Kokil kalıp yapımında en çok kullanılan gereç dökme demirdir. Dökme çelik ve blok çelik az da olsa kullanılmaktadır. Genellikle perlitik esmer dökme demirden kokil kalıplar yapılmaktadır. Kokil kalıp içine konularak maça görevi yapacak olan parçalar ısıya dayanıklı çelik ya da normal kumdan kabuk maça olarak da yapılabilir.

Sektörde şu an için faaliyet gösteren firma sayısı Türkiye genelinde 5 bin civarındadır. Bu firmaların yarıya yakını İstanbul’da faaliyetlerini sürdürürken, geriye kalanı ise ağırlıklı olarak Bursa, İzmir, Ankara, Eskişehir, Kocaeli, ve Samsun’da yer almaktadır. Özellikle Bursa’nın otomotiv sanayinde ileri bir düzeyde olması kalıp sektörünün burada yoğunlaşmasına neden olmuştur.

Ancak kalıbın fonksiyonlarının ve öneminin tam olarak anlaşılabilmesi için Endüstri Devriminin ortaya çıktığı ve geliştiği dönemlerin; yani XVIII. Ve IXX yüzyılların gelmesinin beklenmesi gerekmiştir. Bugünkü manada çapak boşluğuna sahip kalıplar, ilk kez XVIII. Yüzyılın sonlarında yapılmıştır. Bu dönemlerde seri imalat fikri oluşmuş ve yaygınlaşmaya başlamıştır. Daha sonra 1945 yılından itibaren, kalıp şekillendirmede otomasyon uygulamalarına başlanmıştır. Seri imalatın gereği, sadece hızlı ve belirli zaman biriminde yapılan çok sayıda imalat değildir. Aynı zamanda parçalar arasında ölçü ve biçim tamlığı başta olmak üzere tüm özellikler bakımından eşitliğin sağlanması ve yapılan imalatın ekonomik olması da en az bunun kadar önemlidir. Şu halde, türü ile biçimlendirdiği faz (katı veya sıvı) ne olursa olsun, malzemeyi belirli biçim ve boyutlar gösteren bir geometri içinde sıkıştırmak suretiyle iç parçasını oluşturmak, mantıklı ve pratik bir çözüm şekli olmaktadır. İmal edilen parçanın ölçü ve biçim tamlığının, en fazla kalıp geometrisinin gösterebildiği hassasiyet derecesi kadar olabileceği: bunu hiçbir zaman aşamayacağı açık bir gerçektir. Şu halde, anılan geometrinin parça için talep edilecek maksimum ölçü ve biçim tamlığında oluşturulmasının yanında; bu özelliklerini gerek şekillendirme sürece ve gerekse belirli bir imalat periyodu (sayısı) esnasında koruması gerekmektedir. İşte, kalıp için uygulanan tasarım ve imalat evrelerindeki sürekli geliştirme ve iyileştirme çabalarının tümünün anlamı bu son cümlede saklıdır. Gelişmiş ülkeler ile bu alanda son yıllarda gelişme sağlayan ülkeler bir yana, artık son birkaç yıldır Üçüncü Dünya Ülkeleri ve Eski Doğu Bloku Ülkeleri, ya da bunların dışında kalan ve adları bugüne kadar sanayileşme ile birlikte hiç anılmamış olan bazı ülkeler bile Kalıplı İmalat Teknolojileri konusunda varlarını yoklarını ortaya koymaktadırlar.

Bu açıklamalardan sonra kalıpçılık mesleği genel olarak aşağıdaki şekilde tanımlanabilir: Seri üretimi gerçekleştirilecek herhangi bir kalıbın tasarımına, yapımına ve çalıştırılmasına olanak sağlayan, uygulamalı eğitim ve öğretim yöntemlerini bir bütün olarak kabul eden meslek dalına kalıpçılık mesleği denir.

Kalıpçılık mesleğini konu edinenler, en azından basit matematik ve tasarı geometri kavramlarını, makine teknik resim çizimini ve okunuşunu, markacılık ve ölçme bilgisini, bütün takım tezgahlarının kullanışını, ısı ve sertlik ölçme işlemlerinin yapılışını, ayrıca makine elemanlarının montajını gerektiren bilgileri almak zorundadır. Bu bilgileri alan ve pratik uygulamaları iyi değerlendirebilen bir kalıpçı, aşağıdaki konularda bilgi ve beceri sahibi kişidir.

1. İyi bir kalıp tasarımcısı olarak göze çarpar.
2. Makine teknik resmini çizme ve okuma yeteneğine sahiptir.
3. Kalıp konstrüksiyonu hazırlamakta uzmandır.
4. Komple kalıbı oluşturan elemanların hangi takım tezgahında ve nasıl işlenebileceğini organize etmede ustadır.
5. Komple kalıbı meydana getiren malzemeleri en iyi şekilde seçebilen uzmandır.
6. Kalıp elemanlarının ısıl işlemlerini ve sertlik ölçme tezgahını kullanarak, parçaların sertlik değerlerini denetleyen kontrolördür.
7. Kalıbı oluşturan elemanların montajını yapandır.
8. Kalıplanacak parçanın malzemesini hazırlayan, yapımı bitmiş olan kalıbı imalat tezgahına emniyetle bağlayan ve doğabilecek kazaları tasarlayarak giderici tedbirleri alabilen kişiler, kendilerini bu mesleğe adamış kişilerdir.

