Shot Sleeve
กระบอกสูบ (Shot Sleeve) คืออุปกรณ์ที่สำคัญของกระบวนการหล่อขึ้นรูปอลูมิเนียม (Die casting process) เพื่อให้ผลิตผลสูงสุด และอายุการใช้งานที่นานที่สุดของทั้งกระบอกสูบ (Shot Sleeeve) และลูกสูบ (Plunger Tip) นั้น ลูกสูบจะต้องเคลื่อนที่ด้วยความคงที่และราบเรียบ (Smooth) ความเร็วจะต้องคงที่ตลอดการเคลื่อนที่และสม่ำเสมอภายในกระบอกสูบ
สิ่งเหล่านั้นปกติจะไม่เกิดขึ้นให้เห็นประจำ แต่อย่างไรก็ตาม เมื่อใดที่อุปกรณ์ถูกทำให้ร้อน โลหะจะขยายตัว และถ้าหากมีการเติมโลหะผสมหลอมเหลวที่มีความร้อนสูงเข้าในภายใน จะทำให้กระบอกสูบ (Shot Sleeve) เสียหายได้
Purpose
– เพื่อให้เสถียรภาพทางความร้อนในแนวรัศมีโดยรอบและแนวตรงของกระบอกสูบ (Shot Sleeve) โดยมีลูกสูบเป็นอุปกรณ์ป้องกันการรั่วซึมบริเวณผนังของกระบอกสูบทำให้อายุการใช้งานยาวนานขึ้น
– เพื่อให้การเคลื่อนที่ของลูกสูบ (Pluger Tip) ตลอดแนวของกระบอกสูบมีความคงที่และราบเรียบลดปัญหาการทิ้งของเสียของทั้งอุปกรณ์ที่เสียหายและปัญหาที่เกิดกับผลิตภัณฑ์
– เพื่อให้มีอายุการใช้งานที่ยาวนานและลดปัญหาการหยุดการผลิต (Downtime)
Function (การทำงาน)
กระบอกสูบเป็นอุปกรณ์ที่ใช้บรรจุน้ำอลูมิเนียมหลอมเหลว ที่จะถูกอัดให้เคลื่อนที่ไปที่แม่พิมพ์ (Mold) โดยลูกสูบ (Pluger Tip)
โดยทั่วไปแล้ว อุณหภูมิของกระบอกสูบประมาณ 100-150 C (200-300 F) ซึ่งมีความร้อนสูงที่บริเวณด้านล่างใต้รูการเท อลูมิเนียมหลอมเหลว และสูงกว่าบริเวณด้านบนที่อยู่ด้านหน้าของรูการเท ถ้าอุณหภูมิของกระบอกสูบ (Shot Sleeve) ด้านล่างสูงกว่าด้านบนมาก การขยายตัวจะไม่เท่ากันและเป็นเหตุให้เกิดการบิดรูปคล้ายไข่ (Oval) โดยรอบ ซึ่งเป็นสาเหตุทำให้กระบอกสูบ (Shot Sleeve) โก่งตัวมากกว่าที่จะตรง ด้วยเหตุผลนี้จึงมีอลูมิเนียมบางส่วนเข้าไปอยู่ในช่องว่างระหว่างลูกสูบ (Plunger) และกระบอกสูบ (Sleeve) ส่งผลต่อการกันรั่วระหว่างและกระบอกสูบ จนทำให้เกิดการสึกหรอก่อนกำหนดและความเร็วของการอัดขึ้นรูป (Shot) ไม่สม่ำเสมอ
อุณหภูมิของผิวกระบอกสูบที่อยู่ใต้ตำแหน่งรูการเทสามารถสูงถึง 680 C ในระหว่างขั้นตอนการเทโลหะผสมแบบโครงสร้าง เช่น Silafont เป็นต้น ที่อุณหภูมิสูง Nitride และเหล็กจะถูกทำงาน Castool ได้ร่วมมือผู้ผลิตเหล็ก เพื่อดำเนินการปรับปรุงคุณภาพของเหล็กเป็น W.Nr.1.2367M ซึ่งเพิ่ม 20% ความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูง ให้มากกว่า W.Nr.1.2344(H13) ประเเภทของเหล็กชนิด W.Nr.1.2367M จะลดค่าความยาวของการแตกร้าวทั้งหมด 50% ได้ดีกว่ากระบอกสูบแบบ 1.2344 (H13) ทั้งนี้ เหล็กที่ปรับปรุงคุณภาพ W.Nr.1.2367M ยังสามารถขึ้นรูปความร้อนกับ Nitride ที่อุณหภูมิและมีเสถียรภาพทางความร้อนกับ Nitride ได้ดี
