Cos'è il casting? Guida completa al processo e ai metodi di casting

La fusione dei metalli è un processo per la produzione di componenti metallici. È nota per la sua capacità di creare forme complesse, utilizzare un'ampia gamma di materiali e produrre pezzi in serie. Ma cosa significa esattamente fusione? Il processo prevede la colata di metalli e leghe fusi in cavità di stampo preformate, che poi si induriscono. Questo processo alla fine le trasforma nei componenti funzionali desiderati. Le cavità dello stampo sono quindi come un'immagine speculare della forma del componente da produrre.

Esistono numerosi processi di fusione, ognuno con i suoi vantaggi e svantaggi. Tra questi, la fusione in sabbia, la pressofusione e la microfusione. Il tipo di materia prima e le specifiche del pezzo da produrre determinano il metodo da utilizzare. Questo articolo fornisce una panoramica completa del processo di fusione, della tecnologia, dei metalli e delle leghe disponibili, nonché dei vantaggi e degli svantaggi.

Che cosa è il Casting?

La fusione è il processo di modellazione del metallo fuso per realizzare un pezzo di metallo o lega. La forma del metallo liquido dopo la solidificazione è determinata dalla cavità dello stampo. Quando il materiale viene colato, scorre su ogni angolo della cavità (stampo) e ricopre ogni dettaglio. Il pezzo solidificato viene quindi espulso dallo stampo o dalla cavità di fusione.

Il processo di fusione ha 7.000 anni ed è in uso dal 3200 a.C. circa. A quel tempo, in Mesopotamia e Cina, si fondevano in rame vari oggetti utili. Dopo il 645 a.C., la fusione in sabbia divenne uno dei metodi più comuni per la produzione di utensili e utensili da cucina.

Nella produzione moderna, il processo di fusione dei metalli viene utilizzato in un'ampia gamma di settori e le sue potenzialità sono in continua espansione. Permette di produrre componenti precisi e complessi a costi contenuti, soprattutto quando sono richiesti grandi quantitativi. In una pressa, in uno stampo per fusione o in altri tipi di stampi, le cavità possono essere utilizzate per produrre migliaia di componenti simili. Gli stampi in sabbia e a cera persa, invece, possono essere utilizzati una sola volta. Questo processo di fusione economico viene quindi spesso utilizzato per testare progetti di prototipi. Inoltre, i componenti fusi mantengono le loro proprietà fisiche e meccaniche originali.

Come funziona il processo di casting?

Esistono due diversi metodi di fusione o stampaggio: l'utilizzo di un modello per creare le cavità e stampi precisi che possono essere riutilizzati più volte. Ecco alcuni termini relativi al processo di fusione:

• Modello: Si tratta di una replica a grandezza naturale del pezzo desiderato. Solitamente è realizzata in metallo, plastica o legno e viene utilizzata per creare lo stampo.
• Nucleo e cavità: La cavità è la parte cava del contorno esterno del getto. Il nucleo viene utilizzato per fondere elementi interni come fori e canali.
• Sistema di colata: Si tratta di canali che guidano e controllano il flusso di metallo liquido dal forno di colata alla cavità. Componenti come canali di colata, canali di colata e iniettori ne fanno parte.
• Riser: Un serbatoio nello stampo che consente al metallo liquido di fluire nel getto per compensare il ritiro del metallo durante l'indurimento. Questo previene la formazione di fori e altri difetti nel getto.

Ora diamo un'occhiata passo dopo passo al flusso di lavoro del casting.

Fase 1: Creazione delle cavità dello stampo

Per creare le cavità, è necessario un modello che funga da corpo della forma. È possibile utilizzare cera, plastica o legno per creare una replica o un disegno. Pertanto, durante la progettazione e la creazione del modello, è necessario considerare fattori come le regolazioni dimensionali per compensare le tolleranze di ritiro, gli angoli di sformo per una facile rimozione e le impronte del nucleo per le parti cave.

Dopo il è stato creato il modello di pressofusione, viene inserito in uno stampo, circondato da un materiale di stampaggio come sabbia o ceramica. Lo stampo prende quindi forma e lascia uno spazio vuoto dietro di sé, che abbandonerà la cavità. È importante notare che le cavità di stampo permanenti vengono solitamente prodotte utilizzando metodi di produzione ad alta tecnologia. Ad esempio, vengono realizzate utilizzando lavorazioni CNC e taglio tramite elettroerosione di alluminio o acciaio inossidabile.

Fase 2: Versamento del materiale fuso

Innanzitutto, il materiale viene fuso tramite arco elettrico, induzione o crogiolo, a seconda delle dimensioni del getto. Per fondere la materia prima, ad esempio per getti di grandi dimensioni, sono necessari forni di grandi dimensioni. Inoltre, il materiale deve essere mescolato bene prima della colata.

La colata può essere effettuata manualmente manipolando il crogiolo o meccanicamente e idraulicamente tramite ribaltamento. Le macchine per colata continua, invece, possono versare automaticamente il metallo fuso in un letto di colata mentre lo stampo si muove lungo la linea di produzione. La temperatura varia a seconda del materiale da fondere. Un esempio è la colata di acciaio inossidabile, che può raggiungere temperature di 600 °C o 450 °C. La saracinesca e il sistema di colata facilitano quindi il flusso del materiale liquido nella cavità.

Fase 3: Raffreddamento e solidificazione

Dopo che il metallo liquido ha riempito tutti i dettagli della cavità, ha bisogno di tempo per raffreddarsi e solidificarsi. Canali e tunnel possono essere utilizzati nel sistema di raffreddamento per controllare la velocità di raffreddamento. Il tempo necessario per il raffreddamento dipende dalle dimensioni, dalla complessità e dal tipo di materiale del getto.

Durante la solidificazione del metallo, particelle solide molto piccole (chiamate nuclei) si uniscono e iniziano a crescere cristallograficamente. Questo, alla fine, forma la struttura granulare del materiale. Attraverso questo meccanismo, le proprietà originali del materiale metallico possono essere ripristinate.

Fase 4: Rimozione del calco

La fase finale consiste nel rimuovere il prodotto dallo stampo. Se lo stampo può espandersi (fusione in sabbia o a cera persa), viene distrutto dall'operatore o da un sistema meccanico. Questo consente di rimuovere il prodotto finito. Se lo stampo è riutilizzabile, viene utilizzato un espulsore per rimuovere la fusione metallica. Successivamente, la pulizia e il post-trattamento garantiscono che il pezzo sia dimensionalmente corretto e presenti una superficie liscia.

Ora che sappiamo cos'è il casting e come funziona, passiamo ai diversi tipi di casting.

Diversi tipi di metodi di fusione

Con la continua ricerca di fusioni più precise e complesse da parte delle aziende, anche la tecnologia di fusione dei metalli è in continua innovazione. Esistono numerosi metodi di fusione, come la fusione in sabbia, la fusione in stampo di silicio e la pressofusione. Ogni processo di fusione presenta i suoi vantaggi. È possibile scegliere il metodo più adatto al proprio progetto in base ai principi di funzionamento, ai vantaggi e alle modalità di utilizzo. Ecco alcuni dei metodi di fusione più comunemente utilizzati in ambito produttivo.

Fusione in sabbia

Gli stampi per fusione in sabbia sono realizzati con materiali a base di silice a grana fine o granelli di sabbia compattati tra loro. Lo stampo è composto da due parti: la metà superiore e quella inferiore. Lo spazio tra queste due parti viene poi riempito con metallo fuso. Questo meccanismo garantisce inoltre che la forma sia perfettamente allineata, facile da maneggiare e dotata di un buon punto di iniezione.

I vantaggi della fusione in sabbia:

• Il processo di realizzazione degli stampi e di fusione è semplice ed economico in termini di costi degli stampi.
• Per la fusione in sabbia possono essere utilizzati sia metalli ferrosi che non ferrosi.
• Può fondere pezzi di tutte le forme e dimensioni. Inoltre, può fondere pezzi di peso superiore a 200 tonnellate.
• Sebbene la precisione dimensionale non sia elevata, la post-elaborazione è semplice e richiede molto tempo.

Applicazioni per la fusione in sabbia: Carter motore, valvole, cuscinetti, componenti elettronici, pistoni, boccole, macchinari di fabbrica, ecc.

Fusione a cera persa

IL processo di fusione a cera persa È un po' più complessa della fusione in sabbia. Consiste nel creare uno stampo partendo da un modello in cera collegato tramite un canale di colata in cera. Il modello in cera viene poi riempito con un materiale refrattario come la ceramica. Lo stampo viene quindi riscaldato per fondere il modello in cera all'interno del materiale refrattario e lasciare una superficie liscia nella cavità. Per questo motivo il processo è anche noto come fusione a cera persa. Il metallo liquido viene quindi versato in questa cavità. Dopo che il pezzo si è indurito, lo stampo viene rotto per rilasciare il pezzo.

