Quando si tratta di produzione, ogni componente deve soddisfare requisiti esatti per produrre un prodotto finito. Sono disponibili diverse procedure per creare pezzi unici per un prodotto, ma la microfusione è un approccio che eccelle in molti modi.
La microfusione è un processo industriale basato sulla fusione a cera persa, uno dei primi metodi di formatura dei metalli conosciuti dall'uomo. La capacità della microfusione di produrre componenti con precisione, ripetibilità, adattabilità e integrità in una gamma di metalli e leghe ad alte prestazioni è molto apprezzata.
Negli ultimi 5,000 anni, le persone hanno impiegato la microfusione in varie forme. La cera d'api è stata impiegata nelle sue prime forme per creare modelli per il processo di colata. I modelli vengono spesso creati utilizzando cere più complesse, composti refrattari e metalli speciali.
Per comprendere meglio questo processo, in questo articolo imparerai cos'è la microfusione e i suoi vantaggi e svantaggi.
Cos'è la microfusione?
La microfusione è un vecchio metodo per formare parti e componenti metallici utilizzando pochi apparecchi ed energia. Il metodo è così chiamato perché il motivo viene riempito con materiale refrattario per creare uno stampo e una sostanza fusa viene fusa nello stampo.
È ottimo per la produzione di pezzi complicati ed è ancora utile nell'ambiente industriale di oggi. I produttori utilizzano questa tecnologia per fondere correttamente i metalli con un'elevata tolleranza al calore utilizzando uno stampo in gesso, plastica o ceramica e un design in cera che si scioglie.
Questo metodo di microfusione di alluminio è ideale per realizzare oggetti e prototipi. È ampiamente utilizzato in una varietà di industrie, in particolare i settori automobilistico e industriale. Leghe di acciaio inossidabile, ottone, alluminio e acciaio al carbonio sono solo alcuni dei materiali che possono essere fusi. Ma come avviene questo processo?
Vantaggi e svantaggi della colata di investimento
Tutte le tecnologie di colata presentano numerosi vantaggi progettuali, inclusa la capacità di ridurre gli input di materiale e costruire strutture che altrimenti sarebbero difficili da produrre senza lavorazioni o assemblaggi estesi.
L'adattabilità dello stampo, invece, è un vantaggio fondamentale della microfusione. I produttori hanno un insolito livello di margine di manovra durante la creazione di oggetti microfusi, poiché lo stampo è consumabile e i modelli in cera possono essere rimossi discretamente in forma liquida. A differenza della maggior parte delle altre tecnologie di stampaggio e colata, la microfusione consente opzioni di progettazione significativamente più complesse.
C'è molto da dire sulla microfusione e ancora di più sulle sue caratteristiche. Su questo argomento, lascerai tutti i tuoi dubbi su questo metodo e vedrai di persona quanto puoi aspettarti da un progetto di microfusione.
Vantaggi della fusione a cera persa
Questa tecnica è perfetta per creare oggetti geometrici minuscoli e complicati con dettagli dettagliati utilizzando un unico stampo. I materiali sono spesso riutilizzabili, come la cera fusa, che può essere riutilizzata in un altro modello. Lo stampo a volte può essere riutilizzato! Offre inoltre un'ampia gamma di possibilità di progettazione; i progettisti possono inserire indicatori identificativi, come numeri, loghi e ID prodotto, nella fusione.
È incredibilmente adattabile poiché puoi combinare numerosi modelli in cera per produrre uno stampo unico. Puoi anche creare pezzi che sarebbe impossibile creare utilizzando una macchina o strumenti, dandogli una valida alternativa agli elementi.
- Lucidatura superficiale eccezionale
- Alta precisione dimensionale
- Anche gli elementi più complicati possono essere espressi.
- La colata è possibile con quasi tutti i metalli.
Svantaggi della colata di investimento
Nonostante i suoi vantaggi, la fusione a cera persa presenta alcuni svantaggi. Il vincolo di dimensione è lo svantaggio più importante. Poiché così pochi ingegneri progettisti sono in grado di produrre componenti di grandi dimensioni utilizzando questo approccio, potrebbe non essere la soluzione ideale per un cliente che richiede la fabbricazione di un componente di grandi dimensioni.
Alcuni motivi per l'alto costo includono attrezzature specializzate, refrattari e leganti costosi, diverse procedure per costruire uno stampo, una grande quantità di manodopera e il verificarsi di piccoli difetti. Tuttavia, è ancora meno costoso della lavorazione dell'articolo identico da barre; ad esempio, la produzione di armi è passata alla microfusione per ridurre i costi di creazione delle pistole.
Ma questa tecnica è più difficile di altre procedure di colata e richiede una preparazione approfondita e attrezzature specifiche. Ecco perché la microfusione può avere un costo iniziale maggiore rispetto alla colata in sabbia o alla pressofusione, ma il costo di produzione per unità si riduce con ordini più grandi. Il costo totale, in particolare per la produzione a breve termine, è un grave inconveniente.
Alcuni altri svantaggi possono essere:
- Lanciare oggetti che richiedono nuclei può essere difficile.
