ओल्या मातीतील साचेकामाला काही मर्यादा आहेत. त्यामध्ये किचकट भौमितिक आकार असलेली कास्टिंग काढणे अवघड जाते. तसेच कास्टिंगच्या मापांच्या अचूकतेवरसुद्धा मर्यादा येतात. त्यामुळे त्यात सुधारणा करण्याच्या प्रयत्नातून कवच पद्धतीचा शोध लागला. ही पद्धत जर्मनीतील क्रॉनिंग या गृहस्थानी शोधून काढली. त्यामुळे सुरुवातीस ती क्रॉनिंग पद्धत म्हणूनच ओळखली जात असे. ही पद्धत साचा तसेच गाभा बनविण्यासाठीही वापरता येते. या पद्धतीच्या साचेकामासाठी पुढील गोष्टींची गरज असते.
धातूचा फर्मा (Metal Pattern) : फर्मा गरम करावा लागत असल्याने तो बीड किंवा ब्राँझपासून बनवावा लागतो. अशा पद्धतीच्या फर्म्यापासून दोन ते अडीच लाख कास्टिंग काढता येतात. पाहिजे असलेल्या कास्टिंगची संख्या मर्यादित असेल तर काही प्रसंगी ॲल्युमिनियम मिश्र धातूचा वापर केला जातो.
रेझिनयुक्त वाळू (Resin Coated Sand) : मूळ वाळूचा ए.एफ.एस. फाइनेस नंबर (AFS Fineness no.) ८० ते १०० या दरम्यान असतो. त्यामध्ये रेझिन व उत्प्रेरक मिसळले जातात. त्यांचा वाळूवर सूक्ष्म थर बसतो. रेझिन फेनॉल फार्मलडेहाइड या प्रकारचे असते, तर उत्प्रेरक हेक्झामिथिलीन टेट्रामाइन हे असते. रेझिनचे प्रमाण वाळूच्या २-४ % असते. हेक्झाचे प्रमाण रेझिनच्या १६-१८ % असते. रेझिन व हेक्झा यांचा थर असलेली वाळू (Pre Coated Sand) बाजारात उपलब्ध असते.
रेझिनयुक्त वाळू साठविण्यासाठी राशीपात पेटी (Dump Box) व इतर अनुषंगिक स्वयंचलित यंत्रणा : गाभा बनवायचा असेल तर शूटरची गरज असते. रेझिनयुक्त वाळू कामासाठी योग्य आहे किंवा नाही हे ठरविण्यासाठी त्यावर १) तप्त ताणशक्ती (Hot Tensile Strength), २) तयार होणाऱ्या वायूंचे प्रमाण (Gas evoluation), ३) वितळण बिंदू (Stick Point or melt point) या चाचण्या कराव्या लागतात. कवच पद्धतीने कास्टिंग काढताना पुढील पायऱ्यांचा अवलंब करावा लागतो.
१) फर्मा तयार करणे : पाहिजे असलेल्या कास्टिंगच्या आकारमानानुसार दोन भागात धातूचा फर्मा तयार करावा लागतो.
२) साचा तयार करणे : फर्म्याचा प्रत्येक भाग १७५-३००o सेल्सियसपर्यंत गरजेनुसार गरम करावा लागतो. गरम फर्मा राशीपातपेटीस जोडला जातो. पेटीमध्ये तयार रेझिन व हेक्झायुक्त वाळू असते. पेटी उलट करून वाळू फर्म्यावर पाडली जाते. तापमानामुळे फर्म्यावर वाळूचे एक प्रकारचे कवच तयार होते. या कवच्याची पकाई (Curing) केली जाते. पेटी व फर्मा यांना परत पलटी मारली असता जादाची वाळू परत पेटीमध्ये जाते. उत्क्षेपक पिनांचा (Ejector Pins) उपयोग करून कवच फर्म्यापासून अलग केले जाते.
३) साच्याचे दोन भाग एकमेकांना जोडणे : गाभ्यांची गरज असेल तर ते साच्यामध्ये ठेवले जातात व दोन भाग एकमेकांना चापांच्या (Clamps) साहाय्याने जोडले जातात. तयार साचा साचापेटीत ठेवून त्याभोवती कच्ची वाळू भरून साच्यास आधार दिला जातो.