Vantaggi della fusione a cera persa:

• Utilizzando un modello in cera è possibile creare parti cave, sottosquadri e canali interni senza dover inserire anime.
• La finitura superficiale è migliore e la consistenza è più gradevole.
• Le dimensioni sono più precise, con tolleranze che possono essere mantenute a ±0,1 mm
• Adatto per la produzione di parti a pareti sottili con forme complesse

Applicazioni per la fusione a cera persa: Parti di motori per aerei militari e civili, parti per impianti e fabbriche, motori e sistemi di scarico per automobili, impianti e strumenti medici, ecc.

Pressofusione

Per il processo di pressofusioneGli stampi permanenti sono realizzati con materiali robusti come l'acciaio temprato per utensili. Sono comunemente utilizzati per zinco, alluminio, rame, stagno e altri materiali metallici. Come parte del processo di pressofusione, viene utilizzato un forno per fondere le materie prime. È importante notare che il forno può essere collegato o meno alla macchina per pressofusione. Il liquido viene quindi iniettato nello stampo tramite un pistone idraulico o un'unità di iniezione. Allo stesso tempo, possono essere generate pressioni fino a 250.000 psi.

Vantaggi della pressofusione:

• Elevata precisione e qualità costante durante tutto il ciclo produttivo
• Non è richiesta alcuna post-elaborazione estesa
• Conveniente per la produzione ad alto volume

Applicazioni della pressofusione: Può essere utilizzato per produrre un'ampia gamma di prodotti, come componenti per automobili, pale e carrozzerie di turbine per aeromobili, alloggiamenti elettrici, prodotti industriali, macchine utensili e articoli per la casa.

Fusione centrifuga

Nella fusione centrifuga o rotazionale, il metallo liquido viene colato in uno stampo cilindrico che ruota attorno a un asse centrale. Il metallo che fuoriesce viene spinto contro le pareti dello stampo dalla forza centrifuga, formando uno strato liscio e uniforme. Quando il metallo si solidifica, assume la forma dello stampo con uno spessore specifico.

Vantaggi della fusione centrifuga:

• Poiché il metallo liquido viene iniettato continuamente, non ci sono buchi
• I pezzi fusi centrifugamente presentano un rischio molto basso di soffiature e cavità da ritiro. Questo perché solidificano dall'esterno verso l'interno.
• Poiché non ci sono montanti, viene utilizzato meno materiale nel processo di colata
• Struttura granulare densa e omogenea

Applicazioni della colata centrifuga: Questo metodo di fusione viene utilizzato principalmente per realizzare oggetti simmetrici. Alcuni esempi includono cilindri cavi, boccole, tubi, serbatoi a pressione, dischi, ecc.

Fusione a bassa pressione

Nella maggior parte dei casi, la pressione nel forno di colata o di pressurizzazione, collegato alla macchina di fusione, è compresa tra 0,02 e 0,07 MPa. Il forno di colata viene mantenuto al di sotto del getto e il metallo liquido viene spinto verso l'alto attraverso un tubo di mandata e quindi iniettato nella cavità. Per riempire la cavità è necessaria una pressione costante. Una volta riempito lo stampo, i canali di raffreddamento lo mantengono freddo in modo controllato fino alla solidificazione dell'intero stampo.

Vantaggi della fusione a bassa pressione:

• Questo processo di fusione a bassa pressione Permette un controllo preciso del riempimento ed elimina la turbolenza. Questo riduce difetti come porosità e ritiro.
• La fusione a bassa pressione è un processo molto preciso e meticoloso.
• Questo metodo di fusione è adatto a un'ampia gamma di materiali non ferrosi, come le leghe di alluminio.
• Il riempimento liscio consente anche la fusione di forme complesse e dai bordi netti.

Applicazioni della fusione a bassa pressione: Testate e telai dei cilindri, piatti, profili cavi e complessi personalizzati, raccordi, parti elettroniche, ecc.

Fusione a gravità

Nella fusione a gravità, il metallo viene colato senza iniezione a pressione o dispositivo a stantuffo. La fusione a gravità sfrutta la forza di gravità per spostare il materiale dal forno o dalla siviera allo stampo. Non ci sono altre forze che influenzano il flusso del liquido fino al completo riempimento. Inoltre, viene utilizzata principalmente per metalli non ferrosi a basso punto di fusione, come magnesio, rame, zinco, alluminio e leghe di alluminio.

