Fusione di investimento vs pressofusione
La fusione è un processo che prevede il versamento del metallo fuso in uno stampo per ottenere dimensioni specifiche. Esistono due tipi principali di casting: colata di investimento e pressofusione. In base ai pro e ai contro, questi metodi vengono utilizzati per realizzare diversi tipi di prodotti. In che modo la fusione a cera persa differisce dalla pressofusione?
Casting di investimento
La fusione a cera persa, nota anche come fusione di precisione o a cera persa, prevede diverse fasi. Innanzitutto viene creato un modello in cera con la forma desiderata del componente. Questo modello viene quindi collegato a un canale di colata per formare un assemblaggio. L'insieme viene quindi immerso nella ceramica liquida per creare uno strato protettivo e la cera viene rimossa riscaldandola in un forno. Il guscio viene quindi riempito con metallo liquido e raffreddato a temperatura ambiente prima di essere tagliato per ottenere i componenti di forma solida.
Fasi del processo di casting degli investimenti
La fusione a cera persa, nota anche come fusione di precisione o fusione a cera persa, prevede in genere le seguenti fasi del processo:
Creazione del modello in cera
Viene creato un modello in cera con la forma desiderata del componente finale. Questo può essere fatto a mano o utilizzando una macchina.
montaggio
Il modello in cera viene quindi fissato ad un canale di colata per formare un albero di assemblaggio. È possibile assemblare più modelli in cera su un unico canale di colata.
Immersione in ceramica
L'assemblaggio viene immerso in un impasto ceramico per creare un guscio ceramico. Questo guscio fungerà da stampo per il metallo fuso.
Rimozione della cera
Il guscio di ceramica viene quindi riscaldato in un forno per indurire la ceramica e sciogliere il modello in cera, lasciando una cavità nel guscio di ceramica a forma del modello.
Riempimento in metallo
Il guscio ceramico viene riempito con metallo fuso, tipicamente versando il metallo nella cavità attraverso il canale di colata. Il metallo viene lasciato raffreddare e solidificare.
Taglio del guscio
Una volta che il metallo si è raffreddato e solidificato, il guscio ceramico si stacca, rivelando la fusione con le singole parti ancora attaccate.
Finitura
Successivamente le singole parti vengono separate dalla fusione e l'eventuale materiale in eccesso viene rimosso. A seconda della finitura desiderata, le parti potrebbero richiedere ulteriori lavorazioni meccaniche, lucidatura o altri processi di finitura.
Vantaggi della fusione a cera persa
La fusione di investimento presenta numerosi vantaggi, tra cui:
Adatto per progetti complessi
La fusione a cera persa è particolarmente adatta per la produzione di parti complesse con forme complesse, dettagli fini e pareti sottili. Questo perché il modello in cera può essere facilmente manipolato per creare praticamente qualsiasi forma o forma.
Angoli di sformo pari a zero
La microfusione può produrre parti con angoli di sformo pari a zero, ovvero l'angolo tra la parte e la direzione del rilascio dello stampo. Ciò significa che è possibile produrre anche pezzi con superfici verticali o con sottosquadri senza la necessità di attrezzature complicate.
Costo inferiore degli utensili per volumi inferiori
La microfusione è generalmente meno costosa rispetto ad altri processi di fusione quando si producono volumi inferiori di parti, poiché i costi degli utensili sono inferiori. Ciò lo rende un’opzione economicamente vantaggiosa per la produzione di piccole quantità di parti.
Eccellente finitura superficiale
La microfusione può produrre parti con una finitura superficiale liscia e tolleranze dimensionali strette, che possono eliminare la necessità di ulteriori operazioni di lavorazione o finitura.
Opzioni di materiali versatili
La fusione a cera persa può essere utilizzata con un'ampia gamma di materiali, tra cui acciaio, alluminio, ottone e bronzo, consentendo una maggiore flessibilità nella progettazione delle parti e nella selezione dei materiali.
