3 - ASSEMBLAGGIO GRAPPOLO
2 - INIEZIONE MODELLI IN CERA
1 - FASE DI ALLESTIMENTO ATTREZZATURE
4 - FORMATURA: immersione (fase liquida)
6 - EVACUAZIONE
5 - FORMATURA: aspersione (fase solida)
7 - SINTERIZZAZIONE
8 - COLATA
La sinterizzazione del guscio ceramico
avviene in forni ad alta temperatura.
La fase di colata avviene immediatamente dopo
la sinterizzazione del guscio ceramico.
Progetto/disegno
del particolare
Stampo
Iniezione cera
Prototipo
Cera
Eliminazione cera
Stampo
Struttura centrale
Dal disegno del particolare, si realizza il
prototipo necessario per la costruzione dello
stampo.
Lo stampo viene utilizzato su apposite
macchine di iniezione per la produzione dei
modelli in cera.
Modello in cera
I modelli in cera vengono assemblati su
apposita struttura per formare il grappolo.
Immersione del grappolo in appositi impasti
ceramici e refrattari.
La formatura del guscio ceramico si ottiene con aspersione
di refrattario, in sequenza ed alternando la fase 4 per
una serie di successioni.
La cera contenuta all’interno del guscio
ceramico viene evacuata.
9 - DISFATTATURA
LE PRINCIPALI FASI DEL
CICLO DI PRODUZIONE
MINIMA INCIDENZA DEI COSTI
SUGLI ATTREZZAMENTI PRODUTTIVI
CONVENIENZA ECONOMICA ANCHE
NELLA REALIZZAZIONE DI PROTOTIPI
IL TRATTAMENTO
SUPERFICIALE
I MATERIALI
LA MICROSTRUTTURA
DEI GETTI
Le fasi del ciclo di produzione
illustrano il procedimento della
“Fusione di precisione a cera
persa”.
L’analisi tecnica della
configurazione funzionale del
componente da realizzare,
determinano i parametri del
processo produttivo.
L’attrezzatura necessaria per
la produzione di un particolare
meccanico con il procedimento fusorio a cera persa,
pur non sfuggendo alla logica
comune a tutti i processi di
trasformazione secondaria,
offre il vantaggio di essere
realizzata con un costo relativamente basso.
Un'interessante opportunità
del processo fusorio qui trattato è costituita dall’impiego
della Prototipazione Rapida
(Rapid Prototyping) che
consente, tra l’altro, un
significativo risparmio in
termini di tempo nell’allestimento di prototipi e piccole
serie di particolari meccanici.
La finitura superficiale dei
getti di precisione fusi col
metodo della cera persa può
raggiungere livelli di rugosità
media molto interessanti,
specie se si considera che,
dette rugosità, possono
normalmente oscillare fra
valori di RA = 2-2.5 (80-100
micro/inch).
Con il procedimento di "Fusione a cera persa" si possono ottenere getti con qualsiasi
tipo di lega metallica.
Sulla base delle esigenze funzionali o di caratterizzazione richieste dai singoli
componenti meccanici da produrre, è possibile impiegare il tipo di lega più idonea,
in riferimento alla classificazione della tipologia d’impiego.
L’ a l l e s t i m e n t o d e l l e
attrezzature impiegate per
questo processo, sono
realizzate con tecniche
specifiche, tra cui:
I vantaggi costituiti dall’impiego di questo metodo si
possono riassumere in:
Detti valori di rugosità sono
comparabili con quelli delle
lavorazioni meccaniche
convenzionali.
La microstruttura dei getti di
precisione, colati per gravità
in aria, con forma a guscio
ceramico, è solitamente di grana
fine, senza orientamento cristallino
preferenziale e quindi più stabile
rispetto a quelle dei materiali
forgiati, laminati, stampati od
estrusi. E' possibile, attraverso
tecniche di fusione sottovuoto,
ottenere strutture ad
orientamento
controllato e
monocristallino.
IMMEDIATEZZA
NELLA REALIZZAZIONE
Nel valutare le caratteristiche
e le risultanze complessive di
un prodotto, conseguibili col
processo fusorio di precisione a cera persa, non può
certamente mancare la constatazione che, partendo da
un disegno del particolare
finito da realizzare, si arrivi al
risultato finale semplificando
le lavorazioni meccaniche, con
apprezzabili riduzioni di
tempo e costi. Le suddette
considerazioni, soprattutto per
riflessi d’ordine economico, sono tanto più
apprezzate, quanto
più complessa
risulterà la forma
del particolare
da realizzare.
• Prototipazione Rapida (Rapid
Prototyping)
• Digitalizzazione 3D (Reverse
Engineering)
• Lavorazioni meccaniche con
sistema di calco ottenuto
mediante l’impiego di un
modello solido, senza
l’impiego di costose
attrezzature.
• Facili interventi sulla modellazione matematica che
permettono di eseguire modifiche sul prototipo, fino
all’ottenimento del prodotto finale.
I suddetti valori di rugosità
possono essere ulteriormente
e specificatamente migliorati
attraverso opportuni interventi
di condizionamento superficiale con trattamenti di
burattatura, sabbiatura fine,
pallinatura non abrasiva con
microsfere, di dimensioni e
materiale predeterminato e
altri speciali trattamenti
superficiali, protettivi ed
estetici, come ad
esempio la
lucidatura
elettrolitica
ecc…
Nella valutazione economica la scelta della lega metallica da impiegare, influisce
in modo alquanto marginale nel costo complessivo del getto.
Un altro vantaggio determinato dal tipo di lega è quello rappresentato
dall’ampia facoltà che ha il progettista nello scegliere
quella più appropriata, anche se questa
rappresenta difficoltà nelle lavorazioni
meccaniche.
Rottura refrattario
Dopo il raffreddamento si procede alla eliminazione
del guscio refrattario, mediante distaffatura a
vibrazione e successiva sabbiatura
10 - TRONCATURA
Un’ulteriore e non trascurabile
considerazione in merito al costo
della lega impiegata, è quella
che per allestire un getto
prodotto è sempre di peso
essenziale, rispetto ad altri
sistemi di fabbricazione.
I particolari vengono distaccati dai canali di colata
con sistemi di taglio.
Ne consegue che quanto più
pregiata e costosa è la lega
metallica impiegata, maggiore
sarà il suo vantaggio.
Normalmente i particolari fusi subiscono trattamenti di ricottura, ricarburazione e normalizzazione.
Seguono le operazioni di finitura meccanica.
Quando sono richieste particolari caratteristiche
di resistenza e durezza vengono sottoposti a
trattamenti termici e termochimici.
12 - CONTROLLI QUALITATIVI
L’operazione finale determinata dalle specifiche, è costituita dai vari controlli da eseguire sui
particolari: dimensionali, analitici, metallurgici, visivi ed altri.
Esami analitici e metallurgici
Controlli dimensionali
Liquidi penetranti
Linearità
Rotondità
Superficie
di profilo
Parallelismo
Posizione
Planarità
Cilindricità
Angolarità
Perpendicolarità
Concentricità
Raggi X
Simmetria
11 - FINITURA MECCANICA