{"id":13767,"date":"2021-05-29T08:54:05","date_gmt":"2021-05-29T07:54:05","guid":{"rendered":"https:\/\/metalpie.com\/blog\/investment-casting-process\/"},"modified":"2021-05-29T08:54:05","modified_gmt":"2021-05-29T07:54:05","slug":"processo-di-microfusione","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/metalpie.com\/it\/blog\/processo-di-microfusione\/","title":{"rendered":"Processo di colata a iniezione"},"content":{"rendered":"

Colata di metallo<\/a> \u00e8 una tecnica contemporanea con una lunga storia. Varie forme di metallo vengono realizzate attraverso il processo di fusione dei metalli versando il metallo fuso in una cavit\u00e0 dello stampo, dove si raffredda prima di essere recuperato dallo stampo. Tuttavia, il processo di colata a iniezione \u00e8 uno dei processi di fusione dei metalli pi\u00f9 diffusi nell'industria manifatturiera.<\/p>\n\n\n\n

Che cos'\u00e8 la microfusione?<\/h2>\n\n\n\n

Il processo di microfusione \u00e8 talvolta noto come microfusione a cera persa. Migliaia di anni fa, l'umanit\u00e0 versava metallo fuso in uno stampo di ceramica monouso, rendendo la microfusione uno dei primi metodi industriali.<\/p>\n\n\n\n

I getti in acciaio inox sono prodotti di colata quotidiana che presentano uno strato di ossido di cromo incorporato che conferisce qualit\u00e0 anticorrosive superiori, a differenza di altri materiali. I getti in acciaio inossidabile sono utili per le applicazioni militari, mediche e industriali grazie alla loro resistenza alla corrosione.<\/p>\n\n\n\n

La microfusione crea componenti precisi con la minor quantit\u00e0 di scarti, energia e lavorazioni successive. Pu\u00f2 anche garantire la produzione di pezzi molto complessi. Per i progettisti, questo scenario rende la tecnica della microfusione estremamente utile.<\/p>\n\n\n

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Processo di fusione per rivestimento<\/em>, Corrado Poli, in Design for Manufacturing, 2001<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Processo di colata a iniezione<\/h2>\n\n\n\n

Il processo di microfusione richiede l'uso di uno stampo metallico, cera, ceramica, fanghi, forno, metallo fuso e qualsiasi macchina necessaria per la sabbiatura, il taglio o la rettifica.<\/p>\n\n\n\n

Di seguito viene illustrato il processo di realizzazione di varie forme metalliche, passo dopo passo. <\/p>\n\n\n\n

Fase uno: creazione del modello<\/h2>\n\n\n\n

Uno stampista professionista o un artista della scultura realizzano un modello master in cera, argilla, legno, acciaio o plastica, a seconda delle specifiche del prodotto finale.<\/p>\n\n\n\n

Considera la tolleranza di ritiro per la forma generata di cera e materiale di colata il nome \"modello master\" per il doppio ritiro. Utilizza un modello con caratteristiche identiche a quelle dell'oggetto finito, ad eccezione di una tolleranza di espansione termica.<\/p>\n\n\n\n

I disegni in cera sono spesso stampati a iniezione su uno stampo metallico e prodotti come un unico pezzo. In questo caso, \u00e8 possibile utilizzare le anime per creare qualsiasi caratteristica interna del modello.<\/p>\n\n\n\n

A seconda delle dimensioni, della forma e del materiale utilizzato, questo metodo pu\u00f2 richiedere alcune prove ed errori per ottenere le dimensioni e la forma perfette, rendendo questi stampi costosi.<\/p>\n\n\n\n

In questa fase, un sistema centrale di gating della cera collega pi\u00f9 modelli per produrre un assemblaggio ad albero (canale di colata, guide e alzate). Il sistema di allineamento crea percorsi per il metallo fuso durante il suo avvicinamento alla cavit\u00e0 dello stampo.<\/p>\n\n\n\n

Seconda fase: Creazione dello stampo<\/h2>\n\n\n\n

L'artista della produzione realizza lo stampo master in uno stampo adatto al modello master. Se il modello master costruito \u00e8 in acciaio, lo stampo master pu\u00f2 essere fuso direttamente dal disegno utilizzando un metallo a basso punto di fusione.<\/p>\n\n\n\n

