Investment Casting: tutto ciò che devi sapere a riguardo

Conosciuto anche come microfusione, il processo di microfusione è esattamente ciò che dice il nome. Si tratta di una tecnica utilizzata nel mondo metallurgico per facilitare e velocizzare il processo di realizzazione di pezzi metallici identici e parti di macchinari.

Ha un passato interessante nel mondo dell'arte, con ricerche antiche che mostrano come fosse la scelta di realizzare gioielli e decorazioni. Ma oggi è una procedura molto utilizzata con molti operai coinvolti.

In questo articolo imparerai di più su questo processo. Capirai come funziona e cosa lo rende così economico. Quindi, se sei interessato a questa tecnica che è presente nella tua vita quotidiana, continua a leggere!

Cos'è la microfusione?

fusione di acciaio al carbonio

Questo è un processo di microfusione che supera tutte le aspettative in termini di precisione. Il processo di colata è, in generale, realizzato versando materiale liquido in una cavità dello stampo. Questo liquido polimerizzerà nel tempo mediante una reazione chimica o raffreddamento. Per completare il processo, la parte solidificata, nota anche come colata, viene espulsa o rotta dallo stampo.

Con l'uso di cera, plastica o persino legno, viene realizzato uno stampo con il motivo previsto. Quindi viene realizzato l'involucro e viene indurito in camere ad alta temperatura. Successivamente il metallo liquido viene versato al suo interno e lasciato raffreddare. La precisione di questa tecnica viene soprattutto da questa parte.

La cera e il materiale utilizzati per lo stampo sono il modello perfetto e possono presentare molte curve o spigoli vivi. Può anche avere alcune ammaccature e graffi. Ma l'involucro riempirà tutti questi punti e rimarranno al loro posto dopo che il materiale si sarà sciolto.

E non appena il metallo liquido viene versato al suo interno, riempirà ogni centimetro dell'involucro, anche i punti e le ammaccature. Questo fornisce la superficie perfetta. Se il modello è perfetto, lo sarà anche il pezzo.

A cosa serve la microfusione?

È una tecnologia di produzione per la microfusione. Questo perché può riprodurre modelli di forme complesse con dettagli fini.

Oggi, questo può essere utilizzato principalmente nelle società di microfusione di parti metalliche e parti per macchine. La microfusione è utilizzata nelle armi da fuoco, nei servizi di ristorazione, nel gas e nel petrolio e nei settori dell'energia.

I getti a cera persa sono impiegati in una varietà di settori, tra cui armi da fuoco, servizi di ristorazione, gas e petrolio e industria energetica. Ed è presente nella tua vita quotidiana come nei pezzi del tuo frigorifero, della tua auto e altro ancora. Invece di farne ognuno da solo in una fonderia di microfusione con macchinari pesanti e molte, molte persone, possono farne migliaia con la colata permanente e persino quelle usa e getta.

E può persino usarlo per arte e decorazioni. In effetti, può essere utilizzato per l'industria. Ma i proprietari di piccole imprese e gli artigiani possono realizzarlo su scala ridotta con diversi tipi di materiali per realizzare opere d'arte e gioielli.

Perché si chiama microfusione?

La microfusione è una tecnica di fusione secolare basata sulla fusione a cera persa. La procedura è nota in questo modo perché il modello di stampo utilizzato in questo processo di colata è "rivestito" con materiale liquido. Durante il processo di microfusione, i materiali di rivestimento vengono utilizzati per creare uno stampo in cui è possibile versare il metallo liquido.

Qual è la differenza tra fusione e stampaggio?

FUSIONE DI INVESTIMENTO
investimento_casting

Ora che sai cos'è la microfusione e che riguarda gli stampi, ti starai chiedendo se c'è una differenza tra i due.

E sì, c'è. La distinzione fondamentale tra stampaggio e colata è il materiale utilizzato nell'operazione. La colata viene normalmente eseguita con il metallo, ma lo stampaggio viene eseguito con la plastica. In entrambi i casi, il materiale fuso viene colato in uno stampo o stampo per creare la forma finale.

Ed ecco una fase di fusione a cera persa dell'alluminio in cui la tecnologia gioca un ruolo importante. Oggi, il business della stampa 3D è diventato più accessibile alle persone, rendendo il processo di stampaggio ancora più comune.

Puoi trovare molte piccole imprese online che utilizzano i modelli in plastica realizzati con la macchina da stampa 3D per realizzare stampi. La resina è il materiale più comune utilizzato da loro per realizzare arti e mestieri con questi stampi. Realizzano sottopentola, orecchini e molte figure con questi stampi.

