صب

صب الحديد في نطقب رملي

الصب يمكن استخدامه لعمل نحت فني.

السـَبـْك أوالسباكة أوالصـب Casting هوعملية تصنيع يتم فيها وضع مادة سائلة مثل الفلزت أوسبائكها كتلك المستعملة في صناعة الخزف أوالفلزات المنصهرة أوالبلاستيك في نطقب, ويهجر ليتجمد داخل النطقب, ثم يـُخرَج ليصبح جزءاً مصنوعاً. ويـُستخدم الصب في في صناعة الأشكال المعقدة التي سيكون من الصعب أوغير الاقتصادي صناعتها بطريقة أخرى, كالبتر من مادة صلبة. وهوأحد طرق تشكيل المواد. ويتم بصب سائل في نطقب وهجره ليتصلد. ويُطلق على المُنتَج اسم المصبوب. ويُستخدم الصب لعمل آلاف الأدوات التي تضم العُدد وأجزاء الآلات واللعب والأشكال الفنية مثل التماثيل. وقد صبّ المصريون البرونز في قوالب منذ ما يزيد على 3,500 سنة مضت. ويُستخدم في هذه الأيام، البلاستيك والألومنيوم والخزف ومواد أخرى كثيرة في المصبوبات.

ويمكن استعمال الصب لتشكيل الفلزات الساخنة السائلة أوالبلاستيكات القابلة للإنصهار (تسمى بلاستيك حراري), أومواد مختلفة التي تتصلد على البارد بعد خلط مكونات مثل لدائن بلاستيكية معينة كالإپوكسي، والمواد المتصلدة بالماء مثل الخرسانة أوplaster، المواد التي تصبح سائلة أومعجونية عند ابتلالها مثل الصلصال، الذي في أثناء جفافهقد يكون صلباً ويسهل إزالته من نطقب الصب، further dried, and fired in a kiln or furnace.

قوالب الصب

نماذج الصّب

يقوم العمال قبل صب المواد، بعمل نموذج خشبي أوفلزي للشكل المراد صبّه. وتُستخدم هذه النماذج فيما بعد لعمل القوالب التي تُنتج منها المصبوبات الحقيقية. ويمكن عمل النماذج بعدة طرق، اعتمادًا على حجم المصبوب وعدد مرات استخدام النطقب. وتسمى النماذج المُُصمَتة، أونماذج البترة الواحدة النماذج السائبة، وتُستخدم عمومًا عندماقد يكون المصبوب بالغ الضخامة أوعندما تكون كمية الإنتاج محدودة. ويُعمل نموذج (لوح نظير) عن طريق شطر النموذج إلى نصفين. ويشتمل النموذج المنشطر على نصفين يمكن حتى يتوافقا ويُربطا معًا بالمسامير.

عملية الصب تنقسم إلى مجموعتين جزئيتين متميزتين: صب في القوالب قابل للتمدد وغير قابل للتمدد.

أنواع القوالب

تُصَب معظم المواد الفلزية في رمل أخضر يتكون من خليط من الرمل والصلصال والماء ومادة لاصقة تمسك جزيئات الرمل معًا. وينتج نطقب الرمل الجاف مصبوبات ذات سطح أكثر نعومة. ويحتوي نطقب الرمل الجاف على مادة لاصقة خاصة. وتجفف أسطح نطقب الرمل الجاف بشعلة مكشوفة قبل صب النطقب. وتستخدم القوالب الدائمة المصنّعة من المواد الفلزية لأنواع خاصة من المصبوبات.

صــب الرمل

صــب الرمل إحدى الطرق المستخدمة في عمل المصبوبات. وتُظهر الأشكال المبينة أدناه بعض خطوات صب الرمل. ويُعمل شكل النطقب اللازم لصب الرمل بضغط نموذج في حوضين يحتويان على رمل رطب (أسفل اليمين). ويحتوي جميع حوض على نصف النطقب. ويجري توفيق الحوضين وربطهما ببعض. ويصب العامل الفلز المنصهر في النطقب، (أسفل اليسار)، وبعد حتى يبرد الفلز، يُفْرغ النطقب والجسم المصبوب على مُنَخل. ويهتز المُنخل ليتخلص الجسم المصبوب من رمل النطقب.
المصدر: الموسوعة العربية الكاملة