\u00c8 anche possibile fondere gli stampi in gomma dal modello master. In alternativa, \u00e8 possibile produrre uno stampo master senza bisogno di un modello master.<\/p>\n\n\n\n

Terza fase: Produzione del modello in cera<\/h2>\n\n\n\n

Sebbene l'uso del disegno in cera sia comune, \u00e8 possibile utilizzare anche altri materiali come la plastica e il mercurio congelato. Esistono due metodi per creare i disegni in cera.<\/p>\n\n\n\n

In un metodo, si versa la cera nello stampo e la si mescola fino a quando uno strato uniforme, in genere dello spessore di 3 mm, ricopre la superficie interna dello stampo. Questa procedura continua fino a quando si ottiene lo spessore desiderato.<\/p>\n\n\n\n

Un altro approccio prevede il riempimento dell'intero stampo con cera fusa e la sua solidificazione.<\/p>\n\n\n\n

Se si richiede un'anima, sono disponibili due alternative: cera solubile o ceramica. L'intenzione \u00e8 che i nuclei in cera solubile si sciolgano dal rivestimento con il resto del modello in cera, mentre si rimuovono i corpi in ceramica una volta che l'oggetto si \u00e8 solidificato.<\/p>\n\n\n\n

Quarto passo: Assemblaggio dei modelli di cera<\/h2>\n\n\n\n

\u00c8 possibile generare pi\u00f9 disegni in cera e integrarli in un unico disegno colossale. La colata avviene in un unico lotto. Questa fase unisce i modelli a una materozza in cera per formare un gruppo di modelli o, in questo caso, un albero.<\/p>\n\n\n\n

\u00c8 necessario uno strumento di riscaldamento per fondere delicatamente le superfici di cera specifiche, che vengono poi posizionate una contro l'altra e lasciate raffreddare e rassodare per unire i modelli.<\/p>\n\n\n\n

Create un albero con un massimo di diverse centinaia di motivi. Si possono anche realizzare disegni a cera, che prevedono lo sfregamento delle linee di separazione o delle scaglie con uno strumento metallico caldo. Infine, si rivestono i motivi per farli assomigliare a oggetti finiti.<\/p>\n\n\n\n

Quinto passo: Applicazione dei materiali di investimento<\/h2>\n\n\n\n

Lo stampo in ceramica, noto anche come investimento, viene realizzato ripetendo una serie di passaggi: rivestimento, stuccatura e indurimento fino a raggiungere lo spessore necessario.<\/p>\n\n\n\n

Il rivestimento consiste nell'immergere un cluster di modello in un impasto di materiale refrattario fine e poi drenarlo per generare un rivestimento superficiale omogeneo. I materiali delicati, spesso noti come prime coat, conservano le buone caratteristiche dello stampo in questa prima fase.<\/p>\n\n\n\n

La stuccatura incorpora particelle ceramiche grossolane nei progetti immergendole in un letto fluido, levigandole con una levigatrice a umido o applicando i materiali a mano. I rivestimenti possono essere polimerizzati dopo l'indurimento. Questo processo continua fino a quando il rivestimento raggiunge lo spessore desiderato.<\/p>\n\n\n\n

Lasciare che gli stampi per rivestimento si induriscano completamente, il che pu\u00f2 richiedere da 16 a 48 ore. Accelerare l'essiccazione utilizzando il vuoto o riducendo l'umidit\u00e0 ambientale. \u00c8 anche possibile creare stampi per investimento disponendo i gruppi di modelli in una beuta e versando poi il materiale liquido per investimento dall'alto.<\/p>\n\n\n\n

IT fa vibrare il matraccio per consentire la fuoriuscita dell'aria intrappolata e aiutare il materiale di rivestimento a riempire gli spazi pi\u00f9 piccoli.<\/p>\n\n\n\n

Silice, zircone, silicati di alluminio e allumina sono materiali refrattari comuni utilizzati per la realizzazione di investimenti. Spesso si utilizza la silice sotto forma di silice fusa. Tuttavia, occasionalmente si utilizza il quarzo, poich\u00e9 \u00e8 meno costoso.<\/p>\n\n\n\n

I silicati di alluminio combinano allumina e silice con una percentuale di allumina che varia dal 42 al 72%; con il 72% di allumina, si pu\u00f2 parlare di mullite. Per i rivestimenti primari vengono comunemente utilizzati refrattari a base di zircone, perch\u00e9 lo zirconio ha minori probabilit\u00e0 di reagire con il metallo fuso.<\/p>\n\n\n\n