Su scala più ampia, alcune fonderie e industrie di microfusione stanno iniziando a vedere un vantaggio nell'utilizzo dei modelli stampati in 3D per realizzare stampi permanenti. In questo modo i processi di modellazione e modellazione possono essere più economici e veloci, richiedendo meno tempo e denaro per risultati simili. Anche se più precise sono le macchine per la stampa 3D, più costosa sarà.

Ma a proposito, quali tipi di microfusione di alluminio esistono?

Tipi di microfusione nelle industrie

Non esiste un solo tipo di metallo nel processo di rivestimento per microfusione. In effetti, la gamma potrebbe sorprendere molte persone. È un processo economico e molto versatile. La colata a cera persa può essere utilizzata per una varietà di applicazioni. La microfusione è un'ottima scelta per le persone che danno la priorità alla qualità e al risparmio di tempo.

Esistono molti tipi di getti, come ad esempio:

  • Fusione di acciaio inossidabile.
  • Fusione di acciaio al carbonio.
  • Colata di metallo.
  • Fusione rapida di prototipi.
  • Fusione di investimento in alluminio
  • Fusione di ottone
  • Fusione in bronzo
  • Colata di cobalto
  • Fusione di acciaio per utensili

Vedere? Ci sono molte possibilità, e non solo per i metalli, ma anche per l'involucro. Diversi tipi di risultati richiedono diversi tipi di fusione. Alcuni sono più popolari di altri, ma ecco alcune di queste possibilità che si possono fare.

● Colata in sabbia

Un metodo di produzione di getti in uno stampo di sabbia. La colata in sabbia può produrre acciaio, ferro e la maggior parte dei getti di leghe non ferrose.

Questo metodo è ottimo per dettagli precisi e motivi dalla forma complessa. Ha un costo soggettivamente basso ed è più utilizzato con parti e pezzi di automobili.

● Pressofusione a gravità

Questa è una tecnica di stampaggio in cui il materiale fuso viene iniettato con uno stampo di metallo per gravità, quindi raffreddato e solidificato all'interno dello stampo per produrre una colata.

Ma c'è la necessità di evacuare l'aria all'interno dello stampo, quindi le azioni dopo il processo devono ancora essere intraprese. Questo metodo è in realtà più incline a screpolarsi e rompersi, quindi è necessario prestare molta attenzione al prodotto finale.

● Colata a bassa pressione

Questo metodo utilizza la pressione per assicurarsi che il getto cristallizzi e garantisca la migliore qualità del prodotto. È ottimo per getti sottili e utilizza tutto il metallo fuso necessario, lasciando meno sfridi.

La semplice attrezzatura aiuta anche nel valore dell'efficienza dei costi. C'è anche meno bisogno di manodopera, e la sua semplicità aiuta con la formazione e l'uso dei materiali.

● Colata centrifuga

In questa tecnica di colata, le materie prime vengono convertite in uno stampo di filatura, che viene poi riempito e cementato mediante forza centrifuga.

Questo metodo utilizza molto meno metallo rispetto agli altri. Il processo di filatura è una buona scelta per far penetrare il materiale liquido in ogni angolo del progetto. Ma ci sono alcuni svantaggi in questo processo. Implica molti più macchinari e la qualità finale potrebbe non essere la migliore.

● Pressofusione sottovuoto

Un avanzato processo di pressofusione che migliora le proprietà meccaniche e la qualità superficiale delle parti pressofuse rimuovendo o riducendo significativamente i pori e i gas disciolti nel processo estraendo il gas dalla cavità dello stampo. Questo è un ottimo modo per realizzare fusioni più sottili e sono necessari meno macchinari.

● Pressofusione di spremitura

La pressofusione a compressione è un processo per ottenere immediatamente il prodotto o il grezzo indurendo il metallo liquido o semi-solido sotto pressione aumentata e modellando il flusso. Offre i vantaggi di un elevato utilizzo di metallo liquido, un processo più semplice e una qualità costante.

È un processo di formatura dei metalli che utilizza meno energia e ha un'ampia gamma di possibili applicazioni. Aiuta anche ad eliminare i pori e altri possibili difetti del pezzo.