- Questa procedura è costosa, generalmente limitata a getti minuscoli e può essere impegnativa quando sono coinvolte le anime.
- I getti a cera persa richiedono cicli di produzione più lunghi rispetto ad altri metodi di colata.
- Poiché ci sono diversi elementi di processo che influenzano la qualità dello stampo e della colata, il sistema di gestione della qualità è difficile da implementare.
Com'è il processo di microfusione?
Un metodo per produrre parti e componenti complicati è la microfusione. Per progettare e costruire i pezzi appropriati, ci sono vari processi distinti nel processo complessivo. Prende il nome dal fatto che i pezzi sono costruiti attorno a una colata sgusciata, che viene poi rimossa una volta che i pezzi sono stati colati nello stampo e induriti.
Innanzitutto, viene creato un modello
La fase iniziale della microfusione è la progettazione di uno stampo o modello per un pezzo predeterminato. Il design è fatto di cera. Può essere colato nello stampo mediante stampaggio a iniezione, scolpito a mano da un blocco di cera o prodotto con una stampante 3D e un'apposita sostanza di cera.
Può anche lanciare lo stampo in gomma direttamente dallo stampo principale. In alternativa, uno stampo master può essere lavorato in modo indipendente senza la necessità di un modello master.
Quindi, il modello in cera viene versato in posizione
Il processo di microfusione prevede la realizzazione di diversi modelli in cera. Viene quindi montato su un dispositivo di cancello che finisce per sembrare un albero. Questo è il dispositivo di microfusione in cui il metallo o altro materiale può colare per produrre il pezzo corretto. Mentre una microfusione di solito utilizza un design in cera, può utilizzare altri materiali come plastica e mercurio congelato.
Supponiamo che uno stoppino possa richiedere una microfusione. In tal caso, ci sono due opzioni: le anime in cera solubile possono voler sciogliere il rivestimento di rivestimento insieme al resto del modello in cera, mentre le anime in ceramica si rimuovono dopo che l'oggetto si è solidificato. Qualsiasi cera che fuoriesce dallo stampo prima di questo viene solitamente recuperata e riutilizzata.
Ora è il momento di lanciare
Il getto sgusciato verrà aggiunto attorno ad esso come fase successiva. L'albero viene prima immerso in un impasto ceramico. Durante questo processo un grappolo di pattern viene immerso in un impasto liquido di materiale refrattario fine, che è comunemente sabbia fine. La superficie viene quindi drenata per fornire un rivestimento omogeneo. Prima di poter essere utilizzata, la modanatura deve asciugarsi completamente. Questi due passaggi possono essere ripetuti fino a quando lo stampo non è abbastanza spesso da resistere alle forze di colata.
Per mantenere le caratteristiche delicate dello stampo, in questa fase iniziale vengono utilizzati materiali pregiati, noti anche come mano di fondo. Il rivestimento può quindi polimerizzare dopo l'indurimento. Questo processo viene continuato fino a quando il rivestimento non ha raggiunto lo spessore desiderato.
Quindi, la cera viene rimossa
Dopo che gli stampi in ceramica si sono completamente induriti, vengono capovolti e posti in un forno o in un'autoclave per sciogliere e/o far evaporare la cera. I modelli in cera devono essere rimossi prima di poter inserire il materiale scelto nello stampo appena sgusciato. Questo viene spesso ottenuto riscaldando la cera in un forno.
Per riscaldare la cera si può in alternativa utilizzare vapore. Lo stampo viene capovolto per consentire alla cera liquida di defluire e di essere riutilizzata per creare nuovi disegni in cera.
Infine, il metallo viene colato
Ci saranno spazi liberi all'interno della colata con guscio una volta che la cera è stata rimossa nella forma dei disegni in cera formali. Il metallo può essere colato per gravità o utilizzando la pressione dell'aria positiva o altre forze. Il materiale viene mantenuto nel getto fino a quando non si è completamente raffreddato e indurito.
Ora il guscio deve essere rimosso
Quando il materiale si è completamente raffreddato e indurito, è il momento di rimuoverlo dal suo involucro. La colata sgusciata viene rimossa con un martello o altro strumento fino a quando rimane solo l'albero originale. Al posto dei modelli in cera, i pezzi finali saranno ora collegati all'albero. I pezzi vengono tagliati delicatamente dall'albero una volta rimossa la colata.
Finitura
La microfusione finita viene sottoposta a finitura dopo essere stata rettificata. Impurità e negativi vengono spesso eliminati mediante utensili manuali e saldatura, piuttosto che rettifica. Se l'articolo richiede una raddrizzatura extra, vengono generalmente utilizzate presse idrauliche per raddrizzare il prodotto secondo le sue tolleranze.
Ora conosci il processo passo dopo passo. È tempo di vedere i vantaggi e gli svantaggi della microfusione!
Conclusione
Non c'è dubbio che questo metodo funzioni in molti scenari, ma devi conoscere i pro ei contro. È una tecnica antica e può essere un compito molto monotono, ma i risultati con superfici perfette e lisce dimostrano che ne vale la pena!