Vantaggi della fusione a gravità:

• Il risultato è una struttura, delle proprietà meccaniche e una finitura esterna migliori.
• La parte finale ha una porosità molto bassa perché non c'è flusso d'aria.
• È più facile realizzare lo strumento rispetto ad altri stampi permanenti perché non richiede un'unità di iniezione.

Applicazioni della fusione a gravitàQuesto processo di fusione può essere utilizzato per molti prodotti diversi in molti settori diversi. Può essere utilizzato per produrre componenti di automobili, utensili industriali, motori e carcasse di aeromobili, oggetti decorativi, componenti per elettrodomestici, ecc.

Pressofusione sotto vuoto

Nel processo di fusione sotto vuoto, il metallo liquido o la plastica vengono iniettati nel vuoto. Nella maggior parte dei casi, una pompa o un apparecchio simile espelle tutta l'aria dallo stampo durante il processo di fusione.

Come gli stampi in poliuretano, gli stampi in silicone vengono utilizzati per modellare gomma e plastica. Ma è possibile utilizzare anche altri tipi di stampi per fondere sotto vuoto materiali diversi. Inoltre, questo processo di fusione presenta alcune somiglianze con il metodo di stampaggio a iniezione. Inoltre, questo metodo di fusione sotto vuoto può essere utilizzato anche in combinazione con la pressofusione convenzionale per ridurre il rischio di intrappolamento di aria.

Vantaggi della pressofusione sotto vuoto:

• Elevatissima precisione e accuratezza, particolarmente adatto per progetti che utilizzano la stampa 3D per creare modelli.
• Fusione raffinata con molti dettagli intricati
• Elimina la possibilità che si formino sacche d'aria all'interno del getto.
• Adatto per la fusione di parti con pareti più sottili

Applicazioni della pressofusione sotto vuoto: Prototipi funzionali in plastica, impianti e protesi mediche, beni di consumo, pannelli di carrozzeria e altre parti, parti per la lavorazione alimentare, ecc.

Estrusione pressofusione

I pezzi vengono realizzati forzando materiali liquidi e semisolidi in uno stampo. Innanzitutto, il metallo liquido viene colato in uno stampo aperto e riscaldato. Lo stampo superiore viene quindi chiuso e la pressione viene applicata tramite una piastra idraulica o un altro meccanismo idoneo. Sottoposto a pressione, il pezzo si indurisce e acquisisce migliori proprietà meccaniche. Questo processo è noto anche come forgiatura a metallo liquido.

Esistono due tipi di fusione a compressione: diretta e indiretta. Nel metodo diretto, lo stampo viene riempito con metallo fuso e la parte superiore dello stampo viene chiusa. Nel metodo indiretto, il metallo liquido viene versato nella cavità e viene applicata un'alta pressione tramite un punzone o uno stantuffo.

Vantaggi della fusione a compressione:

• Ottima finitura superficiale con pochi pori.
• Ciclo di produzione breve.
• La fusione a compressione produce parti precise.
• Il rapido trasferimento di calore durante il processo di pressatura determina una microstruttura fine.

Applicazioni della fusione a compressione: Parti automobilistiche ad alta resistenza, parti aerospaziali, ingranaggi industriali e parti idrauliche, parti di apparecchiature mediche, ecc.

Fusione a schiuma persa

Il nome "lost foam" deriva dal fatto che la forma finale è ricavata da un modello in polistirene espanso del componente desiderato. Lo stampo viene immerso in un materiale refrattario e poi il materiale liquido viene colato al suo interno. Il materiale refrattario fonde e, dopo essersi solidificato, assume la forma desiderata. Infine, quando lo stampo si rompe, il componente viene rivelato.

Vantaggi della fusione a schiuma persa:

• È possibile lavorare forme complesse. Il componente finale presenta inoltre il vantaggio di un'elevata qualità superficiale e richiede poche lavorazioni successive.
• La fusione a schiuma persa può essere utilizzata con un'ampia gamma di materiali, tra cui metalli come ferro, acciaio inossidabile, alluminio e rame.
• Questo processo di fusione semplifica il processo produttivo e rende la produzione più semplice, risparmiando tempo, manodopera e sprechi di materiale.

Applicazioni per la fusione a schiuma persa:Può essere utilizzato per realizzare prototipi di test rapidi, testate di cilindri e saldature per automobili, raccordi per tubi, valvole, alloggiamenti per pompe, ecc.