Svantaggi della colata di investimento
Sebbene la fusione a cera persa presenti molti vantaggi, ci sono anche alcuni potenziali svantaggi da considerare, tra cui:
Costi di attrezzaggio più elevati per progetti ad alto volume
La fusione a cera persa può essere più costosa rispetto ad altri processi di fusione per cicli di produzione più grandi, poiché il costo delle attrezzature può essere più elevato. Anche la creazione di modelli in cera e stampi in ceramica può richiedere molto tempo e manodopera, il che può aumentare i costi.
Limitato alle forme semplici
Sebbene la fusione a cera persa sia adatta per la produzione di parti complesse, è limitata a forme più semplici rispetto ad altri processi di fusione. Questo perché il modello in cera può essere manipolato solo fino a un certo punto prima che diventi troppo fragile e complesso da maneggiare.
Tempi di consegna più lunghi
Il processo di fusione a cera persa richiede in genere più tempo rispetto ad altri processi di fusione, poiché la creazione dei modelli in cera, degli stampi in ceramica e la fusione del metallo richiedono tempo. Ciò può comportare tempi di consegna più lunghi per la produzione delle parti.
Porosità
La fusione a cera persa a volte può dare origine a parti con porosità, ovvero minuscoli vuoti o fori nel metallo. Ciò può indebolire la parte o provocarne il cedimento sotto stress.
Limitazioni materiali
La fusione a cera persa potrebbe non essere adatta per alcuni materiali, come quelli con punti di fusione elevati o quelli difficili da fondere, il che può limitare la gamma di materiali che possono essere utilizzati per le parti.
La microfusione è un processo estremamente preciso e versatile, ma presenta alcune limitazioni e potenziali inconvenienti che devono essere considerati nel processo di progettazione e produzione.
Die Casting
La pressofusione prevede l'uso di alta pressione per forzare il metallo fuso nella cavità dello stampo. Il fonditore crea uno stampo utilizzando acciaio per utensili temprato nella forma delle parti desiderate. Allo stampo viene applicato un agente distaccante e un cilindro viene riempito con metallo fuso che viene poi spinto nelle cavità dello stampo con un pistone. Il pistone mantiene la pressione sul metallo mentre riempie lo stampo e, una volta che il metallo si è raffreddato a sufficienza, la fusione viene rimossa dallo stampo e le singole parti vengono rifilate. Infine, ogni parte viene lavorata come richiesto per rifinirla.
Fasi del processo di pressofusione
La pressofusione prevede tipicamente le seguenti fasi del processo:
Creazione del dado
Viene creato uno stampo con acciaio per utensili temprato nella forma delle parti desiderate. Lo stampo può contenere più cavità per produrre più parti contemporaneamente.
Applicazione dell'agente di rilascio
Allo stampo viene applicato un agente distaccante per evitare che il metallo fuso si attacchi all'acciaio durante il processo di fusione.
Riempimento di metallo fuso
Un cilindro viene riempito di metallo fuso, che viene poi spinto nelle cavità dello stampo con un pistone. Il pistone applica pressione al metallo mentre riempie lo stampo.
Applicazione della pressione
Una volta che il metallo fuso ha riempito la cavità dello stampo, viene applicata pressione al metallo per garantire che riempia tutti gli intricati dettagli della cavità dello stampo e si solidifichi rapidamente.
Rimozione del prodotto
Una volta che il metallo si è raffreddato e solidificato, il prodotto colato viene rimosso dallo stampo.
Parti di rifinitura
Successivamente le singole parti vengono separate dalla fusione e l'eventuale materiale in eccesso viene rimosso.
Finitura
A seconda della finitura desiderata, le parti potrebbero richiedere ulteriori lavorazioni meccaniche, lucidatura o altri processi di finitura.
Vantaggi della pressofusione
La pressofusione presenta numerosi vantaggi, tra cui:
Ripetibilità costante
La pressofusione fornisce un'elevata precisione dimensionale e coerenza nella produzione di parti identiche in grandi quantità. Questo perché il processo si basa sull'uso di stampi in acciaio temprato che possono essere lavorati con precisione per produrre parti con tolleranze strette.