كيفية عمل المصبوبات

يُصب الفلز عادة في نطقب من الرمل. فإذا ما أريد مثلا صب كباس ذي كرتين من مادة الحديد فإنه يُصب باستخدام النموذج المنشطر، فيوضع نصف النموذج على لوح، بحيثقد يكون وجهه المسطح إلى أسفل. ويحاط اللوح بصندوقين غير مثبتين مصنوعين من الحديد أوالخشب. ويكوِّن هذان الصندوقان معًا صندوق الصوغ. ويعبأ الرمل الرطب بإحكام حول النموذج بحيث يملأ الفراغ بين النموذج وجوانب صندوق الصوغ. ويُزال اللوح، ثم يُربط النصف الآخر من النموذج بالنصف الأول، ثم يُحشى الرمل حوله بدقة.

يُسمى النصف العلوي من صندوق الصوغ والرمل المعبأ فيه بالقبة. ويُسمى النصف السفلي بالجُرف. وتُربط قبة النطقب وجُرفه ببعضهما بعد إزالة النموذج الرملي. وتُعمل فتحة صغيرة تسمى المصب في جميع نهاية من القبة بحيث يمكن صب الفلز في النطقب. ويمكن عمل تجويف في الجسم المصبوب بتعليق جسم رملي صلد في النطقب يسمى القلب. وعندما يُصب الفلز في النطقب فإنه يبرد بسرعة مكونًا جسمًا جامدًا، وعندئذ يكسر الرمل ويتخلص منه.

الصب بطريقة الشمع المتبدد

الصب بطريقة الشمع المتبدد تُستخدم طريقة الشمع المتبدِّد في عمل المصبوبات بأبعاد سليمة. وتتميز المصبوبات ذات الأبعاد الدقيقة بأنها أكثر دقة وذات تشطيب سطحي أفضل مما في صب الرمل. ومن الممكن في الصب بطريقة الشمع المتبدد خلق أجزاء بدقة تصل إلى 0,5مم. وتبين الأشكال أدناه، خمس خطوات أساسية لهذه الطريقة.
المصدر: الموسوعة العربية الكاملة

الأنواع الأخرى من الصب

تُشكل المصبوبات البالغة الضخامة بطريقة نطقب الحفرة حيث يتم صب الفلز في حفرة عميقة. ويستغرق عمل النطقب واستكمال المصبوب في حفرة التشكيل عدة أيام أوأسبوعًا. أما في طريقة الصب بالطرد المركزي، فيدار النطقب بسرعة أثناء صب الفلز. وتجبر قوة الطرد المركزي الناتجة عن الدوران، الفلز على الالتصاق بالسطح الداخلي للنطقب.

وتُستخدم ثلاث طرق لعمل المصبوبات المضبوطة هي:

تشكيل القشرة
الصب في قوالب
طريقة الشمع المتبدِّد.

ويكون سُُمك القبة والجُرف في كيفية تشكيل القشرة من 6-13 مم، وتُثبتان في مكانهما بوساطة مشابك أوأوزان. وفي البداية يُسخن النموذج ثم يُوضع في مادة النطقب، وتتكون هذه المادة من رمل ناعم ومادة من البلاستيك تُبقي الرمل متماسكًا ببعضه عند بدء التسخين.

وفي طريقة الصب في قوالب يُدفع الفلز المنصهر إلى نطقب فلزي مُستديم يُسمى النطقب، وتُزال المصبوبات عندما تبرد. ويمكن حتى تتم العملية بكاملها بصورة آلية.

وفي عملية الشمع المتبدد تُوضع عجينة باريس الرطبة حول نموذج شمعي، ويُسخن النطقب عندئذ أويُجفف، فينساب الشمع خارجًا منه، تاركًا نطقبًا ذا أبعاد دقيقة. وتُستخدم هذه الطريقة لعمل ألواح الأسنان ولتشكيل المواد الفلزية التي لا يمكن تشكيلها بكيفية التشكيل العادية.

Investment casting

صمام لمحطة نووية اُنتج باستخدام investment casting

Nonexpendable mold casting

Tin soldiers being cast in German molds from the early 20th century. The two mold halves are clamped together, and the metal (an alloy of tin and lead, heated to approx. 300 °C) is poured into the mold. When the metal has solidified, the mold is cracked open. Sprues (pouring channels) and extraneous flash (metal that has penetrated cracks and air channels in the mold) are seen in the third image, and have been removed from the castings in the last image.