Prima di utilizzare la silice, si utilizza una miscela di gesso e vecchi stampi frantumati (chamotte). Parafrasi formalizzata I leganti utilizzati per mantenere il materiale refrattario in posizione includono silicato di etile, silice colloidale, silicato di sodio e un ibrido di questi che \u00e8 regolato dal pH e dalla viscosit\u00e0.<\/p>\n\n\n\n

Sesta fase: Decerante<\/h2>\n\n\n\n

Capovolgere gli stampi in ceramica e metterli in un forno o in un'autoclave per fondere ed evaporare la cera. La maggior parte dei cedimenti dei gusci \u00e8 causata da resine con un coefficiente di espansione termica significativamente maggiore rispetto al materiale di rivestimento che le circonda.<\/p>\n\n\n\n

Quando la cera si scioglie, si espande e provoca tensioni. Riscaldare la cera il prima possibile per ridurre queste tensioni, consentendo alle superfici esterne della cera di fondere e drenare rapidamente, permettendo alla maggior parte della resina di espandersi.<\/p>\n\n\n\n

In alcuni casi, \u00e8 necessario praticare i fori nello stampo prima del riscaldamento. \u00c8 possibile raccogliere e riutilizzare la cera che fuoriesce dallo stampo.<\/p>\n\n\n\n

Fase sette: preriscaldamento<\/h2>\n\n\n\n

Esporre lo stampo alla combustione, che riscalda lo stampo a temperature comprese tra 870\u00b0C e 1095\u00b0C per eliminare l'umidit\u00e0 e i residui di cera e sinterizzare lo stampo.<\/p>\n\n\n\n

Successivamente, utilizzare questo riscaldamento per preparare lo stampo prima di versarlo. Nel frattempo, lasciar raffreddare lo stampo prima di testarlo.<\/p>\n\n\n\n

Il preriscaldamento permette al metallo di rimanere liquido pi\u00f9 a lungo, consentendo un riempimento ottimale di tutte le caratteristiche dello stampo e una maggiore precisione dimensionale. Dopo che lo stampo si \u00e8 raffreddato, \u00e8 possibile correggere le eventuali imperfezioni riscontrate con una boiacca di ceramica o un cemento specifico.<\/p>\n\n\n\n

Fase 8: Versamento<\/h2>\n\n\n\n

Lo stampo viene quindi posizionato a cielo aperto in un contenitore pieno di sabbia. Il metallo pu\u00f2 essere versato per gravit\u00e0 o fornendo aria compressa o altre pressioni.<\/p>\n\n\n\n

Utilizzate forze aggiuntive nella colata sottovuoto, nella colata inclinata, nella colata assistita da pressione e nella colata centrifuga, che sono particolarmente efficaci quando gli stampi hanno parti delicate che altrimenti sarebbero difficili da riempire.<\/p>\n\n\n\n

Fase nove: Disinvestire<\/h2>\n\n\n\n

Martellare il guscio, sottoporlo a sabbiatura, vibrazione, getto d'acqua o dissoluzione chimica (spesso con azoto liquido). Rimuovere e riciclare la materozza. Infine, pulire la colata per eliminare qualsiasi traccia del processo di colata, generalmente mediante molatura.<\/p>\n\n\n\n

Passo 10: Rifinitura<\/h2>\n\n\n\n

Sottopone il getto finito a finitura dopo la rettifica. Elimina le impurit\u00e0 e le negativit\u00e0 utilizzando utensili manuali e saldature, un passo avanti rispetto alla rettifica. Se l'articolo richiede una raddrizzatura supplementare, utilizza presse idrauliche di raddrizzamento per riportare il prodotto entro le tolleranze.<\/p>\n\n\n\n

Applicazione del processo di colata a iniezione<\/h2>\n\n\n\n

La colata a iniezione \u00e8 una delle prime tecnologie di colata ed \u00e8 un monumento al suo uso che oggi viene utilizzato da molte aziende commerciali e industriali.<\/p>\n\n\n\n

Quelle che seguono sono solo alcune delle applicazioni di microfusione pi\u00f9 diffuse ed essenziali:<\/p>\n\n\n\n