● Colata di schiuma persa

Si tratta di un processo di colata rivoluzionario in cui si forma un cluster di modelli combinando modelli in paraffina o schiuma paragonabili per dimensioni e forma alla colata. Dopo aver spazzolato e stagionato il rivestimento refrattario, viene vibrato interrandolo in sabbia di quarzo asciutta. Il metallo liquido occupa la posizione del modello dopo la solidificazione e il raffreddamento dopo essere stato versato sotto pressione applicata per vaporizzare il modello.

Quindi, non appena sarà pronto, avrai un pezzo di fusione di alta precisione. Questo metodo è ottimo anche per il pianeta, è pulito e non inquina.

● Colata continua

Funziona sull'idea di versare continuamente metallo fuso in uno stampo di metallo specifico noto come cristallizzatore. Il getto indurito (incrostato) viene costantemente estratto dall'estremità opposta dello stampo e può essere di qualsiasi lunghezza o lunghezza del getto.

Per la sua rapida azione di raffreddamento, il materiale è resistente e resistente. È anche un processo molto economico.

● Colata a cera persa

Per quanto riguarda la fusione a cera persa in alluminio, è il processo di creare un modello da un materiale fusibile e coprire la superficie del modello con molti strati di materiale refrattario. Il disegno viene quindi fuso dal guscio dello stampo per ottenere uno stampo senza superficie di separazione. Infine, il processo si riempie dopo la cottura ad alte temperature.

Questo ha la maggiore precisione quando si tratta di dimensioni della superficie e caratteristiche geometriche.

Vantaggi e svantaggi della colata di investimento

Sai già quanto sia conveniente e di alta qualità la fusione a cera persa, ora confrontiamo i tuoi vantaggi e svantaggi!

Vantaggi

  1. Dona una finitura liscia al prodotto finale.
  2. Ha una produzione più veloce
  3. Tolleranze strette
  4. Utensili convenienti
  5. Variazione di dimensioni di fascia alta
  6. Vasta varietà di materiali (ferrosi e non ferrosi)

 Svantaggi

  1. Tempi di consegna più lunghi
  2. Un po' più costoso della colata in sabbia

Questo è in effetti un ottimo processo. E un'opzione straordinaria per coloro che non vogliono passaggi complessi e ottengono comunque un prodotto finale quasi perfetto.

Ma perché viene utilizzata la cera nel processo di microfusione?

Durante le operazioni di montaggio e finitura, sono ampiamente utilizzate cere appiccicose. Queste cere aiutano nell'incollaggio di diverse cere per modelli o nella costruzione di un gruppo di colata. La cera aiuta nella formazione di un forte adesivo tra i pezzi, permettendo loro di resistere alla manipolazione dei lavoratori durante la creazione del guscio ceramico.

La cera è il miglior materiale per aiutare lo stampo ad essere preciso e resistente. Più stretto è lo stampo, più liscio e preciso sarà il prodotto finale. Può sciogliersi più tardi, in modo facile e veloce. Ma lo stampo da esso realizzato rimane pulito e liscio, non interrompendo la finitura del pezzo. È anche un materiale non costoso, il che lo rende un'opzione comune per tutto il settore.

Qual è la differenza tra microfusione e colata in sabbia?

La colata in sabbia e la colata a cera persa sono due processi per la produzione di oggetti metallici che comportano il versamento di metallo fuso negli stampi. Nonostante queste tecnologie abbiano migliaia di anni, sono state sviluppate nel tempo per ridurre la quantità di metallo utilizzato e la quantità di lavorazione e lucidatura necessarie. Tuttavia, ci sono sostanziali distinzioni tra queste due procedure di fabbricazione dei componenti metallici.

Il loro processo può sembrare simile, ma la differenza fondamentale è nello stampo. Uno usa la sabbia e l'altro usa la cera.

La microfusione ha anche un alto costo di pre-produzione per sviluppare un design in cera e un guscio in ceramica, quindi realizzare oggetti finiti lisci. Sebbene la colata in sabbia sia meno costosa della colata a cera persa, richiede un processo successivo per far fronte alla superficie ruvida del prodotto finale.

