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Tutto sulla fusione a schiuma persa

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Tutto sulla fusione a schiuma persa

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1. Definizione e principio del processo

La fusione a schiuma persa è un metodo di fusione del metallo in cui un modello realizzato in polistirene espanso (EPS) viene rivestito con un materiale refrattario e poi circondato direttamente da sabbia non legata. Quando il metallo fuso viene versato, il modello in schiuma vaporizza e il metallo riempie la cavità al posto della schiuma, formando la fusione finita.

Questa tecnica consente di produrre getti intricati, senza nucleo, con geometrie interne complesse e pareti sottili.

2. Sviluppo storico e modellistica

Il metodo ha avuto origine alla fine degli anni Cinquanta con il brevetto di H. F. Shroyer per la fusione di modelli in schiuma.

I modelli di schiuma sono realizzati mediante stampaggio a iniezione di perle di schiuma, lavorazione meccanica o stampa 3D per volumi inferiori. Vengono poi rivestiti con un impasto refrattario, collocati in un pallone, riempiti di sabbia e compattati prima della colata.

3. Materiali e metalli adatti

La colata a schiuma persa supporta un'ampia gamma di metalli, sia ferrosi che non ferrosi. I materiali tipici includono leghe di alluminio, ghise, acciai, acciai inossidabili, leghe di rame e magnesio.

Poiché il modello di schiuma consente di eliminare le anime e le linee di separazione, il processo offre libertà di progettazione, con pezzi che presentano superfici lisce e dettagli precisi.

4. Vantaggi e limiti

I vantaggi della fusione a schiuma persa includono un'elevata precisione dimensionale, un'eccellente finitura superficiale (per un processo di stampaggio a base di sabbia), uno scarto minimo (dato che la schiuma sostituisce molti sistemi di incastro/riser) e una ridotta necessità di anime e linee di giunzione.

I limiti includono il costo della produzione di modelli di schiuma (soprattutto per piccoli lotti), la necessità di un'accurata compattazione della sabbia e di un controllo del rivestimento per evitare difetti, e le difficoltà con pezzi molto grandi o pareti pesanti in cui possono verificarsi deformazioni della schiuma o un'evacuazione inadeguata dei gas.

5. Applicazioni e confronto con altri metodi di fusione

Le applicazioni più comuni includono blocchi motore, teste di cilindri, alloggiamenti di pompe, corpi valvola, staffe e getti strutturali di grandi dimensioni in cui sono vantaggiose le forme complesse e la produzione di forme quasi nette.

Rispetto alla tradizionale colata in sabbia, questo processo offre una migliore precisione e finitura superficiale; rispetto alla colata per investimento (a cera persa), offre costi di attrezzaggio inferiori e un processo più semplice per pezzi di dimensioni medio-grandi. Rappresenta quindi una via di mezzo tra costo e precisione.