الصب والمصبوبات ( Cast and casting )
الصّب والمصبوبات أحد طرق تشكيل المواد. ويتم بصب سائل في قالب وتركه ليتصلد. ويُطلق على المُنتَج اسم المصبوب. ويُستخدم الصب لعمل آلاف الأدوات التي تشمل 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.
نماذج الصّب:
يقوم العمال قبل صب المواد، بعمل نموذج خشبي أو فلزي 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 القالب. وتسمى النماذج المُُصمَتة، أو نماذج القطعة الواحدة النماذج السائبة، وتُستخدم عمومًا عندما يكون المصبوب بالغ الضخامة أو عندما تكون كمية الإنتاج محدودة. ويُعمل نموذج (لوح نظير) عن طريق شطر النموذج إلى نصفين. ويشتمل النموذج المنشطر على نصفين يمكن أن يتوافقا ويُربطا معًا بالمسامير.أنواع القوالب:
تُصَب معظم المواد الفلزية في رمل أخضر يتكون من خليط من الرمل والصلصال والماء ومادة لاصقة تمسك جزيئات الرمل معًا. وينتج قالب الرمل الجاف مصبوبات ذات سطح أكثر نعومة. ويحتوي قالب الرمل الجاف على مادة لاصقة خاصة. وتجفف أسطح قالب الرمل الجاف بشعلة مكشوفة قبل صب القالب. وتستخدم القوالب الدائمة المصنّعة من المواد الفلزية لأنواع خاصة من المصبوبات. |
 صــب الرمل |
كيفية عمل المصبوبات:
يُصب الفلز عادة في قالب من الرمل. فإذا ما أريد مثلا صب كباس ذي كرتين من مادة الحديد فإنه يُصب باستخدام النموذج المنشطر، فيوضع نصف النموذج على لوح، بحيث يكون وجهه المسطح إلى أسفل. ويحاط اللوح بصندوقين غير مثبتين مصنوعين من الحديد أو الخشب. 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 القالب وجُرفه ببعضهما بعد إزالة النموذج الرملي. وتُعمل فتحة صغيرة تسمى المصب في كل نهاية من القبة بحيث يمكن صب الفلز في القالب. ويمكن عمل تجويف في الجسم المصبوب بتعليق جسم رملي صلد في القالب يسمى القلب. وعندما يُصب الفلز في القالب فإنه يبرد بسرعة مكونًا جسمًا جامدًا، وعندئذ يكسر الرمل ويتخلص منه.
 |
الصب بطريقة الشمع المتبدد |
الأنواع الأخرى من الصب:
تُشكل المصبوبات البالغة الضخامة بطريقة قالب الحفرة حيث يتم صب الفلز في حفرة عميقة. ويستغرق عمل القالب واستكمال المصبوب في حفرة التشكيل عدة أيام أو أسبوعًا. أما في طريقة الصب بالطرد المركزي، فيدار القالب بسرعة أثناء صب الفلز. وتجبر قوة الطرد المركزي الناتجة عن الدوران، الفلز على الالتصاق بالسطح الداخلي للقالب.وتُستخدم ثلاث طرق لعمل المصبوبات المضبوطة هي: 1- تشكيل القشرة 2- الصب في قوالب 3- طريقة الشمع المتبدِّد. ويكون سُُمك القبة والجُرف في طريقة تشكيل القشرة من 6-13مم، وتُثبتان في مكانهما بوساطة مشابك أو أوزان. وفي البداية يُسخن النموذج ثم يُوضع في مادة القالب، 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 قالب فلزي مُستديم يُسمى القالب، وتُزال المصبوبات عندما تبرد. ويمكن أن تتم العملية بكاملها بصورة آلية.
وفي عملية الشمع المتبدد تُوضع عجينة باريس الرطبة حول نموذج شمعي، ويُسخن القالب عندئذ أو يُجفف، فينساب الشمع خارجًا منه، تاركًا قالبًا ذا أبعاد دقيقة. وتُستخدم هذه الطريقة لعمل ألواح الأسنان ولتشكيل المواد الفلزية التي لا يمكن تشكيلها بطريقة التشكيل العادية.