Cos'è fusione a cera persa?

Fusione a Cera Persa (Microfusione)

La fusione a cera persa, anche conosciuta come microfusione, è un processo di fusione utilizzato per creare componenti metallici complessi e di precisione. È uno dei processi di fusione più antichi conosciuti, risalente a migliaia di anni fa.

Processo Generale:

  1. Creazione del Modello in Cera: Un modello del componente desiderato viene creato utilizzando la cera. Questo modello è una replica esatta del prodotto finito. La cera utilizzata può essere di diversi tipi, tra cui cere naturali, sintetiche o miste, a seconda delle esigenze del processo e delle proprietà richieste per il getto.

  2. Assemblaggio del Grappolo (Albero di Fusione): I modelli in cera vengono attaccati a un sistema di canali di colata (un "grappolo" o "albero di fusione") che permetterà al metallo fuso di raggiungere tutti i modelli.

  3. Rivestimento (Shelling): Il grappolo di cera viene immerso ripetutamente in una sospensione di materiale refrattario (solitamente ceramica) e cosparso di sabbia refrattaria. Questo processo viene ripetuto più volte per costruire un guscio ceramico robusto attorno al grappolo di cera.

  4. Rimozione della Cera (De-Waxing): Il guscio ceramico con la cera all'interno viene riscaldato in un forno o in un'autoclave. Il calore fa fondere o vaporizzare la cera, lasciando una cavità vuota all'interno del guscio. Questo è il passaggio che dà il nome al processo: "cera persa". Esistono diverse tecniche di "de-waxing", inclusa la fusione a vapore e la combustione.

  5. Riscaldamento del Guscio: Il guscio ceramico viene preriscaldato in un forno ad alta temperatura. Questo riscaldamento rafforza il guscio e prepara la cavità per ricevere il metallo fuso.

  6. Colata del Metallo: Il metallo fuso viene colato nel guscio ceramico preriscaldato. La colata può avvenire per gravità, sotto pressione o tramite centrifugazione, a seconda delle dimensioni, della complessità e del materiale del componente.

  7. Raffreddamento e Solidificazione: Il metallo si raffredda e si solidifica all'interno del guscio ceramico.

  8. Rimozione del Guscio (Knockout): Una volta che il metallo si è completamente raffreddato e solidificato, il guscio ceramico viene rotto o rimosso tramite vibrazione, martellamento o altri metodi.

  9. Taglio dei Getti: I singoli getti vengono tagliati dal grappolo.

  10. Finitura: I getti vengono sottoposti a operazioni di finitura come sbavatura, molatura, sabbiatura e trattamenti termici per ottenere le dimensioni finali, la finitura superficiale e le proprietà meccaniche desiderate.

Vantaggi della Fusione a Cera Persa:

  • Elevata Precisione Dimensionale: Permette di ottenere tolleranze strette e dettagli complessi.
  • Finitura Superficiale Eccellente: Riduce la necessità di lavorazioni meccaniche successive.
  • Complessità del Design: Consente la produzione di forme e geometrie complesse.
  • Varietà di Metalli: Adatta a una vasta gamma di metalli e leghe.
  • Produzione di Massa o in Piccola Serie: Flessibile per diverse quantità di produzione.

Svantaggi della Fusione a Cera Persa:

  • Costo: Processo relativamente costoso rispetto ad altri metodi di fusione.
  • Tempo: Richiede un ciclo di produzione più lungo.
  • Dimensioni Limitate: In genere, limitato a componenti di dimensioni relativamente piccole.

Applicazioni:

La fusione a cera persa è ampiamente utilizzata in settori come:

  • Aerospaziale: Turbine, pale di compressori, componenti strutturali.
  • Medicale: Impianti, strumenti chirurgici.
  • Automotive: Componenti del motore, sistemi di iniezione.
  • Armamentario: Componenti di armi da fuoco.
  • Gioielleria: Creazione di gioielli di precisione.
  • Industria dell'energia: Pale di turbine e altri componenti.

Concetti Chiave: