Derecel‹ hassas döKÜm yüzey kal‹tes‹ ve boyutsal hassas‹yet

Key words: Investment flask casting, dimensional accuracy, surface quality
YILDIZ TECHNICAL UNIVERSITY
GRADUATE SCHOOL OF NATURAL AND APPLIED SCIENCE

---

19
BÖLÜM 1
G‹R‹fi
Döküm, metallerin birincil flekillendirilmesi için iyi bilinen bir tekniktir. Hassas döküm özellikle
kuyumculuk ve diflçilik sanayinde üretim için kullan›lan bir ifllemdir. Mikro döküm çeflitli metalleri
flekillendirmeye uygun hassas döküm tabanl› bir ifllemdir. Ço¤unlukla milimetre boyutlar›ndan santimetre
boyutlar›na kadar k›ymetli metal alafl›mlar›ndan parçalar için kullan›l›r. Avantajlar›, çok yönlü olmas›d›r;
örne¤in çok karmafl›k flekillerin üretimine olanak verir ve sonras›ndaki ifllemeyi en aza indirerek
ekonomik olarak verim sa¤lar. Parça boyutlar›n›n daha da küçültülmesine yönelik pek çok araflt›rma
yap›lm›flt›r, böylelikle mikrometre boyutlar›nda küçük parçalar veya mikro boyutta yap›lar tafl›yan
daha büyük parçalar hassas döküm ile üretilebilmektedir. Genelde çal›flmalar, üretim sonras› ifllem
gerektirmeyen ve düflük yüzey pürüzlülü¤ü ile yüksek geometrik boyutsal do¤ruluk gösteren parçalar›n
üretimine odaklanm›flt›r [1].
Dökümle parça üretimi, befl temel klasik imal usulleri içerisinde en yayg›n olarak kullan›lan yöntemlerden
biridir. Döküm parçalar›n kaliteleri, mekanik, fiziksel ve kimyasal özellikler, boyutsal hassasiyet ve
yüzey düzgünlü¤ü de¤erleri / kriterleri ile de¤erlendirilmektedir. Bu yöntemin daha da yayg›nlaflmas›n›n
önündeki en önemli engel yukar›da ad› geçen özelliklerin yetersizli¤idir. Bu özellikler üzerinde yap›lacak
iyilefltirmeler oldukça ekonomik ve h›zl› bir imalat yöntemi olan döküm prosesinin a¤›z içi ve vücut
implantlar›, tak› ve endüstriyel kal›plar gibi katma de¤eri çok yüksek hassas parçalar›n üretiminde
kullan›m›n› daha da yayg›nlaflt›racakt›r.
Ülkemizdeki sanayi kollar› içerisinde döküm sektörü önemli bir yer teflkil etmektedir ve bu önemini
uzun bir süre daha korumaya devam edecektir. Bu nedenle özel döküm yöntemlerine yönelik proseslerin
gelifltirilmesi ve prosedürlerinin iyilefltirilmesi ülke ekonomisi aç›s›ndan da hayati önem tafl›maktad›r.
Ülkemizde protez, tak› ve kal›p imalat›nda kullan›lan hassas döküm tozlar›n›n tamam› ithalat yoluyla
karfl›lanmaktad›r.
Mikro parçalar›n hassas dökümü, iyi bilinen bir ifllem olan diflçilik dökümlerinden türetilmifltir. K›ymetli
metaller için oluflturulan ifllemde temel olarak fosfat esasl› kal›p malzemeleri kullan›lmaktad›r. Diflçilik
parçalar›n›n üretimi ile karfl›laflt›r›ld›¤›nda mikrometre boyutlar›nda parça üretimi özellikle toleranslar
ve yüzey düzgünlü¤ü aç›s›ndan daha yüksek hassasiyet gerektirmektedir.
Kal›p malzemesi, sert alç›n›n (ba¤lay›c›) ince taneli kuvars tozu ile kar›flt›r›lmas›yla yap›l›r. Sonradan
seramik çamuru oluflturmak için kar›fl›ma su eklenip kar›flt›r›l›r. Vakum alt›nda kar›flt›rma hapsolmufl
havan›n en aza indirilmesi için avantajd›r. Haz›rlanan çamur, içinde mumdan yap›lm›fl besleyici sistemli
yollu¤a monte edilmifl plastik model bulunan bofllu¤a dökülür. Alç› ile su aras›ndaki kimyasal reaksiyon
sonucu çamur sertleflir. Kuruman›n ard›ndan kat› haldeki kal›p f›r›nda ›s›t›l›r. Bu s›rada plastik model
ergir ve pirolize u¤rarken alç› esasl› kal›p malzemesi sinterlenir. Ço¤unlukla kal›p sinterlenme s›cakl›¤›nda,
vakum veya merkezkaç döküm tekni¤i kullan›larak ergimifl metal ile doldurulur. Birinci teknik üç
ad›m›n kombinasyonundan oluflur: ‹lk olarak bofl kal›p vakumlanarak içindeki bofllukta kalan gaz
uzaklaflt›r›l›r, ikinci ad›mda eriyik kal›p içine dökülür ve son ad›mda eriyi¤e üst bas›nç uygulanarak
çok ince boflluklar› doldurmas› sa¤lan›r. ‹kinci döküm tekni¤inde kal›b›n doldurulmas› merkez kaç
kuvveti kullan›larak yap›l›r. Metalin kat›laflmas›n›n ard›ndan döküm parça kal›ptan ç›kart›l›r. Dökümün
ve kal›p bozman›n ard›ndan kal›p malzemesi art›klar› parçalar›n üzerinde kal›r. Mikro boyuttaki parçalar
için bunlar›n kimyasal olarak uzaklaflt›r›lmas› avantajl›d›r [2].