Colata continua

Nella linea di produzione, la colata continua prevede il riempimento, il raffreddamento e la rimozione continui dei pezzi. Per impostare e gestire il processo, si utilizza una siviera o un forno. Il materiale viene immesso nella cavità dello stampo tramite un sistema di controllo. I canali dell'acqua nello stampo fungono quindi da sistema di raffreddamento, riducendo rapidamente la temperatura. Di conseguenza, i pezzi stampati possono essere mantenuti a una temperatura inferiore in questo modo. Allo stesso tempo, vengono portati a temperatura ambiente mediante un ulteriore spruzzo d'acqua.

Vantaggi della colata continua:

• La colata continua non richiede canali di colata, materozze o colonne di colata. Il processo è quindi più semplice.
• La resa nominale è 100%, senza spreco di materiale.
• La tecnologia di colata continua consente una produzione più fluida, migliorando la produttività e la resa.

Applicazioni della colata continua: È possibile realizzare parti con forme regolari. Alcuni esempi includono travi, colonne, barre, strisce, tubi, ecc.

Materiali utilizzati per la fusione

I processi di fusione dei metalli possono essere utilizzati per un'ampia gamma di metalli e leghe di metalli non ferrosi. Pertanto, la pressofusione dei metalli può utilizzare molti materialiLa tabella seguente fornisce una breve panoramica dei materiali di fusione disponibili, nonché delle loro qualità e proprietà.

Vantaggi della fusione dei metalli

Forme e geometrie complesse

Il processo di fusione può essere utilizzato per produrre parti con forme e caratteristiche complesse. Tra queste, canali e cavità interne, sottosquadri, pareti sottili, sezioni cave, assemblaggi multi-componente, geometrie asimmetriche, ecc. Questo perché il metallo fuso può fluire in qualsiasi piccola cavità e spigoli vivi.

Versatilità dei materiali

Il processo di fusione può essere utilizzato con molti metalli e leghe, inclusi metalli ferrosi e non ferrosi. Le leghe di ferro, acciaio, zinco, rame, alluminio e piombo sono solo alcuni esempi. Questo significa che potete scegliere liberamente il materiale più adatto alle vostre esigenze. Inoltre, anche la fusione di metalli difficili da lavorare o forgiare è un processo semplice.

Efficacia dei costi

La fusione in sabbia e altri metodi di fusione in stampi espandibili sono economici per piccoli lotti o prototipi. I processi di fusione con stampi permanenti vengono utilizzati per la produzione in serie. Poiché i costi degli stampi vengono pagati una sola volta, coprono milioni di cicli di produzione. Nel complesso, la fusione è un metodo di produzione a basso costo.

Gamma di dimensioni

Il processo di fusione può produrre componenti di qualsiasi dimensione, da poche centinaia di grammi a oltre 200 tonnellate. Si va dai blocchi motore di piccole motociclette agli alloggiamenti e alle basi di turbine per grandi macchinari industriali.

Elevata resistenza e durata

Il processo di raffreddamento controllato utilizzato durante la solidificazione dello stampo garantisce una struttura granulare omogenea in tutte le direzioni. Ciò garantisce che le proprietà meccaniche (resistenza e tenacità) dei componenti metallici rimangano invariate. Inoltre, metodi avanzati come il trattamento termico e la lega possono prolungare la durata del prodotto e fornire una migliore resistenza all'usura e alla corrosione.

Si spreca meno materiale

È possibile rifondere il materiale di scarto proveniente da porte, alimentatori e canali di colata per altri cicli o lotti. Di conseguenza, si producono pochissimi scarti nella produzione di fusioni. Questo riduce i costi di produzione e contribuisce al rispetto dell'ambiente.

Svantaggi della fusione dei metalli

Costi e tempi iniziali

Il costo e il tempo necessari per la produzione degli stampi sono superiori a quelli degli utensili utilizzati in altri metodi di produzione. Questo modifica il costo della produzione su piccola scala, soprattutto per gli stampi permanenti. Inoltre, il tempo che intercorre tra la progettazione e la commercializzazione è influenzato anche dal lungo processo di impostazione e produzione.

Finitura superficiale e precisione

Nei processi di fusione in sabbia e di fusione in refrattario, a causa delle caratteristiche del materiale di stampaggio, i pezzi fusi presentano solitamente una superficie ruvida e dimensioni non uniformi. Pertanto, i prodotti fusi richiedono ulteriori lavorazioni, come la rifilatura e la lucidatura.

