
kaplamalıdır. Her kaynak, döküm yolu sisteminin bir parçasıdır,
ayrıca, keskin köşeler, hem mumdan arındırma işlemini, hem de
sonraki metal girişi zorlaştırır.
• Düşey ağaçlar, ağırlığı bilinen standart bir lastik kaide
içerisinde yerleştirilmiş merkezi alt-gövde ağzının köküyle birlikte
düzenlenir.
• Özellikle sık kümeler ve spiraller olmak üzere, yerleştiren
kişinin, şekilleri daha iyi konumlandırabilmesi için yolluğun yatay
bir mandrel üzerine yerleştirilmesi işlemi kolaylaştırabilir. Lastik
kaide daha sonra eklenir.
• Yerleştirme tamamlandıktan sonra, yağ ve yapışkan partiküllerin
giderilmesi için ağaç lastik kaidesiyle birlikte deterjanlı bir
emülsiyona batırılır. Daha sonra, alçıya hazır olması için minerali
giderilmiş suda durulanır ve korumaya bırakılır. Başka hiçbir kusuru
bulunmayan iyi bir dökümde bir deterjan lekesi bile kopyalanabilir.
• Kalıbın (ağacın) dökümü için gereken metal ağırlığının bulunması;
ağaç ve kaidesi birlikte tartılır, mum ağacın ağırlığını saptamak
için kaidenin ağırlığı çıkarılır. Mumun 1.0 değerinde özgül ağırlığı
olduğu varsayılırsa, döküm ağırlığının elde edilmesi için alaşımın
yoğunluğuyla çarpılır. Aslında dökme butonu ve büzülme için biraz
pay bırakılmıştır. Temizliğin sağlanması ve alçıya toz toplanmasının
önlenmesi için, mum enjeksiyonu ve ağaç düzenleme, alçı yapılan
alandan ayrı bir odada yapılmalıdır. Lastik kaidesiyle desteklenen
mum ağaç, alçı için uygun büyüklükte bir fanusa (ya da kutuya)
yerleştirilir. En yaygın kullanılan büyüklük, olasılıkla çapı 100 mm
(4 in) olan kalıptır.
DERECELER
Dereceler, daima katı metal silindirlerden oluşur ve bu fanuslar
özellikle santrifüjlü döküm için elverişlidir. Ayrıca, bugün artık,
statik vakum destekli döküm için delikli ve oluklu silindir
dereceler daha uygundur. Dereceler, en fazla yaklaşık 800 °C yanma
sıcaklığında pek çok kullanıma dayanacak metalden yapılmış
olmalıdır. Paslanmaz çelik kullanılabilir. Ama, Inconel alaşımından
yapılmış dereceler daha ekonomiktir. Uzun ömürlü oluşu,
başlangıçtaki maliyetini karşılar. Derece büyüklüğü, döküm
makinesindeki en büyük aralıkla sınırlıdır, yine de, döküm sırasını
rahatça içerebilecek kadar büyük olmalı, derecenin iç yüzü ile mum
arasında sözgelimi en az 7 mm pay kalmalıdır. Uygun dereceler,
genellikle, küçük makineler için yaklaşık 65 mm çapa 50-100 mm
yükseklikte ve büyük makineler için 100 mm çapa 125 ya da 150 mm
büyüklüklerde tedarik edilir; bu kalıplar 1.0-1.5 mm duvar tüpten ya
da kaynaklanmış silindir levhadan kesilir. Küçük döküm serileri için
gereken toplam alçı miktarının değerlendirilebilmesi için şekiller
bulunmaksızın her büyüklükteki derecenin kapasitesi belirtilmelidir.
Derece büyüklüğü, en yüksek mumun üzerinde en az 12 mm ve dış kısmın
etrafında 12 mm pay kalacak şekilde seçilir.
|
