چندین تكنولوژی جدید برای ذوب در ریخته گری در دست تحقیق بوده كه با توجه به اهمیت روزافزون انرژی و كمبود ذخایر انرژی فسیلی، این تكنولوژی ها بسیار مورد توجه هستند. هر یك از این تكنولوژی ها مزایا و معایب خاص خود را دارند. در ادامه به توضیح این تكنولوژی ها و بررسی مزایا و معایب آن ها پرداخته شده است.

   1) ذوب با استفاده از اشعه الكترونی (Electron beam melting)

   این كوره ها از دستگاهی به نام تفنگ الكترونی (كه اشعه های الكترونی ساطع می كند) برای ذوب استفاده می كنند. در این فرآیند قطعات فلز متراكم توسط اشعه های پرتوان الكترونی، به صورت لایه به لایه از پودر فلز ساخته می شود. بدین ترتیب كه هر لایه به صورت جداگانه و دقیقاً به شكل هندسه مورد نظر ذوب می شود. تكنولوژی ذوب با اشعه های الكترونی با به كاربردن انرژی بالا، ظرفیت بالایی در ذوب و تولید محصولات ایجاد می كند.

   قطعه فلزی تحت دمای بسیار بالا و در خلأ ساخته می شود كه در نتیجه آن تنش هایی كه معمولاً در هنگام ساخت قطعات ایجاد می شود، در قطعات ساخته شده بدین روش ایجاد نخواهد شد. قطعات ساخته شده بدین روش نسبت به سایر قطعات ریخته گری از ویژگی های بهتری برخوردار بوده و مشابه قطعات شكل پذیر، قابلیت چكش خواری دارند. شمایی از ذوب با اشعه الكترونی در شکل(1) آورده شده است.

شکل(1). شمایی از فرآیند ذوب با اشعه الكترونی

   2) هیترهای شناور (Immersion heater)

در حال حاضر هیترهای شناور را می توان برای ذوب روی به كار گرفت، اما این هیترها هنوز قابلیت ذوب فلزات با دمای ذوب بالاتر از روی را دارا نیستند. پوشش سرامیكی محافظ این هیترها باعث كاهش راندمان ذوب می شود. تحقیقات زیادی برای استفاده از این هیترها در صنایع ریخته گری در حال انجام است. برای این كارسعی شده كه فلاكس حرارتی این هیترها را افزایش دهند تا قابلیت ذوب فلزات با دمای ذوب بالا را نیز دارا شوند.

1. گرمایش مادون قرمز (Infrared heating)

   گرمایش مادون قرمز، یك روش سریع برای گرمایش بیلت هاست. در این تكنولوژی از لامپ های هالوژن تنگستن استفاده می شود كه می توانند در دمای معمولی روشن شده و در عرض كمتر از یك ثانیه به ماكزیمم توان خود برسند. این گرمكن ها می توانند فلاكس حرارتی به بزرگی 20 تا 40 W/cm2 را برآورده كنند. لامپ های مادون قرمز می توانند در كمتر از یك ثانیه خاموش شده و همچنین می توانند انرژی الكتریكی را با راندمان بزرگتر از 90% به انرژی تابشی تبدیل كنند. استفاده از گرمایش مادون قرمز منجر به صرفه جویی قابل ملاحظه ای در زمان و هزینه انرژی مصرفی می شود. همچنین مقدار ضایعات در این روش به علت توزیع دمای یكنواخت توسط گرمایش مادون قرمز، كاهش می یابد. شمایی از ذوب با تابش مادون قرمز در شکل (2) آورده شده است.

شکل(2). شمایی از فرآیند ذوب با استفاده از تابش مادون قرمز

   3) ذوب توسط امواج ماكروویو(Infrared heating)

   این فرآیند ابتدا برای ذوب اورانیوم معرفی شد، اما امروزه برای فلزات زیادی استفاده می شود. نفوذ امواج ماكرو ویو به داخل فلز ذوب شونده بسیار زیاد است، در حالی كه در روش های قبلی گرما ابتدا به سطح خارجی و سپس به سطح داخلی فلز منتقل می شود. بنابراین سرعت انتقال حرارت در این روش بسیار بیشتر از روش های سنتی است كه این مسئله باعث صرفه جویی در زمان و انرژی مصرفی می شود.