Difetti e controllo qualità

Le fusioni metalliche possono presentare difetti come pori, ritiri, deformazioni e inclusioni. Questi possono essere causati da gas intrappolato, flusso turbolento, raffreddamento non uniforme, processi di controllo qualità complessi, ecc. Questi difetti possono indebolirne la struttura e le proprietà.

Controllo di processo complesso

Un altro problema del processo di fusione è la difficoltà di controllarlo completamente a causa dei diversi fattori che devono essere presi in considerazione. Questi fattori includono temperatura, portata, pressione, velocità di raffreddamento e tempo di polimerizzazione. Inoltre, è necessario tenere conto della qualità metallurgica del materiale fuso, il che aumenta la complessità del controllo. Di conseguenza, il numero di difetti e la conseguente quantità di lavoro da svolgere potrebbero aumentare.

Diverse applicazioni del processo di fusione

Il prossimo argomento che vogliamo discutere sono i diversi utilizzi del processo di fusione. Può fornire componenti di alta qualità per un'ampia gamma di settori.

Industria automobilistica

Il processo di pressofusione è stato originariamente inventato per produrre componenti complessi in zinco per automobili. Questo dimostra la versatilità del processo di fusione nel settore automobilistico. Oggi, blocchi motore, testate e componenti della trasmissione vengono tutti realizzati utilizzando la tecnologia di fusione per ottenere componenti leggeri e resistenti. Questi componenti contribuiscono a migliorare l'efficienza del carburante e le prestazioni.

Grazie ai nuclei a innesto e alla tecnologia di utensili personalizzati, il processo di fusione può riprodurre tutti i piccoli dettagli e le funzioni complesse di questi componenti. Inoltre, la tecnologia di pressofusione dell'alluminio può produrre articoli leggeri e di lunga durata:

• Le fusioni in alluminio rendono le parti del motore resistenti e leggere
• Parti di trasmissione di potenza e parti del telaio
• Parti di raffreddamento dell'aria condizionata
• Sistemi di aspirazione del carburante, organi di sterzo, motori, ecc.

Aerospaziale

Materiali leggeri come superleghe a base di nichel, leghe di alluminio e leghe di magnesio possono essere prodotti utilizzando il processo di fusione. Possono essere lavorati meccanicamente per ottenere componenti aerospaziali complessi e diversificati. Allo stesso tempo, il raffreddamento e la solidificazione controllati conferiscono loro proprietà migliorate. Questo aiuta quindi l'industria aeronautica a produrre componenti resistenti e leggeri. Ciò consente ad aerei e veicoli spaziali di consumare meno carburante e di ottenere prestazioni migliori.

La microfusione è quindi la più utilizzata nel settore aeronautico. Possono essere utilizzati anche stampi, stampi a schiuma persa, stampi in sabbia e altri processi di fusione. La fusione può quindi essere utilizzata per produrre componenti aeronautici con forme complesse e canali di raffreddamento interni. Alcuni esempi includono blocchi motore, testate e componenti della trasmissione. Altre applicazioni includono:

• Parti del motore, pale del rotore, parti del sistema di alimentazione, parti del carrello di atterraggio, ecc.
• Volute di aspirazione e di mandata negli alloggiamenti delle pompe
• Componenti per sistemi idraulici
• Componenti e pareti per sale di controllo

Beni di consumo

La fusione viene utilizzata anche per produrre un'ampia gamma di beni di consumo. Questo perché può essere utilizzata per creare design complessi. Tra gli esempi figurano oggetti decorativi elaborati, utensili da cucina delicati e pentole resistenti. Questi vengono realizzati tramite microfusione, pressofusione, fusione a schiuma persa e fusione in sabbia. Per queste applicazioni, viene prestata particolare attenzione ai dettagli e all'estetica. Il processo di fusione garantisce quindi anche che le pareti della cavità presentino una superficie liscia. Tra i beni di consumo più comuni figurano:

• Oggetti decorativi come cornici, ganci da parete, lampade, ecc.
• Utensili hardware come maniglie per porte, pomelli, ecc.
• utensili da cucina come spatole, apriscatole, rubinetti per lavandini, basi per mixer e fornelli.

Attrezzature e macchinari industriali

La fusione mantiene inalterate le proprietà delle materie prime o addirittura le migliora aggiungendo cariche e altri additivi. Di conseguenza, stampi in sabbia, stampi a pressa e altri tipi di stampi per fusione possono essere utilizzati per creare leghe resistenti e resistenti alla ruggine. Alcuni esempi includono alluminio, leghe di carbonio e acciaio inossidabile.

