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La produzione per fusione è un processo in cui il materiale liquefatto, come il metallo fuso, viene versato nella cavità di uno stampo appositamente progettato e lasciato indurire. Dopo la solidificazione, il pezzo viene rimosso dallo stampo per essere sottoposto a vari trattamenti di finitura o per essere utilizzato come prodotto finale. I metodi di fusione sono tipicamente usati per creare intricate forme solide e cave, e i prodotti fusi si trovano in una vasta gamma di applicazioni, tra cui componenti automobilistici, parti aerospaziali, ecc.
Diversi tipi di fusione e il processo di fusione
Anche se la fusione è una delle più antiche tecniche di produzione conosciute, i moderni progressi nella tecnologia di fusione hanno portato a una vasta gamma di metodi di fusione specializzati. I processi di formatura a caldo, come la pressofusione, la colata per investimento, la colata in gesso e la colata in sabbia, forniscono ciascuno i propri vantaggi di produzione unici. Confrontando sia i vantaggi che gli svantaggi dei tipi comuni di processi di colata può aiutare a selezionare il metodo più adatto per una data produzione.
Fusione in sabbia
La colata in sabbia si basa tipicamente su materiali a base di silice, come la sabbia sintetica o legata naturalmente. La sabbia da colata consiste generalmente di grani sferici finemente macinati che possono essere strettamente imballati insieme in una superficie di stampaggio liscia. La colata è progettata per ridurre il potenziale di strappi, crepe o altri difetti permettendo un moderato grado di flessibilità e di restringimento durante la fase di raffreddamento del processo. La sabbia può anche essere rafforzata con l’aggiunta di argilla, che aiuta le particelle a legarsi più strettamente. I prodotti automobilistici come i blocchi motore sono fabbricati attraverso la fusione in sabbia.
La fusione in sabbia comporta diverse fasi, tra cui la creazione del modello, lo stampaggio, la fusione e la colata, e la pulizia. Il modello è la forma intorno alla quale la sabbia viene impacchettata, di solito in due parti, il piviale e il trascinamento. Dopo che la sabbia è stata compattata abbastanza da replicare il modello, il manicotto viene rimosso e il modello viene estratto. Poi, vengono installati eventuali inserti aggiuntivi chiamati casse d’anima e viene sostituito il piviale. Dopo che il metallo è stato versato e solidificato, il getto viene rimosso, tagliato delle alzate e dei cancelli che sono stati usati nel processo di versamento, e pulito da qualsiasi sabbia e scaglia aderita.
I principali vantaggi della fusione in sabbia come processo di fusione includono:
- Costi di produzione relativamente economici, specialmente in bassi volumi.
- La capacità di fabbricare componenti di grandi dimensioni.
- La capacità di fondere sia materiali ferrosi che non ferrosi.
- Un basso costo per gli utensili post-fusione.
Nonostante i suoi vantaggi, la fusione in sabbia produce un minor grado di precisione rispetto ai metodi alternativi e può essere difficile fondere in sabbia componenti con una dimensione predeterminata e specifiche di peso. Inoltre, questo processo ha la tendenza a produrre prodotti con una finitura superficiale relativamente ruvida.
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Fusione ad Investimento
La fusione ad Investimento, o a cera persa, utilizza un modello di cera monouso per ogni parte fusa. La cera è iniettata direttamente in uno stampo, rimossa, poi rivestita con materiale refrattario e un agente legante, di solito in diverse fasi per costruire un guscio spesso. Modelli multipli sono assemblati su materozze comuni. Una volta che i gusci si sono induriti, i modelli vengono invertiti e riscaldati in forni per rimuovere la cera. Il metallo fuso viene poi versato nei gusci rimanenti dove si indurisce nella forma dei modelli in cera. Il guscio refrattario viene rotto per rivelare la fusione completata. La fusione per investimento è spesso usata per fabbricare parti per l’industria automobilistica, la produzione di energia e l’industria aerospaziale, come le pale delle turbine. Alcuni dei principali vantaggi e svantaggi della microfusione includono:
- Un alto grado di accuratezza e risultati dimensionali precisi.
- La capacità di creare parti con pareti sottili e geometrie complesse.
- La capacità di fondere sia materiali ferrosi che non ferrosi.
- Finitura superficiale di alta qualità e dettagli nei componenti finali.
Anche se è altamente precisa, la microfusione è di solito più costosa di altre tecniche di fusione comparabili ed è tipicamente efficiente in termini di costi solo quando non possono essere usati getti di sabbia o gesso. Tuttavia, la spesa può a volte essere compensata da una riduzione dei costi di lavorazione e degli utensili grazie alla qualità dei risultati superficiali della microfusione.
È possibile utilizzare la piattaforma Thomas Supplier Discovery per trovare aziende di microfusione per le vostre esigenze.
Fusione in gesso
La fusione in gesso è simile al processo di fusione in sabbia, utilizzando una miscela di gesso, composto di rinforzo e acqua al posto della sabbia. Il modello di gesso è tipicamente rivestito con un composto antiadesivo per evitare che si incastri contro lo stampo, e il gesso è in grado di riempire qualsiasi spazio vuoto intorno allo stampo. Una volta che il materiale in gesso è stato usato per colare il pezzo, di solito si incrina o forma dei difetti, richiedendo di essere sostituito con del materiale nuovo. I vantaggi offerti dalla fusione in gesso includono:
- Una finitura superficiale molto liscia.