   اگرچه تصور می شود كه فلز امواج ماكروویو را بازتاب دهد، اما در واقع فلزات در دمایی برابر با سه چهارم دمای ذوب خود شروع به جذب امواج ماكروویو می نماید.

   در این روش، شارژ فلزی ابتدا وارد یك بوته سرامیكی درباز می شود. این بوته در یك محفظه عایق قرار دارد كه كاملاً آن را می پوشاند. دیواره های گرم شده این بوته، محتوای فلز بوته را با استفاده از انتقال حرارت تشعشعی، هدایتی و جابجایی گرم می كنند. محفظه عایق اطراف این بوته باعث افزایش راندمان انرژی سیستم ماكروویو می شود. این روش می تواند هزینه های ذوب را تا 30% كاهش دهد.

   از معایب این روش، این است كه فلزات در دماهای معمولی امواج ماكروویو را جذب نمی كنند. به علاوه برای ذوب توسط امواج ماكروویو نیاز به تابش امواج با طول موج حدود 35/2 میكرون می باشد كه بسیار گران است.

   4) گرمایش پلاسما (Plasma heating)

   پلاسما به مجموع گازهای ذرات شارژ شده الكتریكی، مانند الكترون ها و پروتون ها گفته می شود. این ذرات حاوی انرژی بالایی هستند. وقتی جریان یونیزه شده پلاسما با سطح فلز تماس پیدا كند، انرژی آزاد می كند و فلز ذوب می شود.

   ثابت شده است كه فرآیند ذوب پلاسما از لحاظ انرژی مؤثرتر از روش های قدیمی بوده و می تواند درجه حرارت را بسیار سریع تر بالا ببرد. با توجه به این انتقال حرارت سریع، فرآیند ذوب نیز بسیار سریع خواهد بود. عملیات ذوب در كوره های پلاسمای ذوب آلومینیوم، تقریباً 60% سریعتر از سرعت ذوب در ذوب كننده های متداول می باشد. شمایی از گرمایش پلاسما در شکل (3) آورده شده است.

شکل(3) شمایی از فرآیند گرمایش با استفاده از پلاسما

   5) كوره های خورشیدی(Solar furnace)

اولین کوره خورشیدی در قرن هجدهم در فرانسه ساخته شد. متداولترین سیستم یک کوره خورشیدی متشکل از دو آینه تخت و کروی می باشد. نور خورشید به آینه تخت رسیده و توسط این آینه به آینه کروی بازتابیده می شود. در واقع انرژی خورشید از طریق این آینه ها به یك گیرنده می رسد. این گیرنده انرژی خورشیدی را ذخیره كرده و به تجهیز مورد نظر انتقال می دهد. طبق قوانین اپتیک هر گاه یك دسته پرتو موازی محور آینه با آن برخورد نماید، در محل کانون متمرکز می شوند و به این ترتیب انرژی حرارتی گسترده خورشید در یک نقطه جمع می شود که این نقطه به دماهای بالایی می رسد. این تكنولوژی می تواند گرمایی به بزرگی MWh 1 را تأمین كند. امروزه پروژه های متعددی در زمینه کوره های خورشیدی در سراسر جهان در حال طراحی و اجراء می باشد.

یكی از جنبه های مهم سیستم های خورشیدی این است كه كاملاً اتوماتیك بوده و نیاز به اپراتور ندارند. اگرچه كوره های خورشیدی برای ذوب فلزات در زمینه راندمان انرژی بسیار ایده آل هستند، اما بسیار پر هزینه بوده و همچنین فقط در روزهای آفتابی قادر به كار هستند. همچنین كوره های خورشیدی نیاز به زمینی با مساحت بالا دارند.