صنعت ریخته‌گری چه تحولاتی را پشت سر گذاشته است؟
ریخت ریخته‌گری
در مصر باستان، استفاده از مس برای ساخت ابزار و زیورآلات تا چهار هزار سال پیش از میلاد رواج داشت. مصریان تکنیک‌های پیشگامانه مانند ریخته‌گری با موم را ابداع کردند. در این روش، ابتدا مدلی از موم برای شیء مورد نظر ساخته می‌شد، سپس آن را با لایه‌ای از خاک رس می‌پوشاندند و حرارت می‌دادند تا موم ذوب شده و فضایی خالی برای ریختن فلز مذاب ایجاد شود. این روش امکان ایجاد طرح‌های دقیق و پیچیده را فراهم می‌کرد، همان‌طور که در جواهرات ظریف و مجسمه‌های این دوره مشاهده می‌شود. بین‌النهرینی‌ها نیز که به پیشرفتهای تمدنی خود شهرت دارند، در متالورژی گام‌های بلندی برداشتند. تا حدود سه هزار سال پیش از میلاد، آنها به‌طور گسترده از برنز استفاده می‌کردند که نقشی حیاتی در ساخت سلاح‌ها، هنر و ابزارهای روزمره آنها داشت.
یونان و روم باستان متالورژی غیرآهنی را بیشتر توسعه دادند. صنعتگران یونانی به خاطر مجسمه‌های برنزی خود مشهور بودند که بسیاری از آنها دارای جزئیات پیچیده و اشکال طبیعی بودند. امپراتوری روم با منابع گسترده و مهارت مهندسی خود، کاربرد فلزات غیرآهنی را در ساخت‌وساز، ضرب سکه و تجهیزات نظامی گسترش داد. رومی‌ها ریخته‌گری در ماسه را که روشی اقتصادی‌تر بود و امکان تولید انبوه اشیای فلزی را فراهم می‌کرد، به کمال رساندند. مهارت آنها پایه‌گذار نوآوری‌های آینده در این حوزه شد.
در دوران قرون وسطی، متالورژی فلزات غیرآهنی در اروپا و آسیا گسترش یافت که این توسعه به دلیل تقاضای بیشتر برای تسلیحات بهتر و اشیای هنری بود. در این دوره، گروه‌هایی از صنعتگران شکل گرفتند که نقش مهمی در حفظ استانداردهای بالا و انتقال دانش متالورژی ایفا می‌کردند. ظهور تکنیک‌های جدید مانند معرفی کوره بلند، تولید فلزات را بهبود بخشید. در دوره رنسانس، با احیای دانش کلاسیک و رشد پژوهش‌های علمی، پیشرفتهای قابل توجهی در دانش متالورژی و روش‌های ریخته‌گری به دست آمد. هنرمندان و مهندسانی مانند لئوناردو داوینچی فرآیندهای متالورژی را مطالعه و مستند کردند و به درک عمیق‌تر خواص مواد و تکنیک‌های ریخته‌گری کمک کردند.
در قرون هفدهم و هجدهم، انقلاب صنعتی تغییرات بزرگی به همراه داشت، از جمله توسعه تجهیزات و فرآیندهای پیشرفته‌تر در ریخته‌گری. معرفی کوره بازتابی، کنترل دقیق‌تر بر فرآیند ذوب و ریخته‌گری را امکان‌پذیر کرد که به کاهش ناخالصی‌ها و بهبود کیفیت فلز منجر شد. در این دوره تولید در مقیاس بزرگ نیز رونق گرفت و کارگاه‌های ریخته‌گری قطعاتی برای ماشین‌آلات، حمل‌ونقل و زیرساخت‌ها تولید می‌کردند. نوآوری‌هایی مانند فرآیند بسمر برای تولید فولاد، به‌طور غیرمستقیم به ریخته‌گری فلزات غیرآهنی سود رساند و پیشرفتهای کلی تکنیک‌های متالورژی را تسریع کرد.