Gelişmekte olan teknoloji çağında, kalıpçılığın kolayca açıklanamayacağı bir gerçektir. Çünkü kalıpçılık, günlük hayatımıza girmiş pek çok parçaların üretimini gerçekleştiren önemli sektörlerden biridir. Günlük hayatımıza giren bu parçaların üretiminde; zaman, kalite ve ölçü tamlığı, malzeme tasarrufu ve özdeşlik sağlayan, ayrıca işçilik giderlerini asgari düzeye indiren kalıpçılıktır.

CAD/CAM teknolojisi tasarım ve imalatın daha büyük bütünleşmesi yönünde gelişmektedir. CAD, bilgisayar sistemlerinin primitifler kullanarak nesneler yaratma, tanımlama, analiz ve tasarımın optimizasyonu gibi işlerde kullanılmasıdır. Bu sistemler yazılım ve donanım kısımlarından oluşur. Yazılım olarak, parçaların gerilme-uzama analizinin yapılabildiği programlar, mekanizmaların dinamik cevapları, ısı transferi hesapları ve NC parça programlama gibi örnekleri verilebilir. CAM, bilgisayar sistemlerinin planlama, yönetme ve bir imalat işleminin kontrolünün direkt veya endirekt bilgisayar ara yüzeyi kullanılarak yapılması gibi işlemlerde kullanılmasıdır.

Döner gaz almanın etkinliği, gaz akış debisi, dönüş hızı, rotorun daldırma derinliği, rotor ve tretman araçlarının geometrisi, ilk hidrojen düzeyi, alaşımın bileşimi, ergimiş metal sıcaklığı ve nem gibi birçok parametreye bağlıdır. İnert gaz kabarcıklarının boyutu gaz alma prosesinde büyük bir etkiye sahiptir. Statik üfleme boruları 20-50mm çapta kabarcık üretirler ve verimsizdirler. Gözenekli üfleme boruları (porous plugs) ise 10-30mm arası kabarcık üretirken döner gaz alma sistemi gaz akış debisi, dönüş hızı, rotor geometrisine bağlı olarak 5-15mm arası çok etkin kabarcık üretebilmektedir.

Alüminyumdaki Hidrojen

Ergimiş metaldeki çözünmüş hidrojen döküm parça katılaştığında zararlı hale gelmeye başlar ve katı halde duramayan fazla hidrojen, döküm parçada istenmeyen porozitelere yol açan hidrojen kabarcıkları oluşturur.

Çözünmüş hidrojenin başlıca kaynağı sıvı alüminyumla hemen reaksiyona giren oksit ve hidrojen oluşumuna yol açan nemdir. Katı alüminyuma kıyasla hidrojenin sıvı alüminyumda çözünürlüğü daha fazladır. Bu aynı zamanda alaşıma da bağlıdır. Si, Cu veya Fe gibi elementler hidrojen çözünürlüğünü düşürürken Mg’un önemli derecede artırma etkisi vardır.

Hidrojen çözünürlüğünün dengesi ergimiş metal sıcaklığı ve atmosferik su buharı basıncının direkt fonksiyonudur.

Yaz aylarında yüksek nem yüksek sıcaklıkla birleştiğinde çok sıklıkla dökümhanelerde düşük nem oranlarındaki kış aylarına göre çok daha fazla gaz porozitesi problemleri ortaya çıkar. Bununla birlikte, çok iyi dağılmış hidrojen porozitesi her zaman istenmeyen bir şey olmayabilir. Hidrojen çökelmesi döküm parçanın zayıf beslenmiş kesitlerinde çekinti oluşumu ve dağılımını azaltabilir. Genelde çekinti iyi dağılmış hidrojen porozitesine göre döküm parça özelliklerine daha fazla zarar vermektedir.

Sıvı alüminyum havadaki nem ile hızla reaksiyona girer ve böylece hidrojen alır, oksit oluşumuna sebep olur. Çözünmüş hidrojen ve oksit inklüzyonları bu yüzden ergimiş metaldeki en çok bilinen empüritelerdir, ergimiş metal kalitesinde olumsuz etkileri vardır ve sakat oluşumuna sebep olabilirler. Alüminyum döküm parçalarında diğer bir hata kaynağı, katılaşma sırasında porozite oluşumudur. Makro poroziteler uygun besleyici uygulamalarıyla çoğunlukla giderilebilir fakat mikro poroziteleri gidermek tane inceltme ve/veya modifikasyon gibi metalurjik çalışmalar gerektirir.

Modern alüminyum döküm üretiminin başlangıcından beri ergimiş metal tretmanı prosesleri sodyum veya kalsiyum gibi istenmeyen elementlerin giderilmesi için tane inceltici, modifiye edici veya aktif reaktanların ilavesinin yanında çözünmüş hidrojen ve oksit inklüzyonlarının giderilmesi için geliştirilmiştir. Daha önce bütün bu ergimiş metal tretman operasyonları manuel olarak uygulanıyordu ve çoğunlukla her biri birbirinden bağımsızdı.