४) ओतकाम : साच्यामध्ये किटलीच्या साहाय्याने रस ओतला जातो. रस प्रवेशद्वारांच्या मार्गे साच्यात प्रवेश करतो.
५) थंड करणे : साच्यामध्ये रस गार होऊन त्याचे घनीभवन होते.
६) कास्टिंग बाहेर काढणे : साचा फोडून कास्टिंग बाहेर काढले जाते. प्रवेशद्वारे, रायझर इत्यादी. कास्टिंगपासून अलग केले जाते. त्यानंतर कास्टिंग साफसफाई, मशिनिंग इत्यादी प्रक्रियेसाठी पाठविले जाते.
कवच साचेकामाचे फायदे : १) कास्टिंगच्या पृष्ठभागाची गुणवत्ता सुधारते : पृष्ठभाग गुळगुळीत व चकचकीत होतो, २) मापांची अचूकता : यामुळे मशिनिंगची माया (Machining Allowance) कमी करता येते, ३) पोकळ गाभा : गाभा पोकळ काढता येतो, साच्याचे कवच पातळ असल्याने वाळू खूपच कमी प्रमाणात लागते. गाभा पोकळ झाल्याने तयार होणाऱ्या वायूंचे प्रमाणही कमी होते, ४) वाळू : द्रव धातू यांचे प्रमाण : हे प्रमाण १ – १ इतके कमी होऊ शकते. हे प्रमाण साचेकामाच्या इतर पद्धतींपेक्षा खूपच कमी आहे, ५) हाताळणीतील सुलभता : साठवणीत तसेच हाताळणीत साचे व गाभे खराब होत नाहीत, ६) बाष्प शोषणास विरोध : हवेतील बाष्पाचा साच्यावर परिणाम होत नाही. त्यामुळे साचे व गाभे यांची दीर्घकाळ साठवणूक करता येते, ७) पसरण्याची उत्कृष्ट क्षमता : रेझिनयुक्त वाळू सुकी असल्याने ती इतर पद्धतींपेक्षा साच्यात किंवा गाभ्यात सहजासहजी पसरते, ८) उच्च तापमानास टिकण्याची क्षमता : ही क्षमता चांगली असल्याने गरम रसामुळे वाळूची झीज होत नाही. त्यामुळे कास्टिंगमध्ये वाळूचा समावेश होणे (Sand Inclusion) तसेच पापडी धरणे यासारखे दोष निर्माण होत नाहीत, ९) फर्म्याची कमी झीज : फर्मा बिडाचा बनवला असल्याने तो लवकर झिजत नाही. त्यामुळे फर्मा एकदा तयार केला की त्यापासून भरपूर कास्टिंग काढता येतात.
कवच साचेकामाच्या मर्यादा : १) जास्त खर्च : धातूचा फर्मा तसेच रेझिनचा वापर यामुळे पद्धत खर्चिक आहे, २) आवर्तनाचा अधिक वेळ : गार पेटी (Cold Box) या पद्धतीशी तुलना करता कवच पद्धतीने गाभे बनविण्यास अधिक वेळ लागतो, ३) कास्टिंगच्या वजनावरील मर्यादा : ही पद्धत कमी वजनाच्या, गुंतागुंतीच्या कास्टिंगसाठी अधिक उपयुक्त आहे. यामध्ये २०० ग्रॅमपासून ८० किलो वजनापर्यंत कास्टिंग काढता येतात.
व्यवहारातील उपयोग : १) ही पद्धत लोहयुक्त (ferrous) तसेच लोहरहित (Nonferrous) कास्टिंगसाठी वापरता येते. जास्त करून ही पद्धत बीड व ॲल्युमिनियमसाठी जास्त प्रमाणात प्रचारात आहे, २) ही पद्धत वापरून गियर, कनेक्टिंग रॉड, सिलिंडर हेड, बुशिंग इत्यादी सुटे भाग बनविले जातात. दुचाकी वाहनांच्या सिलिंडर ब्लॉकसाठी ही पद्धत खूपच वापरली जाते.
संदर्भ : Richard W. Heine; Carl R. Loper, Philip, C. Rosenthal, Principles of Metal Casting, Tata McGraw-Hill Education, II edition, 2001.
समीक्षक : प्रवीण देशपांडे