در قرون نوزدهم و بیستم، ریخته‌گری فلزات غیرآهنی به دلیل افزایش تقاضا از سوی صنایع در حال رشد مانند خودروسازی، هوا-فضا و الکترونیک گسترش یافت. اختراع موتور احتراق داخلی و ظهور خودروها نیاز زیادی به قطعات فلزی سبک و بادوام ایجاد کرد. آلومینیوم، به دلیل نسبت استحکام به وزن عالی خود، به ماده‌ای محبوب تبدیل شد و به پیشرفتهای چشمگیری در تکنیک‌های ریخته‌گری ویژه این فلز انجامید. صنایع هوا-فضا مرزهای توسعه آلیاژها را گسترش دادند و به موادی نیاز داشتند که بتوانند شرایط و تنش‌های شدید را تحمل کنند.
نوآوری‌ها در ترکیب آلیاژها، تکنیک‌های ریخته‌گری و کنترل کیفیت، به‌طور قابل توجهی توانایی‌ها و تولیدات ریخته‌گری فلزات غیرآهنی را بهبود بخشید. توسعه آلیاژهای با عملکرد بالا مانند تیتانیوم و سوپرآلیاژهای پایه نیکل، دامنه کاربرد فلزات غیرآهنی را به‌ویژه در بخش‌هایی که نیاز به استحکام بالا و مقاومت در برابر خوردگی داشتند، گسترش داد. پیشرفتهای علم مواد در نیمه دوم قرن بیستم موجب تولید آلیاژهای جدید با خواص برتر شد و کاربردهای ریخته‌گری فلزات غیرآهنی را بیش از پیش افزایش داد.
امروزه ریخته‌گری فلزات غیرآهنی همچنان در حال پیشرفت است و از فناوری‌های پیشرفتهای مانند طراحی به کمک کامپیوتر (CAD)، چاپ سه‌بعدی برای ساخت قالب و چاپ مستقیم اشکال فلزی و فرآیندهای بازیافت پیشرفته، بهره می‌گیرد. CAD موجب طراحی دقیق و شبیه‌سازی فرآیندهای ریخته‌گری می‌شود که کاهش خطاها و بهبود کارایی را به دنبال دارد. چاپ سه‌بعدی تحولی در قالب‌سازی ایجاد کرده و موجب ساخت اشکال پیچیده و کاهش زمان تولید می‌شود. فرآیندهای پیشرفته بازیافت را تضمین می‌کنند و موجب می‌شوند فلزات به صورت کارآمد بازتولید شوند که این امر به کاهش ضایعات و حمایت از شیوه‌های پایدار کمک می‌کند.
ریخته‌گری فلزات غیرآهنی اکنون نقش حیاتی در تولید مدرن و شیوه‌های پایدار ایفا می‌کند. آنها اجزای ضروری برای سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر مانند توربین‌های بادی و پنل‌های خورشیدی تولید می‌کنند و به گذار به سمت اقتصادی سبزتر یاری می‌رسانند. علاوه بر این، حوزه پزشکی از ریخته‌گری فلزات غیرآهنی بهره می‌برد، به‌ویژه در تولید ایمپلنت‌ها و ابزارهای جراحی که از آلیاژهای زیست‌سازگار ساخته می‌شوند و استحکام و قابلیت اطمینان بالایی ارائه می‌دهند.
تاریخ ریخته‌گری در ایران نیز نشان‌دهنده این است که این صنعت همواره نقش حیاتی در توسعه صنعت کشور به‌ویژه فولاد داشته است. فولاد به عنوان یک فلز آلیاژی، ارتباط نزدیکی با صنعت ریخته‌گری دارد، زیرا فرآیند ریخته‌گری یکی از روش‌های اصلی تولید فولاد و محصولات فولادی است. در صنعت ریخته‌گری، فلز ذوب‌شده (که می‌تواند شامل فولاد یا سایر فلزات باشد) در قالب‌هایی ریخته می‌شود تا به شکل‌های موردنظر تبدیل شود. در اوایل قرن بیستم ایران تلاش‌هایی برای تولید فولاد آغاز کرد که با ریخته‌گری برای تولید چدن و فولاد در اهواز در سال 1960 ادامه پیدا کرد. در ادامه بیشتر به تاریخ تولید فولاد در ایران اشاره می‌شود.
