Cos'è il casting?

La colata è uno dei primi metodi di produzione utilizzati da molte organizzazioni industriali nella storia dell'arte e del design. Tuttavia, i loro usi e le loro applicazioni hanno una storia lunga e variegata e continuano a svolgere un ruolo importante nelle odierne aree di produzione artistica e industriale. La fusione è un modo rapido ed economico per dare a un oggetto di metallo (o altro materiale) la forma che desideri. Le forme metalliche create dal processo di colata possono essere progetti complessi che altrimenti comporterebbero un investimento tecnologico significativo se eseguiti in altro modo. Leggi questa guida per saperne di più sulla fusione, sui suoi tipi, vantaggi e svantaggi. Per prima cosa, diamo un'occhiata a cos'è il casting.

Versare il metallo

Cos'è il casting?

“La colata è una tecnica di produzione. Nel processo di colata, un materiale liquido viene aggiunto in uno stampo per ottenere l'oggetto desiderato. Lo stampo ha uno spazio vuoto della forma richiesta. Il materiale liquido nello stampo viene lasciato solidificare. Questa parte solida è chiamata "fusione". Il materiale liquido presente nello stampo in forma solida viene espulso o rotto dallo stampo per completare il processo.”.

Tipi di colata

Colata di investimento di stampa 3D

Fusione di sabbia

"Questa procedura di colata utilizza uno stampo in sabbia per creare getti. "La colata in sabbia può essere utilizzata per produrre acciaio, ferro e la maggior parte delle leghe non ferrose. Il metodo di colata più comune, la colata in sabbia, utilizza stampi usa e getta per colata in sabbia (lo stampo nella colata in sabbia è costituito da sabbia) per creare intricati pezzi di metallo in quasi tutte le leghe. Tuttavia, la colata in sabbia ha uno scarso tasso di produzione.

Questo perché per ottenere il prodotto; devi distruggere lo stampo. Pertanto, questo metodo presenta uno svantaggio rispetto ad altri metodi in cui gli stampi sono riutilizzabili. La tecnica della colata in sabbia prevede l'uso di uno stampo per fornace, metallo, design e colata in sabbia. In primo luogo, il metallo viene riscaldato nella fornace e versato in uno stampo per colata in sabbia. Il getto solidificato può essere rimosso una volta che lo stampo di sabbia si separa lungo una linea di demarcazione.

Casting di investimento

Die Casting

"Per realizzare una colata, un liquido metallico ad alta pressione viene forzato in una cavità dello stampo metallico di precisione ad alta velocità, quindi raffreddato e solidificato sotto pressione".

La pressofusione è un processo di produzione. Gli stampi utilizzati in questo processo non vengono sprecati. Sono stampi riutilizzabili. Questi stampi riutilizzabili sono chiamati stampi. Il processo di produzione della pressofusione viene utilizzato per realizzare oggetti di metallo geometricamente complessi. Una fornace, un metallo, uno stampo (lo stampo in pressofusione è costituito da metallo), una macchina per pressofusione e uno stampo sono tutti utilizzati nel processo di pressofusione. Come la colata in sabbia, il metallo fa il calore in una fornace. Quindi, si forza in uno stampo per pressofusione (muore). Il metallo riscaldato nella fornace fa alluminio o zinco (non ferroso). Il metallo fuso alimenta gli stampi, dove si raffredda rapidamente e si indurisce nell'oggetto completato, denominato colata.

Gli stampi per pressofusione sono costituiti da due metà con una cavità. Il liquido fuso fuso viene forzato in questa cavità durante il processo di colata. Le metà sono montate su un piano macchina fisso e mobile. Le metà dello stampo sono soggette a una grande pressione durante il processo di colata, motivo per cui sono incluse le serrature. Inoltre, aree specifiche dello stampo di pressofusione vengono raffreddate e/o riscaldate affinché la colata si solidifichi come richiesto.

I produttori di pressofusione sono di due tipi:

  1. Produttori di camere calde - Questi produttori possono utilizzare leghe con basse temperature di fusione, ad esempio lo zinco.
  2. Produttori di camere fredde - Questi produttori possono utilizzare leghe con temperature di fusione elevate, ad esempio l'alluminio.
microfusione vs colata in sabbia

Casting di investimento

"Migliaia di anni fa, il metallo fuso si versa in uno stampo in ceramica usa e getta con un metodo noto come microfusione." Nell'era moderna, ci sono molte fonderie di microfusione in cui avviene il processo di microfusione. Innanzitutto, un modello in cera, un componente monouso a forma di parte prevista, può essere utilizzato per creare lo stampo per la microfusione.