Inoltre, la fusione è adatta a forme grandi e pesanti. Di conseguenza, può essere utilizzata per creare componenti per macchinari pesanti e attrezzature industriali. Questi componenti sono resistenti e durevoli, non si usurano né arrugginiscono. Alcuni esempi includono pompe, ingranaggi, valvole, componenti di cilindri idraulici, ganasce di frantumazione, rulli per nastri trasportatori, alloggiamenti personalizzati, ecc.

Attrezzature mediche

Inoltre, cromo, titanio, zirconio e leghe di titanio possono essere accuratamente fuse utilizzando diversi metodi. Si tratta di materiali biocompatibili, particolarmente adatti alla produzione di dispositivi medici. La microfusione produce componenti con superfici lisce e precise e numerose caratteristiche complesse.

Queste caratteristiche sono essenziali per gli impianti medici e gli strumenti chirurgici al fine di garantire la sicurezza del paziente. Inoltre, gli alloggiamenti delle apparecchiature, i componenti delle apparecchiature diagnostiche e gli arredi medicali vengono realizzati utilizzando sabbia, stampi e altri tipi di stampi. Di seguito sono riportati esempi di applicazioni più specifici.

• Impianti personalizzati per anca, ginocchio, colonna vertebrale e denti
• Strumenti chirurgici, pinze e stent per valvole cardiache
• Forbici chirurgiche e vassoi chirurgici
• Alloggiamenti per macchine per risonanza magnetica (RM) e telai per macchine per tomografia computerizzata (TC)

Industria energetica

La fusione di metalli ad alta resistenza consente di produrre componenti e prodotti in grado di resistere a sollecitazioni elevate e a condizioni chimiche e meteorologiche avverse. Leghe di magnesio, alluminio, acciaio inossidabile e zinco vengono utilizzate, ad esempio, per produrre componenti per il settore energetico. Inoltre, metodi come la microfusione e la pressofusione garantiscono che il prodotto finale sia preciso, uniforme e privo di difetti. Questo è fondamentale per l'affidabilità delle centrali elettriche.

• Mozzi ruota, manicotti albero motore e motori principali vengono fusi con processi di fusione in sabbia e microfusione. Di conseguenza, questi componenti sono estremamente precisi e robusti.
• Le pale della turbina, le palette e le camere di combustione presentano dettagli raffinati e tolleranze strette
• Produzione di parti per reattori nucleari come serbatoi a pressione, rivestimenti del nocciolo e componenti del generatore di vapore
• Schermi solari e componenti per veicoli elettrici

Confronto tra fusione e stampaggio a iniezione

Fondamentalmente, anche il processo di stampaggio a iniezione prevede il raffreddamento del materiale fuso in una cavità dello stampo. Tuttavia, i meccanismi, la dinamica, la compatibilità dei materiali e altri fattori sono diversi. Vediamo ora più da vicino cosa sono la fusione e lo stampaggio a iniezione e le differenze tra loro.

Processo di stampaggio a iniezione

Questo metodo di produzione viene utilizzato principalmente per la produzione di numerosi componenti in plastica. Può essere utilizzato anche per alcuni materiali plastici termoindurenti e metalli. Ad alta pressione, il metallo liquido o la plastica vengono iniettati nella cavità dello stampo. Il materiale scorre quindi nello stampo e si adatta alla cavità dopo l'indurimento. Un perno di espulsione o un altro sistema rimuove quindi il componente dallo stampo. Nella maggior parte dei casi, per realizzare gli stampi a iniezione vengono utilizzate leghe di acciaio ad alta resistenza.

Vantaggi del processo di stampaggio a iniezione:

• Dimensioni e qualità costanti in tutti i lotti
• Conveniente nelle grandi produzioni
• Tempi di produzione brevi
• Può essere altamente automatizzato
• Può ospitare parti secondarie e altri materiali per la produzione di un singolo prodotto

Svantaggi del processo di stampaggio a iniezione:

• Per piccole produzioni, il prezzo elevato degli utensili e delle attrezzature rende la produzione proibitiva.
• Non è buono quanto le parti fuse in termini di qualità e integrità strutturale
• Possono essere utilizzati solo polimeri e pochi materiali metallici
• Lo stampaggio a iniezione non è adatto per la produzione di parti di grandi dimensioni

Applicazioni del processo di stampaggio a iniezione:

Può essere utilizzato per produrre componenti automobilistici, hardware di precisione per veicoli spaziali, macchinari industriali, componenti energetici affidabili, macchinari pesanti, impianti medici, ecc.