در سال 1927، دولت وقت ایران تلاش‌های زیادی برای تامین نیازهای کشور به ریل‌های آهنی انجام داد. بنابراین می‌توان گفت که تولید فولاد در کشور از این تاریخ آغاز شد. به‌عبارت دیگر، تاریخ فولاد در ایران به این تاریخ برمی‌گردد، اما این صنعت در ایران مسیر پرفرازونشیبی را طی کرد، به‌طوری که تولید صنعتی ریخته‌گری در ایران از سال 1953 آغاز شد.
در آن دوره، دولت وقت به دلیل ضرورت ساخت راه‌آهن، بودجه‌ای معادل 5/ 5 میلیون تومان برای این پروژه در نظر گرفته بود. راه‌اندازی اولیه این پروژه موفقیت‌آمیز بود، اما مشکلات مالی که تا سال 1949 پیش آمد، باعث تاخیر در اجرای پروژه شد. در سال 1949، پس از کودتای 19 آگوست، قراردادی به نام «کنسرسیوم» بین آلمان و ایران امضا شد و پس از آن پروژه فولاد دوباره رونق گرفت. طبق مدارکی که از آن زمان موجود است، می‌توان گفت که به‌طور جدی تاریخ کارخانه فولاد در ایران از آن زمان آغاز شده است. کنسرسیوم آلمانی طرحی تهیه کرد تا کارخانه‌های فولاد بتواند روزانه 150 تن فولاد تولید کند. در آن زمان، آلمان ماشین‌آلات نورد را به ایران منتقل کرد تا کارخانه‌های جدیدی ساخته شوند و 1200 نفر در آن سال‌ها مشغول به کار شدند.
در سال 1941، در جریان جنگ جهانی دوم، زمانی که جبهه استالین شکست خورد و نیروهای متفقین ایران را اشغال کردند، آلمان ایران را ترک کرد و پس از آن، پروژه تولید فولاد دوباره به تعویق افتاد. در آن زمان کارخانه تولید فولاد در کرج در سال 1953 ساخته شد، اما شرایط بحرانی جنگ همه آنچه ساخته شده بود را به ویرانه تبدیل کرد و تمام دستگاه‌ها و تجهیزات به تصرف متفقین درآمد.
پس از پایان جنگ جهانی دوم، منابع مالی لازم برای ازسرگیری تولید فولاد در کشور وجود نداشت. بنابراین پروژه‌های فولادی شکست خورد. با اینکه کارخانه‌ها طرح‌هایی برای شروع کار فولاد ارائه دادند، اما بانک جهانی هیچ سرمایه‌ای به این کارخانه‌ها اختصاص نداد.
با این حال، راه‌اندازی پروژه فولاد در ایران تا سال 1963 به تاخیر افتاد؛ زمانی که دولت وقت ایران همکاری با کارشناسان سوئدی را آغاز کرد و تولید فولاد را با افتتاح کارخانه‌ای با تجهیزات کامل شروع کرد.
تولیدات اولیه آن برای نیازهای ارتش، راه‌آهن و خودروسازی داخلی تخصیص یافت. در نهایت ایران توانست این رویا را محقق کند. در سال 1960 نیز ایران برای اولین‌بار تولید چدن را در اهواز آغاز کرد تا نیازهای خود را در صنعت خودرو تامین کند. محصول اصلی آن لوله‌های چدنی بود تا بتواند تولید فولاد را به بیش از شش هزار تن در سال افزایش دهد.
در سال 1965، کارخانه فولاد اصلی ایران در اصفهان تاسیس شد و بودجه و سرمایه اولیه آن از طریق صادرات گاز طبیعی به روسیه تامین شد. شرکت فولاد آریامهر در اصفهان تولید سالانه 550 هزار تن فولاد را در ایران بر عهده گرفت. طبق آمارهای موجود، تولید فولاد در ایران تا سال 2004 بالاترین سقف تولید سالانه را داشت. به‌طوری که در این سال تولید فولاد ایران به 12 میلیون تن رسید. اما پس از آن به دلیل تحریم‌ها تولید فولاد ایران کاهش یافت تا حدی که به واردات فولاد و فولاد کربنی به دلیل تقاضای بالای آنها منجر شد. اما این روند کاهشی با ایجاد شرکت‌های تولیدی جدید پایدار نماند و ایران نه‌تنها توانست نیازهای اصلی فولادی خود را تامین کند، بلکه در سال 2019 موفق به صادرات فولاد نیز شد.