Dopo che il modello si è fuso nello stampo, può ricoprire un impasto ceramico. Questo “investe” nel design. La microfusione è anche nota come "fusione a cera persa" perché il modello in cera può essere rimosso dallo stampo. Il processo lox-wax è uno a uno, il che significa che un modello crea un oggetto. Ciò aumenta i tempi e i costi di produzione. Poiché lo stampo si distrugge durante il processo di produzione, è ancora possibile realizzare parti con geometrie complesse o dettagli fini.

tipi di modelli in fusione

Colata in conchiglia

“La colata in conchiglia è un processo di colata in sabbia di metallo. In questo processo di colata, il metallo fuso viene colato in uno stampo monouso della forma desiderata”.
Nella colata in conchiglia, invece, lo stampo è un guscio a parete sottile realizzato depositando una miscela di sabbia e resina attorno a un disegno. Più stampi a conchiglia sono realizzati dal modello, che è un pezzo di metallo a forma di parte desiderata. Velocità di produzione più elevate sono possibili con un modello riutilizzabile, mentre geometrie complesse sono possibili con stampi usa e getta. Per la colata in conchiglia sono necessari un modello di metallo, un forno, una combinazione di sabbia-resina, un cassonetto e metallo fuso.

colata

Colata centrifuga

"È una procedura di stampo permanente che riempie uno stampo con materiale fuso utilizzando la forza centrifuga". Questo metodo di fusione è di tre tipi.

  1. Colata centrifuga
  2. Vero colata centrifuga
  3. Colata semi centrifuga

Il loro meccanismo del processo è lo stesso. Il metallo fuso viene versato in una ciotola, da cui viene spinto in modo centrifugo nello stampo (ruotando attorno ad un asse). La forza centrifuga è la forza diretta radialmente verso l'esterno su un oggetto che si muove lungo un percorso curvo. Alfred Krupp ha sviluppato il processo di colata centrifuga nel 1852. Ha utilizzato la colata centrifuga per realizzare ruote ferroviarie. Controllando attentamente la struttura del metallo e del cristallo, è possibile produrre oggetti di alta qualità utilizzando questa tecnica di fusione. Queste tecniche di colata sono principalmente impiegate per creare oggetti a simmetria rotazionale. Questa procedura non produce il risultato finale; ci vuole un po' di lavorazione per ottenere una finitura fine.

Trattamento dei difetti di colata dell'acciaio

Colata in stampo permanente

La colata in stampo permanente è un metodo di fusione del metallo. In questo metodo, lo stampo può riempirsi di metallo fuso e rimane chiuso finché non si raffredda e si indurisce nella forma desiderata. La colata in stampo permanente è simile alla colata in sabbia. La colata in sabbia, invece, utilizza uno stampo usa e getta che viene buttato via dopo ogni ciclo. Come la pressofusione, gli stampi permanenti utilizzano stampi in metallo (stampi) che possono essere riutilizzati migliaia di volte e di solito sono costituiti da acciaio o ghisa. Negli stampi permanenti, la colata può anche riferirsi come pressofusione a gravità, nel qual caso non c'è forza esterna per versare il metallo fuso nello stampo.

La colata permanente in stampo viene spesso utilizzata per realizzare piccole parti metalliche di base con uno spessore di parete costante in grandi quantità. Le leghe di alluminio, rame e magnesio sono i comuni metalli non ferrosi utilizzati in questa procedura. Tuttavia, può anche utilizzare stampi in grafite per fondere ghisa e acciaio.

Vantaggi della fusione

Di seguito sono riportati i vantaggi dei getti che lo rendono il migliore tra la maggior parte dei processi di produzione.

  1. La fusione fa sì che l'oggetto abbia una forma estremamente intricata e cavità interne.
  2. Può essere utilizzato per creare parti di dimensioni variabili da poche centinaia di chilogrammi a pochi chilogrammi (migliaia di chilogrammi).
  3. Sia gli elementi metallici non ferrosi che quelli ferrosi vengono colati.
  4. È conveniente e senza sprechi poiché il metallo in eccesso di ogni fusione viene rimetallizzato e riutilizzato.
  5. È un processo che è molto adattabile alle esigenze della produzione di massa, consentendo la rapida creazione di grandi quantità di un getto particolare.
  6. Gli strumenti di casting sono più convenienti e semplici.
  7. Solo i getti possono produrre determinati metalli e leghe.
  8. Dal casting, viene creato un oggetto esatto.
  9. Viene creata la struttura isotropa.
  10. Tra tutti i metodi di produzione, è il più conveniente.
  11. La colata può essere utilizzata per realizzare componenti compositi.

