تاریخچه ریخته گری

تاریخچه ریخته گری:
آغاز فرآیند ریخته گری، به بیش از 6500 سال پیش باز می گردد. اولین آثار یافت شده از این فرآیند ساخت و تولید مربوط به دوران تمدن بین النهرین می شود.

در آن دوران، ریخته گری طلا، به منظور ساخت قطعات تزئینی و بازیافت فلزات گرانبها مورد استفاده قرار می گرفت. پایین بودن دمای ذوب طلا، این فلز گرانبها را به گزینه ای مناسب برای ریخته گری تبدیل می کرد. با گذشت زمان، فلزات دیگر نیز مسیر خود را به این فرآیند پیدا کردند.

برنز و آلیاژ قلع از جمله فلزاتی بودند که به منظور ساخت ابزارآلات و تسلیحات به کار گرفته می شدند. البته قدیمی ترین قطعه ریخته گری شده باقی مانده از تمدن بین النهرین، یک مجسمه مسی با قدمت بیش از 5200 سال است.

در طی چندین هزار سال، عصر برنز، سراسر کره زمین را فرا گرفت. مصریان، دمنده مخصوصی اختراع کردند که امکان انتقال حرارت به فلزات و رساندن دمای آن ها به مقادیر بالاتر از روش های مرسوم را فراهم می کرد. این ابزارهای ریخته گری، قادر به پمپاٰژ هوای گرم به درون کوره بودند.

در عصر برنز، ریخته گری فلزات با پیشرفت قابل توجهی همراه شد. در این دوران، ساخت قطعات فلزی با ریختن مواد مذاب به درون قالب های سنگی باز صورت می گرفت. به این ترتیب، یکی از سطوح قطعه، همیشه به شکل صاف ساخته می شد.

در حدود 4000 سال پیش، روشی برای ساخت حفره های پیچیده در قالب ریخته گری با استفاده از مواد مومی توسعه یافت. این روش، مشکل قالب های سنگی باز را برطرف کرد. مسجمه های برنزی جالب توجهی از این دوران باقی مانده است.

آهن، یک عنصر فلزی است که معمولا به صورت اکسید در طبیعت یافت و استخراج می شود. اولین تلاش های بشر برای استفاده از آهن در فرآیند ریخته گری به حدود 3700 پیش باز می گردد.

بر اساس شواهد موجود، هیتیتی ها، از کوره های مخصوص برای استخراج آهن و ریخته گری آن استفاده می کردند. با این وجود، گسترش ریخته گری آهن به قرن 14 میلادی (قرن 8 شمسی) باز می گردد.

آهن خام، یکی از آلیاژهای آهن با درصد کربن بالا است. این آلیاژ، نقطه ذوب پایین تری نسبت به فلز آهن دارد. در قرن 7 میلادی (قرن 1 شمسی)، آهن خام به عنوان یکی از مواد رایج برای ساخت قطعات به روش ریخته گری مورد استفاده قرار می گرفت.

چینی ها نیز مانند مصریان باستان، از تکنولوژی اعمال حرارت توسط دمنده به منظور دستیابی دمای بالا (حدود 1150 درجه سانتی گراد) برای ذوب آهن خام استفاده می کردند. قطعات ساخته شده به روش ریخته گری آهن خام، از شکنندگی بالایی برخوردار بودند. احتمالا این مشکل، یکی دیگر از دلایل فاصله زمانی زیاد بین معرفی ریخته گری آهن در تمدن های دیگر و شروع به کارگیری آن در اروپا است.

تا پیش از انقلاب صنعتی در قرن 18 میلادی (قرن 12 شمسی)، آهن خام به عنوان اصلی ترین ماده مورد استفاده برای ریخته گری در نظر گرفته می شد. دروازه های برخی از کلیساهای قرون وسطی توسط ریخته گری آهن خام ساخته شده اند.

البته کیفیت ساخت این دروازه ها پایین بوده و بسیاری از آن ها نیازمند ترمیم و تقویت هستند. در قرن 15 میلادی (قرن 9 شمسی)، اولین لوله های چدنی با استفاده به روش ریخته گری ساخته شد.

پس از انقلاب صنعتی، تعداد کارخانه های ذوب در سراسر اروپا و آمریکا به میزان قابل توجهی افزایش یافت. این توسعه، گسترش کاربردهای فرآیند ریخته گری را به همراه داشت. اقبال صنایع مختلف به ریخته گری، باعث پیشرفت روش های اجرا، تجهیزات و مواد مورد استفاده در این فرآیند ساخت و تولید شد.

از ابداعات این دوران می توان به استفاده از کک متالورژی در کوره های آهن گدازی برای استخراج آهن و اختراع اولین چدن چکش خوار اشاره کرد.

بازه زمانی بین انقلاب صنعتی و شروع قرن 20 میلادی (قرن 14 شمسی) را می توان به عنوان مهم ترین دوره پیشرفت و ترقی صنعت ریخته گری در نظر گرفت. اجرای اولین ریخته گری فولاد با استفاده از بوته های ریخته گری، افتتاح اولین کارخانه تجاری فولاد و توسعه متالوگرافی، از پیشرفت هایی بودند که زمینه تولید انبوه قطعات آهنی و فولادی با کیفیت در سراسر دنیا را فراهم کردند.

در ادامه قرن 20 میلادی، الکتریسیته پا به صنعت ریخته گری گذاشت؛ امکان ساخت قطعات فولاد ضد زنگ فراهم شد و صنعت خودروسازی نیز در اروپا، آمریکا و ژاپن توسعه یافت. جنگ جهانی دوم، شکل صنعت فلزات را تغییر داد. در آن دوران، بسیاری از کشورهای درگیر، مشغول بازسازی سازه های خود بودند. بهره گیری از منابع انرژی جدید به همراه اصول مدیریتی ژاپنی ها نظیر شش سیگما، کانبان و تولید به هنگام، مسیر دستیابی به تولید ناب را هموار کرد.

در دهه های اخیر، بسیاری از صنایع در تلاش بوده اند تا سازگاری فرآیندهای ریخته گری با مسائل محیط زیستی را افزایش دهد. همین مسئله باعث توسعه ریخته گری الکترومغناطیس در سال 1997 میلادی (1376 شمسی) شد.

این روش، هزینه و ردپای کربن در فرآیند ریخته گری را به میزان قابل توجهی کاهش داد. امروزه، تمرکز اصلی صنعت گران بر روی اختراع روش های جدید، ارزان و پاک در ساخت قطعات فلزی توسط ریخته گری است.