تحول ریخته‌گری فلزات غیرآهنی از دوره باستان تا به امروز، تکاملی چشمگیر را نشان می‌دهد که از نوآوری، تطبیق و جست‌وجوی بی‌وقفه برای دستیابی به کمال ناشی شده است. این کارگاه‌ها به‌طور مداوم خود را با نیازهای در حال تغییر جامعه تطبیق داده‌اند و انعطاف‌پذیری و نبوغ خود را به نمایش گذاشته‌اند. با پیشرفت تکنولوژی و ظهور چالش‌های جدید، ریخته‌گری فلزات غیرآهنی بدون شک به ایفای نقش حیاتی خود در شکل‌دهی به آینده تولید و کمک به پیشرفت تکنولوژیک بشر ادامه خواهد داد.
صنعت فولاد در ایران هم که در آن از فرآیندهای مختلفی مانند ریخته‌گری پیوسته، ریخته‌گری قالبی و ریخته‌گری به کمک روش‌هایی مانند نورد و اکستروژن برای شکل‌دهی فولاد استفاده می‌شوند، گسترش یافت. به‌طور خاص، در فرآیند ریخته‌گری فولاد، فولاد ذوب‌شده که در قالب‌هایی ریخته می‌شود برای تولید قطعات مختلف از جمله قطعات خودرو، لوله‌های فولادی، ابزارها و قطعات صنعتی استفاده می‌شود. این فرآیندها به تولید فولاد با ویژگی‌های خاصی مانند استحکام، سختی و مقاومت در برابر خوردگی کمک کرده که برای کاربردهای صنعتی مختلف ضروری است. بنابراین صنعت ریخته‌گری که یکی از ارکان اصلی تولید فولاد در مقیاس‌های مختلف به شمار می‌آید، در تاریخ صنعتی کشور بسیار حائز اهمیت بوده است. با توجه به تاریخ ریخته‌گری در ایران و تحولات آن از دوران باستان تا امروز، به وضوح مشخص است که این صنعت نقش کلیدی در رشد و توسعه اقتصادی کشورها ایفا کرده است. با توجه به پیشرفت‌هایی که در تولید فولاد و تکنیک‌های ریخته‌گری در دهه‌های اخیر شاهد بوده‌ایم، ایران اکنون در موقعیتی است که می‌تواند با بهره‌گیری از این تاریخچه و به‌کارگیری فناوری‌های نوین، گام‌های بزرگ‌تری در جهت توسعه صنعت فولاد و ریخته‌گری بردارد. ریخته‌گری فلزات امروزه فرآیندی پیچیده است که به شیمی دقیق و اجرای بی‌نقص نیاز دارد.
برای توسعه بیشتر در این حوزه، ایران باید به سرمایه‌گذاری در بهبود تکنیک‌های ریخته‌گری، به‌ویژه در زمینه‌های نوآورانه مانند ریخته‌گری دقیق و استفاده از فناوری‌های پیشرفته همچون چاپ سه‌بعدی و طراحی‌های مبتنی بر CAD توجهی ویژه داشته باشد. همچنین توجه به استانداردهای جهانی و توسعه زیرساخت‌ها می‌تواند موجب افزایش کیفیت تولیدات و کاهش هزینه‌ها شود.
در نهایت، برای دستیابی به رشد پایدار در این صنعت و تبدیل شدن به یکی از پیشروان جهانی، ایران باید بر ایجاد همکاری‌های بین‌المللی، انتقال فناوری و آموزش نیروی انسانی متخصص متمرکز شود. در این راستا توجه به تحقیق و توسعه و نوآوری‌های صنعتی در حوزه ریخته‌گری، می‌تواند نقش حیاتی در آینده موفق این صنعت در ایران ایفا کند.
