Alçak basınçlı bir kalıp döküm makinesinin çalışma sistemi; ergimiş sıvı metal, izolasyonlu bir pota veya basınç izolasyonlu bir ocak bulunur. Besleyici tüpü (refrakter astarlı boru), alt ucu ergimiş metale batırılmış ve üst kısmı ocak kapağı sızdırmaz hale getirilmiş şekilde ocaktan dikey olarak geçer. Kalıp makineye, ocağın üzerinde monte edilir.
Döküm prosesin işlem sırası; ocağa kuru hava basıncı uygulandığı zaman, ergimiş metali harekete geçirir, sıvı metalin boruya ve düşük türbülanslı olarak kalıp boşluğuna girmesi gerçekleşir, kalıpta sıkışan havada, havalandırma deliklerinden ve kalıbın ayırma yüzeyinden dışarı atılması sağlanır.
Soğutma sistemi, kalıbın uçlarından başlayarak, borunun ağzı olan besleme kafasına kadar geri döndüğü zaman gerçekleşir. Dökümün katılaşması üzerine, istenmeyen metal(fazla gelen), hava basıncı gevşetilerek ocağa geri döner; kalıp açılır, döküm çıkarılır ve döküm çevrimi tekrarlanır.
Arada bir metalin akışını sağlamak için kalıp boşluğuna vakum işlemi uygulanır. Metal üzerindeki atmosferik basınç daha sonra ergimiş metali kalıbın tabanına doğru zorlayarak ve parçayı doldurur. Genellikle 0,3-1 MPa arasındaki karşı basınç, kalıp dökümü ve katılaşma sırasında sıvıya etki eder ve son döküm kalitesini iyileştirerek gözenekliliğin oluşumunu önler. Çoklu kaviteler(boşluklar) ve çoklu besleyici tüpler kullanılır.
Alçak basınçlı döküm, genel olarak gereksinimleri olan parçalar için kullanılan geliştirilmiş bir prosesdir.Kritik havacılık döküm parçaları karmaşık iç geçiş yollarından dolayı, genleşen maça gerektiren silindir başları, alt yağ karterleri ve manifoldlar gibi birçok otomotiv motor bileşeni için geçerlidir. Alçak basınçlı dökümde genleşen maçaların kullanılması, bu prosesin, yüksek basınçlı prosesde üretilmesi mümkün olmayan parçaların üretilmesini gerçekleştirir. Bu parçalar çoğunlukla, büyüklükleri, karmaşıklıkları, hacimleri ve ürün gereksinimleri nedeniyle alçak basınçlı döküm işlemi ile dökülürler. Kokil ve alçak basınçlı, yarı kalıcı kalıp dökümü, dünyadaki bu karmaşık otomotiv bileşenlerini üretmek için kullanılan başlıca yöntemlerdir
Kalıp boşluğunu doldurmak için basınç kullanılması, kalıpta kokil dökümünden daha hızlı doluma izin verir. Ergimiş sıvı metal, çelik kalıptan geçerken kalıpta sıcaklığını kaybeder ve metal ne kadar sıcaksa doldurulabilecek kesit kalınlığı o kadar ince hale gelir. Bazı konstruksiyonu karmaşık ürünler için bilgisayar otomasyon kontrollü, alçak basınçlı makineler kullanılır.
Alçak basınçlı dökümün avantajları, özellikle kalın cidarlı kesitlerde döküm kalitesinin çok iyi olması ve yüksek basınçlı döküme göre çok daha fazla alaşım seçimine izin verilmesidir. Ayrıca, döküm verimi, yatay yolluklar, besleyiciler veya girişler kullanılmadığından % 90– 95’ tir
Alçak basınçlı döküm için kalıplar ayrıca sertleştirilmiş çelikten de üretilir, ancak basınçlı ergimiş metalin döküm sistemi içinde yer almasını sağlamak için daha karmaşık tasarım ve mühendislik gerektirir. Kalıplar, ergimiş metalden korunmaları ve ısı alım hızının kontrol edilmesi için seramik kaplı olmalıdır. Ayrıntılı metal besleme sistemleri ve ergimiş metal banyoya bağlantıların yanı sıra, bir vakum veya karşı basınç kullanılan kalıptaki contalar da gereklidir. Bu özellikler kokil kalıplarına kıyasla kalıpların maliyetini ve tedarik süresini arttırır. Bununla birlikte, kalıplar, hala yüksek basınçlı dökümde kullanılanlardan daha ucuzdur.
Alçak basınçlı prosese yönelik döküm makineleri de oldukça karmaşık hale gelebilir ve karmaşık basınç veya vakum kontrol sistemleri için daha yüksek sermaye yatırımı gerektirir. Bu daha yüksek maliyetler, üretilebilecek daha yüksek karmaşık döküm değerlerinin yanı sıra, daha yüksek üretim hızları ve gelişmiş döküm kapasitesi ile dengelenir ve yüksek basınçlı döküm için kullanılan makinelerden çok daha az maliyetlidirler
Alçak basınçlı dökümün dezavantajları, yüksek basınçlı dökümden daha az bir parça üretim hızına sahip olması ve küçük parçaların dökülmesi için uygun olmamasıdır. Kokil dökümden daha küçük olmasına rağmen minimum cidar kalınlığı, yüksek basınçlı kalıp dökümden daha büyüktür. Kullanılan takım maliyetleri kokil prosesinden daha yüksektir.
Kaynak : Metal Dünyası Dergisi