การออกแบบกระบอกสูบ (Shot Sleeve) จะต้องพิจารณาให้มีความหนาของผนังเป็น 1/3ของขนาดรู (Bore) ของกระบอกสูบและขนาดของรูการเท (Pour spout) ต้องไม่มากกว่า 2/3 ของขนาดรู (Bore) ของกระบอกสูบ
A Two Piece Shot Sleeve
กระบอกสูบ (Shot Sleeve) ขนาดเล็กแทบจะไม่จำเป็นต้องควบคุมควาร้อนและเทคโนโลยีของ Allper ที่มีวงแหวนแบบผ่าจะเป็นเพียงปัจจัยเล็กน้อยที่อยู่ภายในกระบอกสูบและจะรักษาระดับของการกันรั่ว
Shot Sleeve With Water Saddle
กระบอกสูบขนาดกลางอาจจะต้องมปัจจัยในการควบคุมทางความร้อนโดยขึ้นอยู่กับลักษณะการใช้งาน และเมื่อมีความจำเป็น สามารถใช้ระบบหล่อเย็นภายนอกเหมือนอานม้า (Saddle) จุดสุดท้ายของการเทจะเป็นพื้นที่มีอุณหภูมิสูงสุด ดังนั้นมีความจำเป็นอย่างเห็นได้ชัดที่จะมีการหล่อเย็นส่วนนี้ อุปกรณ์ที่มีลักษณะคล้ายอานม้า จะช่วยหล่อเย็น ณ จุดสุดท้ายของการเทได้อย่างีประสิทธิภาพและติดตั้งเข้ากับกระบอกสูบได้อย่างประหยัดเพราะเป็นส่วนที่รองรับการเทได้โดยตรงและจำเป็นที่สุด
กระบอกสูบแบบเจาะช่องหล่อเย็นและควบคุมความร้อนได้อย่างทั่วถึง (Shot Sleeve With Gun Drilled Total Thermal Control)
สำหรับกระบอกสูบ (Shot Sleeve) ขนาดใหญ่จะต้องหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนแปลงการขยายทางความร้อนจำนวนมาก โดยส่วนใหญ่จะใช้ระบบสูญญากาศ ซึงถึอว่ามีความจำเป็นในการควบคุมความร้อนของกระบอกสูบ ช่องทางการหล่อเย็นแบบเจาะนี้จะอยู่ภายในกระบอกสูบตลอดความยาวภายใต้ช่องการเท และจะเชื่อมต่อกับรูอื่นๆ ในลักษณะเดียวกันโดยรอบที่ตำแหน่งสุดท้ายของแม่พิมพ์(Die end) ของกระบอกสูบ
อุปกรณ์สำหรับการควบคุมทางความร้อน สามารถนำมาใช้ควบคุมอุณหภูมิและอัตราการไหลปานกลาง การใช้น้ำมัน เพื่อให้การควบคุมอุณหภูมิและรูปร่างของกระบอกสูบในระหว่างกระบวนการผลิตดีขึ้น
Benefits of Controlling the shot sleeve
– ลดการกำจัดของเสีย
– ระบบการอัดขึ้นรูปมีความคงที่
– ยืดอายุการใช้งานของกระบอกสูบ (Shot Sleeve)
– ยืดอายุการใช้งานลูกสูบ
– ควบคุมการหล่อเย็นได้โดยอัตโนมัติ
– สามารถนำกระบอกสูบกลับมาใช้ใหม่ได้