---

20
20. yüzy›l›n ikinci yar›s›ndan sonra hassas döküm, k›ymetli metallerden tak› üretiminde en önemli
fabrikasyon ifllemi olarak geliflmifltir. Ayr›ca ince hatl› mücevherlerin üretiminde, tekrarl› motifleri olan
genifl parçalarda ve el yap›m› mum modeller ile tak› tasar›m›nda da yayg›n olarak kullan›lmaktad›r.
Gümüfl sanayinin kum kal›ba döküme dayanan uzun bir tarihi vard›r. Gümüflçüler, kuyumculardan
farkl› olarak hassas döküme uyum a¤lamas› daha yavafl olmufltur. Uzun y›llard›r geleneksek gümüflçülük
ve kum kal›ba gümüfl dökümü kaybolmufltur. Bu zaman zarf›nda hassas döküm yöntemi ile nispeten
büyük parçalar›n dökümü mümkün hale gelmifl ve gümüflçüler bu parçalar›n üretimine dönmüfllerdir.
Kaybolan mum tekni¤i ile tak› dökümünün tarihi, ifllemin antik ça¤lardaki bafllang›c›na kadar gider.
Ancak modern teknik ile kitlesel üretim 20. yüzy›lda, 19. yüzy›l›n sonlar›nda ortaya ç›kan diflçilik
dökümlerinden gelifltirilmifltir. Modern ifllemin bafllang›ç noktas› Philbrook'un 1890'larda hassas döküm
kal›p çamurunu gelifltirmesi ile bafllam›flt›r. Modern hassas döküm sanayi kuruluflunu, ona ve diflçilik
alan›nda ondan sonra gelenlere borçludur.
‹lk diflçilik dökümleri k›ymetli metal alafl›mlar›ndan yap›lmaktayd› ve bu tekni¤i kuyumculuk için
kullanmak küçük bir ad›md›. ‹lk gerçek tak› hassas dökümü de diflçilik teknisyenleri taraf›ndan yap›lm›flt›
[3].
Bu çal›flman›n ana amac› dereceli hassas kal›ba döküm yöntemi ile yüksek boyutsal hassasiyet ve yüzey
kalitesine sahip parça dökümü için genleflen tip alç› ba¤l› kal›p malzemesi ile yüksek alümina çimentosu
ba¤l› kal›p malzemesinin gelifltirilmesi, kal›plama prosedürünün tespiti ve döküm prosedürünün
oluflturulmas› hedeflenmifltir.
‹stenilen boyutsal hassasiyetin eldesi amac›yla kal›p malzemesi prizlenme genleflmesi ve termal genleflme
olmak üzere iki temel ö¤e baz al›narak dizayn edilmifltir. Yüzey kalitesi aç›s›ndan ise ortalama partikül
boyutu, partikül boyut da¤›l›m› aral›¤› ve Su / Toz oran› esas al›narak seçim yap›lm›flt›r.

---

21
BÖLÜM 2
Hassas Döküm Yöntemi