همان طور که می دانید، قالب سازی انواع مختلفی دارد. یکی از انواع قالب سازی، قالب سازی با قالب فلزی یا همان قالب سنبه ماتریس می باشد که در این مقاله درباره ی این نوع قالب صحبت می کنیم و بخش ها و ویژگی های آن را با هم بررسی کنیم. پس تا انتهای این مقاله با ما همراه باشید.
قالب سنبه ماتریس چیست؟
قالب سنبه ماتریس را می توان تحت عنوان یکی از کلیدی ترین و کاربردی ترین تجهیزات مربوط به روند قالب سازی فلزی به شمار آورد. این نوع قالب در انواع مدل های مختلف و متنوعی ساخته می شود که در همه ی این مدل ها فرآیند برش زدن به وسیله ی دو بخش عمده به نام های سنبه ( بخش نری) و ماتریس (بخش مادگی) که شکل مد نظر ما را بر روی ورقه خام برش می زنند. در ادامه ی این روند ، از قطعات ویژه ای که در قالب ها به کار رفته اند، برای انجام فرآیند خم کردن و شکل دهی بر روی آن ها استفاده می شوند. قالب‌های سنبه ماتریس را به طور معمول از جنس فولاد SPK می سازند و این جنس باعث می شود که استحکام قالب بالایی داشته باشند.
برای این که بتوان از این قالب ها استفاده کرد، باید آن ها را به قطعاتی متصل کرد که به این قطعات کفشک می گوید. کفشک‌ها در حقیقت قطعات دو تکه‌ای می باشد که به وسیله ی میله‌های راهنما، امکان حرکت کردن کاملا با دقت عمودی را فراهم کرده و به علاوه امکان منطبق کردن سنبه و ماتریس بر روی هم را برای قالب فراهم می‌کنند.
البته نکته ی شایان ذکر این است که باید بدانیم آن دسته از قطعاتی که دارای خاصیت تغییر شکل دادن نمی باشند(منظور ما قطعاتی از قبیل چُدن ها) و یا آن دسته از قطعاتی که ضخامت بسیار زیادی دارند را نمی توان با استفاده از این روش تولید کرد.
انواع مختلف قالب های سنبه ماتریس
نوع فرآیند شکل دهی در همه ی قالب های سنبه ماتریس با هم یکسان نمی باشد. با توجه به این تفاوت در نوع شکل دهی، انواع مختلف قالب های سنبه ماتریس را به طور معمول در چهار دسته ی کلی و عمده دسته بندی می کنند:
نوع اول: قالب های سنبه ماتریس برشی
این نوع از قالب‌های سنبه ماتریس برای برش زدن ورقه های فلزی با شکل‌های خاص مورد استفاده قرار می گیرند. زمانی که ورق مورد نظر ما در بین سنبه و ماتریس قرار می گیرد و فشار کافی به وسیله ی پرس به آن اعمال می شود، در قسمت مابین سنبه و ماتریس برش ایجاد می‌شود.
یک نکته بسیار کلیدی در زمینه طراحی در قالب‌های سنبه ماتریس برشی وجود داردو آن هم میزان لقی در بین سنبه وماتریس می باشد. این میزان باید حتما بسیار دقیق اندازه گیری شده باشد تا برش به بهترین نحو انجام شود. اما چرا این مورد تا این حد مهم است؟
در شرایطی که لقی بین سنبه و ماتریس در قالب های سنبه ماتریس برشی بیش از حد باشد، برش ممکن است ناقص و نادرست انجام شود و حتی امکان دارد که سنبه و ماتریس در داخل یک دیگر گیر کنند. از سوی دیگر، در صورتی که لقی بین سنبه و ماتریس در قالب ما کمتر از حد مناسب باشد، برش انجام نخواهد شد. به علاوه، این حالت ممکن است به دستگاه پرس فشاری بیش از حد تحمل آن وارد کند و باعث آسیب دیدن دستگاه خواهد شد.
نوع دوم: قالب های سنبه ماتریس کوبشی
در این نوع از قالب‌های سنبه ماتریس که معروف به قالب های سنبه ماتریس کوبشی می باشند؛ در نتیجه ی اعمال شدن فشار و ضربه به وسیله ی دستگاه پرس، سطح فلز مورد نظر ما نهایتا شکل قالب را به خود می‌گیرد. انجام فرایند کوبش در این نوع از قالب‌های سنبه ماتریس به هر دو صورت سرد و گرم( کوبش گرم در قالب های سنبه ماتریس اصطلاحا به فورجینگ معروف است) ممکن می باشد.
روش سرد کوبش در این نوع قالب ها در شرایط و اوقاتی که نیاز به دقت بسیار بالا بوده و عمق کار مد نظر ما به نسبت کم می باشد مورد استفاده قرار می‌گیرد. پرس کوبشی گرم در قالب های سنبه ماتریس یا همان فورجینگ، در واقع می تواند برای تغییر شکل کلی قطعه مورد استفاده قرار بگیرد. البته برای انجام شدن این کار باید دمای فلز مورد نظرمان را حتما تا دمای نزدیک به خمیری شدن آن فلز بالا ببریم.
یک نکته اساسی که پیش از استفاده از قالب های سنبه ماتریس کوبشی باید بدانید این است که با توجه به این که در این قالب‌ها تغییر دادن فرم با محدودیت های خاصی رو به رو می باشد؛ قبل از طراحی باید طرح مورد نظر را به درستی انتخاب کرده و با محدودیت های قالب انطباق دهیم تا در حین انجام کار دچار مشکل نشویم.
نوع سوم: قالب های سنبه ماتریس خَمِشی یا خمکاری
قالب‌های خمشی یا همان قالب های خمکاری، از معروف ترین و پر کاربردترین انواع قالب های سنبه ماتریس هستند که اکثرا برای شکل دادن ورقه های فلزی مورد استفاده قرار می گیرند. در این نوع از قالب‌ها، اول ورقه فلزی مورد نظر بین سنبه و ماتریس قرار می گیرد و در ادامه با اعمال شدن فشار به وسیله دستگاه پرس، خم مورد نظر در ورقه ایجاد می‌شود.
یکی از موارد ضروری و کلیدی که در روند طراحی خم با استفاده از قالب‌های سنبه ماتریس خمکاری باید در نظر بگیریم، زاویه خم می باشد که باید آن را بر اساس ضریب بازگشت فنری فلز محاسبه کرد.
نوع چهارم: قالب های سنبه ماتریس کششی
از قالب‌های سنبه ماتریس کششی معمولا برای حجم دادن و یا شکل دادن به ورقه های فلزی مد نظر، استفاده می کنند. این نوع از قالب‌ها بسیار حساس بوده و لذا طراحی باید با دقت بسیار صورت گیردتا ورقه فلزی دچار پارگی نشود. پایه و اساس کار قالب‌های سنبه ماتریس کششی کاهش دادن ضخامت ورقه های فلزی مورد نظر و رساندن آن ها به حجم دلخواه می باشد. از معروف ترین کاربردهای این نوع از قالب ها ، تولید قابلمه می باشد. به این صورت که در گام اول قرص فلز را داخل قالب قرار می داده ودر ادامه با اعمال فشار بسیار بالای پرس، آن را به شکل دلخواه در می آورند.