Adatto per grandi produzioni
La pressofusione è particolarmente adatta per cicli di produzione su larga scala perché può produrre un volume elevato di parti in modo rapido ed efficiente. Ciò lo rende un processo ideale per la produzione di pezzi fusi per l'industria automobilistica, aerospaziale e dei beni di consumo.
Costo-efficace
La pressofusione può rappresentare un'opzione economicamente vantaggiosa per grandi cicli di produzione, poiché l'elevato costo iniziale degli utensili è compensato dalla capacità di produrre un grande volume di parti a un costo unitario basso.
Svantaggi della pressofusione
Sebbene la pressofusione offra molti vantaggi, presenta anche alcuni svantaggi, tra cui:
Costo degli utensili più elevato
Il costo iniziale delle attrezzature per la pressofusione può essere piuttosto elevato, il che può renderlo meno conveniente per le serie di produzione più piccole. Il costo degli utensili è in gran parte dovuto alla precisione richiesta nella lavorazione degli stampi e all'acciaio duro utilizzato per resistere al flusso di metallo ad alta pressione.
Limitato alle forme semplici
La pressofusione è generalmente più adatta per forme semplici con spessori di parete costanti. Le forme complesse possono rappresentare una sfida per il processo di pressofusione, poiché le alte pressioni coinvolte nel processo possono causare difetti nella fusione.
Parti fragili
Le parti realizzate utilizzando la pressofusione possono essere più fragili di quelle realizzate utilizzando altri metodi di fusione. Questo perché le alte pressioni coinvolte nel processo possono introdurre piccoli difetti nelle parti pressofuse, che possono indebolire la parte nel tempo.
Selezione materiale limitata
La pressofusione è generalmente limitata ai metalli non ferrosi come alluminio, magnesio e zinco. Ciò limita la gamma di materiali che possono essere utilizzati nel processo di produzione.
Fusione di investimento vs pressofusione
Complessità del design
La fusione a cera persa consente una maggiore flessibilità di progettazione, consentendo la fusione di forme complesse con dimensioni precise, geometrie complesse e parti a pareti sottili. Sebbene la pressofusione possa anche ottenere risultati dimensionali precisi, non può produrre progetti complessi come quelli ottenibili tramite la fusione a cera persa.
Selezione del materiale
La microfusione offre una gamma più ampia di opzioni di materiali poiché è possibile utilizzare sia leghe ferrose che non ferrose. D'altra parte, la pressofusione è adatta principalmente per materiali come le leghe di alluminio, zinco e magnesio.
Dimensione parte
La fusione a cera persa presenta limitazioni dimensionali dovute alla necessità di fissare in modo sicuro il modello in cera al canale di colata e immergerlo ripetutamente nell'impasto ceramico. Al contrario, la pressofusione ha meno limiti dimensionali e può creare componenti più grandi, ma comporta costi unitari e di attrezzatura più elevati per i prodotti più grandi. La dimensione delle parti pressofuse è limitata dalla forza di serraggio che l'attrezzatura di fusione può creare.
Costo
La fusione a cera persa è un processo ad alta intensità di manodopera che si traduce in dimensioni superiori e una buona finitura superficiale, rendendolo un metodo di fusione relativamente costoso. Tuttavia, può potenzialmente ridurre o eliminare la necessità di lavorazioni secondarie, facendo risparmiare tempo e denaro. La pressofusione, d'altro canto, comporta costi di attrezzaggio più elevati e talvolta richiede operazioni di post-lavorazione per i componenti finiti, rendendola più conveniente per grandi quantità di ordini.
Conclusione
In conclusione, sia la microfusione che la pressofusione presentano vantaggi e svantaggi. La microfusione offre maggiore flessibilità di progettazione e selezione dei materiali ed è particolarmente adatta per forme complesse e lotti di produzione più piccoli. La pressofusione è più adatta per cicli di produzione più grandi e presenta meno limiti dimensionali, ma è limitata a forme e materiali più semplici. La scelta tra microfusione e pressofusione dipende in ultima analisi dai requisiti specifici del progetto, tra cui la complessità del progetto, la selezione dei materiali, le dimensioni della parte e considerazioni sui costi.