Svantaggi della fusione

Senza dubbio, la fusione è il metodo più conveniente tra tutti i metodi di produzione e dalla fusione è possibile creare oggetti esatti. Ma ci sono alcuni svantaggi di questo metodo. Di seguito sono riportati gli svantaggi di questo metodo:

  1. La qualità della superficie è relativamente approssimativa, richiede una tolleranza più ampia e rende le interfacce di accoppiamento inadatte.
  2. Alcuni processi di fusione dei metalli hanno un limite in termini di dimensioni e modello.
  3. Sebbene le tecnologie di produzione additiva come il binder jetting siano state utilizzate di recente per produrre stampi, la creazione di modelli richiede tempo e denaro.
  4. Alcuni processi di colata sono costosi per le tirature medie.
  5. Le dimensioni e la sostanza della parte sono determinate dal metodo di colata utilizzato. Per le colate in stampi permanenti, ad esempio, sono ammessi solo metalli non ferrosi.
  6. Questo metodo ostacola i difetti di colata, ad esempio l'umidità nella sabbia.
  7. Rispetto alla forgiatura, ha una resistenza alla fatica inferiore.

Applicazioni di colata

Diamo un'occhiata ad alcune applicazioni del processo di colata

Applicazioni generali

Di seguito sono riportati alcuni esempi di applicazioni di colata generali.

  1. Le parti in ghisa sono utilizzate agli incroci ferroviari.
  2. Veicoli di trasporto.
  3. Applicazioni dell'energia atomica
  4. Generatore di elettricità
  5. Parti di attraversamenti ferroviari
  6. Pale della turbina
  7. Parti dell'agricoltura
  8. Parti di comunicazione
  9. Turbina in una centrale elettrica
  10. Parti per sanitari.
  11. Blocco motore per un'auto
  12. Banchi portautensili per macchine
  13. Rotoli per il mulino
  14. Tubi per acqua e fognature.
  15. Motori per veicoli da trasporto

Applicazioni della colata nell'industria automobilistica:

Nell'industria automobilistica erano richiesti componenti di forma e dimensioni complesse. Altri metodi di produzione non sono in grado di realizzare questi pezzi. Pertanto, il processo di fusione viene utilizzato per produrre il 60% dei componenti di un'automobile. Poiché la resistenza dei componenti Casting è maggiore di quella di altre parti di produzione, la resistenza è un attributo critico nelle automobili.

  1. Blocco cilindri
  2. Parte di aspirazione del carburante
  3. Anello del pistone
  4. Componenti del motore
  5. Parti del tetto apribile
  6. Parti di trasmissione

Applicazione della colata nelle industrie:

La tecnica di colata può essere utilizzata per realizzare un cilindro cavo cilindrico, un pistone può essere utilizzato in automobili, una puleggia, collettori di motori, valvole, dadi e attrezzature per la difesa, tra gli altri prodotti. La fusione viene utilizzata in vari settori, tra cui quello aerospaziale, della difesa, automobilistico, ferroviario, edile, agricolo, minerario e chimico. Può anche essere utilizzato per realizzare decorazioni e ornamenti per la casa.

  1. Nel settore dei trasporti: Spedizioni, aerospaziale, ferrovie, automobili
  2. Famiglie: Elettrodomestici, attrezzatura da cucina, attrezzatura di montaggio
  3. Equipaggiamento di difesa: Veicoli, Artiglieria, Equipaggiamento di supporto
  4. Attrezzatura dell'impianto: Attrezzature per zuccherifici, Industria plastica, Industria cartaria, Centrale termica, Industria petrolifera
  5. Oggetto d'arte: Mobili, sculture, idoli
  6. Casta comunale: Valvola, tubo, giunti e raccordi
  7. Macchine utensili: stampaggio, forgiatura, estrusione e formatura di materie plastiche.

Conclusione

La colata è una tecnologia di produzione essenziale che consente all'industria manifatturiera di realizzare vari articoli. La colata può essere eseguita in vari modi, tra cui colata in sabbia, pressofusione, colata a cera persa e altro ancora. Ci auguriamo che questa guida ti abbia fornito una migliore comprensione del processo di fusione e dei suoi vantaggi e svantaggi.

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