- La capacità di fondere forme complesse con pareti sottili.
- La capacità di formare parti di grandi dimensioni con meno spese rispetto ad altri processi, come la fusione per investimento.
- Un più alto grado di precisione dimensionale rispetto alla fusione in sabbia.
Questo processo tende ad essere più costoso della maggior parte delle operazioni di fusione in sabbia e può richiedere frequenti sostituzioni del materiale di stampaggio in gesso. Di solito è più efficace e conveniente quando la qualità della finitura superficiale è un requisito importante. La sua applicazione è generalmente limitata alla fusione di alluminio e leghe a base di rame.
Puoi utilizzare la piattaforma Thomas Supplier Discovery per trovare le aziende di fusione in gesso per le tue esigenze.
Fusione in gesso (processo di fusione del metallo)
La fusione in gesso è un metodo di stampaggio di materiali sotto alta pressione e solitamente coinvolge metalli non ferrosi e leghe, come zinco, stagno, rame e alluminio. Lo stampo riutilizzabile è rivestito con un lubrificante per aiutare a regolare la temperatura dello stampo e per aiutare l’espulsione del componente. Il metallo fuso viene quindi iniettato nello stampo sotto alta pressione, che rimane continua fino alla solidificazione del pezzo. Questo inserimento pressurizzato è rapido, impedendo che qualsiasi segmento del materiale si indurisca prima di essere fuso. Al termine del processo, il componente viene estratto dallo stampo e qualsiasi materiale di scarto viene rimosso. Alcuni dei principali vantaggi forniti dalla pressofusione includono:
- Tolleranze di forma e dimensioni strette.
- Alta consistenza dimensionale del componente e design uniforme.
- Una ridotta necessità di lavorazione post-fusione.
Nonostante i suoi vantaggi, la pressofusione come processo di fusione del metallo ha costi di utensili relativamente alti, rendendola più efficiente in termini di costi in corse di prodotti ad alto volume. Può anche essere difficile garantire le proprietà meccaniche di un componente pressofuso, il che significa che questi prodotti di solito non funzionano come parti strutturali. Poiché gli stampi sono tipicamente a due pezzi, la pressofusione è limitata a prodotti che possono essere rimossi dallo stampo senza distruggere lo stampo, come avviene in altri processi di fusione.
Per ulteriori informazioni sulla pressofusione, è possibile rivedere la nostra guida Tipi di pressofusione, che va in profondità sui vari tipi, leghe e considerazioni per scegliere una specifica combinazione processo/lega.
Fusione centrifuga
La fusione centrifuga è usata per produrre parti lunghe e cilindriche come i tubi di ghisa, facendo affidamento sulle forze g sviluppate in uno stampo di filatura. Il metallo fuso introdotto nello stampo viene scagliato contro la superficie interna dello stampo, producendo una fusione che può essere priva di vuoti. Inventato originariamente come il processo de Lavaud usando stampi raffreddati ad acqua, il metodo è applicato a parti simmetriche come tubi di terra e grandi canne di fucile e ha il vantaggio di produrre parti usando un numero minimo di montanti. Per le parti asimmetriche che non possono essere girate attorno al proprio asse, una variante della colata centrifuga, chiamata colata in pressione, dispone diverse parti attorno a una matrice comune e fa girare gli stampi attorno a questo asse. Un’idea simile è applicata alla fusione di anelli di ingranaggi molto grandi, ecc. A seconda del materiale da fondere, si possono usare stampi di metallo o di sabbia.
Fusione con stampo permanente
La fusione con stampo permanente condivide delle similitudini con la pressofusione e la fusione centrifuga, in particolare l’uso di stampi riutilizzabili. Questi possono essere fatti di acciaio, grafite, ecc. e sono generalmente usati per fondere materiali come piombo, zinco, leghe di alluminio e magnesio, alcuni bronzi e ghisa. Si tratta di un processo a bassa pressione con colata di solito fatta a mano usando stampi multipli su una piattaforma girevole. Mentre gli stampi ruotano attraverso le varie stazioni, vengono successivamente rivestiti, chiusi, riempiti, aperti e svuotati. Uno di questi metodi è conosciuto come “slush casting”, dove lo stampo viene riempito ma svuotato prima che il metallo si indurisca completamente. Il metallo fuso viene scaricato dalla colata per produrre un guscio vuoto e fuso. Un’idea simile è usata nello stampaggio di prodotti di cioccolato cavi come i coniglietti di Pasqua. L’uso di stampi di metallo induce un trasferimento di calore più veloce attraverso lo stampo, permettendo al guscio di indurirsi mentre il nucleo rimane liquido.
Sommario
Questo articolo ha presentato una breve discussione sui diversi tipi di processi di fusione. Per ulteriori informazioni su prodotti o processi correlati, consultate le nostre altre guide o visitate la piattaforma Thomas Supplier Discovery per individuare potenziali fonti di approvvigionamento o visualizzare i dettagli su prodotti specifici.
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