Comprendiamo entrambi i metodi per avere una visione migliore di come queste differenze influiscono su ciascun processo di rivestimento per microfusione.

come le differenze di colata in sabbia e colata a cera persa influiscono su ogni processo.

investimento_casting
gradi di colata di acciaio

Fusione di sabbia

In questo metodo, uno stampo viene realizzato compattando la sabbia attorno al modello o al modello del progetto completato. Si può strappare il disegno, è possibile rimuoverlo dallo stampo. Puoi rimontare i due pezzi dello stampo e versare il metallo fuso nei fori. Quando il metallo si è raffreddato abbastanza, può rimuovere le parti. Può recuperare di nuovo la sabbia e i pezzi separati.
Pertanto, lo stampo di sabbia può essere riutilizzato o ricreato. Il costo può ridursi poiché può rimuovere la sabbia dallo stampo e schiacciarla per rifarla.
Di solito, questi stampi sono formati da due parti. Si uniscono strettamente, in modo che il materiale possa riversarsi all'interno. Ma lo stampo non può essere riutilizzato. Vengono per lo più distrutti nel processo. Poiché la sabbia è riutilizzabile, altri stampi sono facili e veloci da realizzare.

Questo è ottimo anche con i dettagli e i pezzi di forme complesse, ma il prodotto finale non può risultare così accurato.

Casting d'investimento

Per quanto riguarda la microfusione, le cose sono un po' diverse. I suoi prodotti finiti sono lisci e sostanzialmente perfetti, ricchi di dettagli e resistenti.

In questo caso lo stampo viene realizzato costruendo una versione in cera del prodotto finale. Quindi lo stampo va in un luogo ad alta temperatura e il modello in cera si scioglie.

Diversi modelli di cera possono essere incorporati in un albero e collegati con cura utilizzando binari di cera e materozze per colare più componenti contemporaneamente. Successivamente, l '"albero" viene continuamente immerso in un impasto ceramico, che si indurisce mentre si asciuga.

L'albero e i suoi disegni vengono riscaldati per sciogliere la cera dopo aver ottenuto numerosi strati di ceramica che sono stati lasciati solidificare. Allo stesso modo, la cera nelle materozze e nei cancelli fuoriesce dall'albero, formando tunnel e condutture affinché il metallo fuso segua e riempia completamente lo stampo.

La differenza tra questo processo e il processo di colata in sabbia è lo stampo che non può essere riutilizzato o recuperato. La cera si scioglie a temperature più elevate, ma la sabbia si dissolve solo, ma può essere nuovamente ricostruita.

Com'è il processo di microfusione?

Ora imparerai passo dopo passo come vengono realizzati questi stampi e come viene immesso sul mercato il prodotto finito.

sistema di colata in sabbia

1. Creazione del modello

Per prima cosa devi creare il modello per il prodotto finale. Posso farlo in molti modi. Può iniettare la cera in uno stampo, modellato manualmente da un blocco di cera, o prodotto utilizzando una stampante 3D e il materiale in cera adatto.

processo di microfusione

2. Fare un albero

Un albero è una struttura in cui vengono assemblati gli stampi. In questa fase, viene indicato come un albero poiché ogni disegno in cera separato è effettivamente un "ramo" e verrà combinato in un'opera d'arte finita al termine del processo.

Colata di investimento di stampa 3D

3. Lanciarlo

Il getto sgusciato viene aggiunto attorno all'albero dopo che è stato costruito. L'albero viene prima immerso in un impasto ceramico. Quindi viene immerso in stucco di sabbia fine. Affinché possa essere utilizzato, la modanatura deve essere completamente asciutta. Questi passaggi possono essere ripetuti fino a quando lo stampo non è abbastanza spesso da resistere alle forze di colata.

colata in sabbia

4. Rimozione della cera

I modelli in cera devono essere rimossi prima che il materiale scelto venga inserito nello stampo appena sgusciato. Questo viene spesso ottenuto riscaldando la cera in un forno. Per riscaldare la cera, in alternativa si può utilizzare il vapore. Lo stampo può capovolgersi per consentire alla cera liquida di defluire e riutilizzarla per creare nuovi disegni in cera.

fusione di acciaio al carbonio

5. Versare il materiale

Dopo aver rimosso la cera, il materiale scelto viene versato nel foro lasciato dalla cera. Il liquido prenderà la forma dello stampo e sarà lasciato raffreddare. Rimarrà così fino a quando non sarà completamente asciutto e solido. Ora è il momento di finirlo.

fusione di acciaio al carbonio

6. Rimozione e finitura del prodotto

Dopo il raffreddamento, lo stampo deve rompersi per rivelare il risultato finale. Il prossimo passo è lucidare l'oggetto!

Ora imparerai passo dopo passo come vengono realizzati questi stampi e come viene immesso sul mercato il prodotto finito.