Processo di fusione dei metalli

La fusione, e in particolare la pressofusione, è molto simile allo stampaggio a iniezione. Si può pensare a uno stampo per pressofusione come a uno stampo per stampaggio a iniezione. Tuttavia, la pressofusione e lo stampaggio a iniezione differiscono significativamente nel modo in cui viene utilizzata la pressione. Nel processo di pressofusione, la pressione viene mantenuta dal riempimento del materiale fino alla solidificazione del metallo. Nello stampaggio a iniezione, invece, la plastica o il polimero fuso viene forzato ad alta pressione nella cavità, dove si raffredda e assume la sua forma finale.

Vantaggi del casting:

• È possibile produrre parti con una finitura superficiale di alta qualità e buone proprietà meccaniche
• È possibile produrre forme e caratteristiche complesse come sottosquadri, rientranze, scanalature profonde e contorni irregolari
• Bassi costi di utensili e attrezzature
• Le parti di grandi dimensioni possono essere prodotte in serie
• Possono essere utilizzati alluminio, acciaio inossidabile, acciaio al carbonio, zinco, magnesio e molti altri materiali.

Svantaggi del casting:

• I pezzi fusi potrebbero richiedere ulteriori lavorazioni dopo la produzione. Questo garantisce che le dimensioni e la finitura superficiale soddisfino i requisiti.
• Rispetto allo stampaggio della plastica, i pezzi fusi hanno maggiori probabilità di presentare pori, fessure e altri difetti.

Applicazioni della fusione:

Beni che le persone acquistano: apparecchiature mediche, alloggiamenti e parti di dispositivi elettronici, ingranaggi e boccole industriali, articoli sportivi, utensili domestici e contenitori per la conservazione.

Riepilogo

Abbiamo discusso di cos'è la fusione e di altri argomenti correlati, come materiali, tipologie, vantaggi e svantaggi e utilizzi. Nel complesso, si tratta di un metodo comune per la produzione di componenti metallici complessi. Questi componenti sono resistenti, strutturalmente completi, non arrugginiscono né si usurano e si adattano perfettamente.

Pertanto, il processo di fusione è adatto a molti ambienti industriali. Processi di fusione come la fusione in sabbia, la fusione a pressione e la fusione a cera persa possono soddisfare una varietà di esigenze industriali. Inoltre, è necessario scegliere il processo di fusione dei metalli più adatto in base al tipo di materiale, alla complessità del progetto, alla precisione richiesta, alla scala di produzione, al budget e ad altri fattori.

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Domande frequenti

Quali sono i materiali più comuni utilizzati nella fusione dei metalli?

Utilizziamo una vasta gamma di materiali, tra cui alluminio, acciaio e varie leghe. Ognuno di essi viene selezionato per le sue proprietà e applicazioni specifiche.

In che modo la finitura superficiale di un getto influisce sulle sue prestazioni?

La finitura superficiale influisce significativamente sulla durata, sulla resistenza alla corrosione e sulla funzionalità complessiva dei getti. Pertanto, è un fattore critico nel nostro processo produttivo.

Qual è la differenza tra fusione in sabbia e pressofusione??

La fusione in sabbia prevede la creazione di uno stampo in sabbia, ideale per forme complesse e produzioni in volumi medio-bassi. La pressofusione utilizza uno stampo metallico ed è adatta alla produzione in grandi volumi di componenti che richiedono elevata precisione e finitura superficiale.

La fusione può produrre parti con geometrie complesse?

Sì, la fusione è particolarmente adatta alla produzione di componenti con design e forme complesse. Questo la rende un metodo di produzione versatile.

In che modo la fusione a cera persa si confronta con gli altri metodi di fusione?

La microfusione, nota anche come fusione a cera persa, offre elevata precisione e accuratezza. Pertanto, questo processo è ideale per la produzione di piccoli componenti con geometrie complesse ed è comunemente utilizzato nei settori aerospaziale e automobilistico.

Possiamo realizzare pezzi fusi con proprietà meccaniche specifiche?

Sì, selezionando i materiali appropriati e controllando il processo di fusione, possiamo produrre parti con proprietà meccaniche personalizzate adatte a diverse applicazioni.