Altri processi: cera persa, lost foam, shell moulding e colata centrifuga

Cera persa

Il processo di colata in cera persa (o investment casting) prevede l’utilizzo di un modello ceroso o in resina organica, intorno al quale viene preparato uno strato adeguatamente spesso di materiale refrattario (mediante immersione ripetuta del modello in una soluzione acquosa contenente particelle refrattarie). Dopo una prima essiccazione, un riscaldamento a temperatura moderata provoca la fusione e la fuoriuscita del materiale costituente il modello. Il guscio in refrattario così ottenuto viene sinterizzato, ed è quindi possibile riempirlo con la lega liquida. Una volta ultimata la solidificazione, il guscio viene distrutto e si ottiene il getto.

Il processo si utilizza per realizzare componenti di precisione, di dimensioni medio-piccole e a elevato valore aggiunto. Un esempio tipico è costituito dai componenti per turbine aeronautiche, realizzati in superleghe a base ferro, nichel o cobalto proprio utilizzando l’investment casting.

Shell molding

La tecnica di colata “shell molding” utilizza sabbie silicee, i cui granelli sono pre-rivestiti di resine organiche, che vengono depositate su semi-modelli metallici. I semi-modelli vengono riscaldati, con bruciatori o mediante passaggio di corrente (effetto Joule): in questo modo, le resine organiche che circondano i granelli di sabbia più vicini ai modelli subiscono un processo di reticolazione, che porta alla formazione di un guscio (shell). I gusci vengono assemblati, ricavando quindi la forma per la colata.
Questa tecnica viene ampiamente utilizzata in fonderia, e permette l’ottenimento di getti di forma anche piuttosto complessa e di spessore sottile, con peso nell’ordine dei 20 kg, in serie elevate. Come esempi applicativi di questa tecnologia, si possono citare teste cilindro, bielle, organi di trasmissione. Mediante shell molding si producono anche anime di elevata precisione.

Colata centrifuga

La colata centrifuga è un processo di fonderia utilizzato per la realizzazione di getti di geometria cilindrica o tubolare. La lega liquida viene versata in uno stampo cilindrico, posizionato orizzontalmente e in grado di ruotare rispetto al suo asse principale (la configurazione operativa può essere comunque anche verticale). È quindi la forza centrifuga che viene generata a sospingere e a mantenere la lega a contatto con la parete dello stampo, inducendo la solidificazione.
L’impiego di questa tecnica è documentato per la produzione di componenti a simmetria assiale, come ad esempio la canne cilindro in ghisa anelli, componenti tubolari per condutture di acqua o di gas.

Lost foam

Il processo lost foam presenta parecchie analogie con la colata in cera persa. Anche in questo caso, il modello, comprensivo dei canali di colata e tipicamente realizzato in polistirolo o poli-metil-metacrilato, è a perdere. Viene rivestito da una vernice refrattaria, e poi posizionato in un contenitore, in cui si versa sabbia sfusa. La sabbia, circondando il modello, “genera” di fatto la forma; la lega liquida viene versata sul canale di colata e, progressivamente, decompone il modello (i gas così generati fuoriescono sfruttando la permeabilità della vernice refrattaria e della sabbia), andando a occuparne il posto. A solidificazione ultimata, il getto viene agevolmente estratto dalla sabbia.

Il processo, utilizzato negli anni scorsi per la realizzazione di serie relativamente elevate, ha perso recentemente di interesse, anche per la complessità realizzativa.

L’utilizzo è comunque documentato per getti di forma complicata, in particolare per il settore automotive, utilizzando, altre alla ghisa, anche leghe di alluminio, acciaio, nichel e rame.

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