Una breve storia del processo di microfusione

La microfusione divenne popolare per la prima volta come metodo industriale contemporaneo alla fine del 1800, quando i dentisti iniziarono ad utilizzarla per le corone e gli intarsi delle società di microfusione, come riportato da Barnabas Frederick Philbrook di Council Bluffs, Iowa nel 1897. William H. Taggart di Chicago, il cui La pubblicazione del 1907 riportava la sua scoperta di una tecnica, accelerandone l'applicazione.

Ha anche creato un materiale di rivestimento e una macchina per la colata ad aria compressa, nonché un composto per modelli in cera con qualità eccezionali. Ma durante la seconda guerra mondiale, c'è stato un aumento della domanda per la produzione di forme nette precise e leghe specifiche che non potevano essere stampate utilizzando processi regolari o richiedevano lavorazioni eccessive. L'industria è passata alla fusione a cera persa. Dopo la guerra, fu impiegato in una varietà di applicazioni commerciali e industriali che richiedevano intricati pezzi di metallo.

Tuttavia, la microfusione ha una lunga storia che risale a migliaia di anni fa. Il suo primo utilizzo era principalmente per decorazioni e gioielli, con motivi in ​​cera d'api naturale, stampi in argilla e soffietti azionati manualmente per forni di alimentazione.

Gli esempi vengono scoperti in tutto il mondo, comprese le civiltà perdute da tempo, tra cui la tomba di Tutankhamon in Egitto, il Messico azteco e maya e la cultura del Benin in Africa. Il metodo ha creato intricate opere d'arte in rame, bronzo, ecc. E oro.

Applicazioni di colata di investimento

Con la maggiore disponibilità di stampanti 3D a risoluzione più elevata, la stampa 3D può ora essere utilizzata per creare stampi sacrificali significativamente più grandi per la microfusione. Space Technology ha utilizzato il processo per stampare lo stampo per un nuovo minuscolo satellite. Che è stato poi immerso nella ceramica per realizzare la microfusione per un bus spaziale in titanio con un serbatoio del carburante integrato e un passaggio dei cavi integrato.
I produttori di armi usano comunemente la microfusione per produrre ricevitori per fucili, grilletti, martelli e altri componenti di precisione a basso costo. Ed è presente nella tua vita quotidiana, comprese le parti del tuo frigorifero e della tua auto. I pezzi necessari per montare questa elettronica, e molti altri, sono prodotti in serie con queste tecniche e simili.

Conclusione

La microfusione è un metodo conosciuto in tutto il mondo per la produzione in serie di parti e pezzi per macchinari. È economico e conveniente per l'industria. La microfusione fornisce componenti di precisione riducendo al contempo lo spreco di materiale, il consumo di energia e la successiva lavorazione. Può anche assicurare la creazione di pezzi estremamente complicati. Ciò rende il metodo di microfusione molto prezioso per i progettisti.

Questa procedura viene utilizzata per la produzione di piccole parti da oltre 5,000 anni. È stato utilizzato per la prima volta per creare gioielli e decorazioni, e ancora oggi i proprietari di piccole imprese e gli artigiani utilizzano questo metodo per realizzare opere d'arte su scala ridotta. Molte aziende che cercano componenti leggeri e sofisticati considerano questo tipo di fusione come il futuro.

Immergendo una cera o un modello polimerico appropriato nella sospensione di materiale refrattario, viene rivestito un modello di microfusione. Questa operazione di immersione viene eseguita numerose volte per migliorare lo spessore e la resistenza del rivestimento una volta che il rivestimento di materiale refrattario si è solidificato.

Dopo che lo strato finale si è solidificato, la cera viene fusa e il metallo fuso, o anche altri materiali, vengono versati nella cavità creata dal disegno in cera. La colata di metallo viene rimossa dallo stampo refrattario una volta che il metallo si è solidificato all'interno dello stampo.

Questo processo presenta molti vantaggi, come dimensioni di alta gamma, può replicare facilmente modelli di forma complessa e realizzare prodotti robusti. Il costo non è così alto come potrebbe essere, quindi è una buona opzione per coloro che vogliono ottenere un prodotto di alta qualità con strumenti semplici.

Per creare i componenti complicati, lo strumento per microfusione è spesso costituito da molte sezioni che vengono montate insieme. Questo costo "front end" è elevato, ma è prontamente compensato dall'assenza di lavorazioni e/o costruzioni successive.

C'è molto da imparare sul mondo metallurgico e su come influisce sulla nostra vita quotidiana. Da un piccolo pezzo di un'auto che può prevenire incidenti o darci conforto, a una parte di un bus spaziale!

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