שיטת ייצור לדגמים, אב-טיפוס ומודלים - יציקת מתכת

תהליך שיטת ייצור של יציקת מתכות ( באנגלית Metal Casting), הוא כזה שבו נוזל מתכתי מוזרם אל תוך תבנית ייעודית בעלת חלל פנימי המעוצב בצורת הרכיב\מוצר אותו מעוניינים לייצר. בהמשך מתבצע תהליך של קירור שלאחריו מתקבל תוצר סופי מוצק.

בשיטת ייצור של יציקת מתכות משתמשים לעיתים תכופות בכדי לייצר רכיבים ומוצרים שונים - בעלי צורות מורכבות; שלא ניתן היה לייצר בשיטות ייצור אחרות.

שיטת הייצור של יציקת מתכות יכולה לשמש גם לייצור רכיבים ומוצרים המשמשים בחיי היום יום. בהתייחס לייצור של אותם רכיבים ומוצרים, אנו מדברים לצורך הדוגמא, על יציקת מתכת האלומיניום. בין היתר, ניתן לייצר ביציקת אלומיניום ברגים וידיות, כלי בית שימושיים למטבח כגון סירים ומחבתות וגם פריטי ריהוט מגוונים.

בדומה ליציקת מתכות בגדול, ממיסים את האלומיניום בתבנית ייצור בעלת חלל פנימי של צורת הרכיב או המוצר אשר אותו מתכוונים לייצר ומאפשרים לה להתקרר באמצעות תהליך קירור. 

תהליך יציקת מתכות נחלק לשני סוגים מרכזיים: יציקה מתכלה ויציקה בלתי מתכלה. ההבדל העיקרי בין השניים הוא השימוש הנעשה בתבניות הייצור: בתהליך היציקה המתכלה, נעשה שימוש בתבניות מתכלות, כלומר כאלה שלא ייעשה בהן שימוש חוזר לטובת ייצור. לעומת זאת, בתהליך היציקה הבלתי מתכלה, נעשה שימוש חוזר בתבניות בתהליך הייצור.

דוגמא לשיטת ייצור מתכלה היא יציקת חול: שיטת ייצור המתקיימת בתוך חלל של תבנית חד פעמית מחומר הפוליאוריתן. התבנית מוצמדת אל מיכלים העשויים עץ והמכילים חול. במהלך שיטת ייצור זו, מתבצעת בלחץ השקעתה של התבנית אל תוך החול ואז נוצר שקע בדפוסה של התבנית. לאחר מכן, מסירים את מיכלי העץ ומתיכים דרך חור את חומר הגלם המותך (שיטה זו משמשת ביציקת מתכת האלומיניום). לאחר התקררות חומר הגלם, מפוררים את החול ושולפים את התוצר הסופי. יציקת חול מתאימה לרוב לייצור רכיבים ומוצרים קטנים כמו מחברים, ברגים, תופסים ועוד. כמו כן, נעשה שימוש ביציקה זו בקרב אומנים רבים- בכדי לייצר חפצי נוי ופסלי אלומיניום.

דוגמא לשיטת ייצור בלתי מתכלה היא יציקת לחץ: תהליך יציקת לחץ מתרחש בתבניות ייצור רב פעמיות העשויות מפלדה- אשר אליהן מוזרק חומר הגלם בלחץ גבוה (גם שיטה זו, מתייחסת ליציקת מתכת האלומיניום). בהמשך, מזרימים מים אל התבנית בכדי לייצר קירור ולקצר את תהליך הייצור. לאחר תהליך ההתקררות, שולפים את התוצר הסופי והאחרונה נותרת מוכנה לטובת יצירת יציקה חדשה. יש לציין כי יציקת לחץ היא שיטת ייצור תעשייתית המתאימה לייצור כמות מוצרים גדולה. בין היתר, משמשת יציקת לחץ ביצירת פרופילים לחלונות, ליצירת דלתות ושערים, ליצירתם של רהיטים, סירים, מנורות ועוד.

בזכות שיטת ייצור של יציקת מתכות ניתן לבצע ייצור המוני של מוצרים, לקבל תוצר סופי בעל מימדים ברמת דיוק גבוהה העונה על דרישות הייצור, וגם לייצר מוצרים בגדלים שונים בעלי צורות מורכבות במיוחד.

כנגד זאת, ישנם גם חסרונות לשיטה. כך למשל, ביציקת החול - מתקבל תוצר סופי בעל רמת דיוק נמוכה יחסית במימדיו בהשוואה לשיטות אחרות. בשיטה אחרת; של יציקת לחץ, ישנה כדאיות כלכלית רק בייצור המוני משום עלויות גבוהות של כלי הייצור אשר נעשה בהם שימוש בשיטה זו. כמו כן, שיטה זו מגבילה מבחינת גודל ומתאימה ליצירת רכיבים ותוצרים במשקל של עד 34 קילוגרמים.