La fusione è uno dei metodi più antichi per modellare il metallo in componenti utili. Viene utilizzata per realizzare componenti come parti di automobili e coperture di macchinari. La fusione consente ai produttori di creare forme dettagliate in modo rapido ed efficiente.
Un elemento molto importante della fusione è il sistema di colata. Questo sistema controlla il modo in cui il metallo fuso fluisce nello stampo. Se il sistema di colata non è progettato correttamente, il metallo non riempirà correttamente lo stampo. Ciò può causare difetti, sprechi di materiale e rallentare la produzione.
Qui spiegheremo cos'è un sistema di colata nella fusione, quali sono le parti incluse nel sistema di colata nella fusione in sabbia e molto altro ancora.
Cos'è il sistema di colata nella fusione?
Il sistema di colata nella fusione è il percorso che il metallo fuso segue per entrare nello stampo. Il metallo inizia nella vasca di colata, poi scorre lungo la materozza, attraversa canali di colata e iniettori e infine riempie la cavità dello stampo dove viene formato il pezzo.
Il sistema di iniezione controlla la velocità con cui il metallo scorre nello stampo.
- Se il metallo scorre troppo velocemente, può causare problemi come bolle d'aria o corrosione.
- Se scorre troppo lentamente, il metallo potrebbe raffreddarsi prima di riempire completamente lo stampo, compromettendo la qualità del prodotto finale.
Le dimensioni e la forma del sistema di colata vengono attentamente studiate durante la realizzazione dello stampo. Una progettazione inadeguata può causare gravi difetti nella fusione.
Ruoli chiave del sistema di colata nella fusione
Un sistema di colata ben progettato nel processo di fusione svolge molti compiti importanti:
- Guida della plastica fusa
Sposta il metallo caldo senza intoppi dalla vasca di colata allo stampo. In caso contrario, il metallo potrebbe schizzare o raffreddarsi in modo non uniforme, causando punti deboli nel pezzo finale.
- Controllo di flusso e pressione
Controlla la velocità e la quantità di metallo che entra nello stampo. Questo mantiene il flusso costante ed evita che si formino bolle d'aria che potrebbero indebolire il pezzo.
- Gestione della temperatura
Il sistema di colata assicura che il metallo rimanga sufficientemente caldo da riempire correttamente l'intero stampo, poiché il metallo fuso si raffredda rapidamente. Questo evita problemi come parti incomplete o punti freddi.
- Produzione efficiente
Un sistema di iniezione intelligente riduce gli sprechi, velocizza la produzione e semplifica l'estrazione del pezzo finito senza danneggiarlo. Riduce inoltre i lavori aggiuntivi come la rettifica o la lavorazione meccanica successiva.
Componenti chiave del sistema di colata nella fusione
Ecco i componenti chiave del sistema di colata da conoscere:
- Bacino di colata
La vasca di colata è un'apertura a forma di imbuto nella parte superiore del sistema di colata. Qui il metallo fuso viene versato dalle siviere. Aiuta a controllare la velocità di flusso del metallo e ne rallenta il flusso per ridurre schizzi e turbolenze. Aiuta anche a raccogliere sporco e materiali di scarto prima che il metallo si sposti ulteriormente nello stampo.
- sprue
La colata è un canale verticale che trasporta il metallo caldo dalla vasca di colata verso il basso. È progettata per garantire un flusso fluido del metallo e prevenire la formazione di bolle d'aria. La colata controlla anche la velocità e la quantità di metallo che entra nello stampo, contribuendo a prevenire schizzi o turbolenze che possono causare difetti.
- Alzate
I riser agiscono come piccoli serbatoi che contengono metallo extra. Alimentano lo stampo mentre il metallo si raffredda e si restringe. Contribuiscono a garantire che il pezzo rimanga completamente riempito e non presenti spazi vuoti al suo interno.
- Corridore
Un canale di colata è un canale orizzontale che collega la materozza ai punti di iniezione. Il metallo fuso fluisce dalla materozza al canale di colata, contribuendo a rallentare il metallo in rapido movimento che scende lungo la materozza. Questo garantisce un riempimento uniforme e fluido della cavità dello stampo.
Il canale di colata deve essere completamente riempito di metallo fuso per impedire che sporco o scorie entrino nello stampo. Inoltre, ciò aiuta il metallo a fluire in modo costante.
- cancello
L'attacco di colata è il punto in cui il metallo fuso si sposta dal canale di colata alla cavità dello stampo. È qui che il pezzo inizia a formarsi. Possono essere presenti uno o più attacchi di colata, a seconda del pezzo.
Esistono due tipi principali di cancelli:
- Piccoli cancelli rallentare il flusso per le parti che si raffreddano lentamente.
- Grandi cancelli consentono un flusso più rapido per le parti che si raffreddano rapidamente.
I cancelli devono avere bordi lisci e arrotondati, perché quelli taglienti possono rompersi durante la colata. Le crepe possono far penetrare la sabbia nel metallo fuso, causando difetti nel pezzo finale.
Diversi tipi di sistemi di colata da conoscere
Esistono diversi tipi di cancelli e sistemi di colata. Ognuno è progettato per specifici tipi di metallo, forme di stampo e numero di pezzi da realizzare.
Questi includono:
Cancello di bordo
Questo punto di iniezione si trova sul bordo dello stampo. È semplice e facile da progettare e rimuovere. I punti di iniezione sul bordo potrebbero causare qualche schizzo, ma sono adatti per pezzi più piccoli o semplici, dove la finitura superficiale non è molto importante.
Porta degli anacardi
Le valvole di iniezione a forma di anacardio guidano il metallo senza intoppi nello stampo, che ha la forma di un uncino ricurvo. Riducono gli schizzi e aiutano a riempire lo stampo in modo uniforme. Sono ideali per pezzi con forme particolari, in quanto garantiscono una buona fluidità del metallo.
Tunnel/Porta sottomarina
Questi punti di iniezione sono nascosti all'interno dello stampo, consentendo al metallo di fluire senza alterarne la superficie. Sono perfetti per produrre rapidamente grandi quantità di pezzi, soprattutto nella pressofusione automatizzata. I punti di iniezione a tunnel durano più a lungo e richiedono meno pulizia successiva.
Porta a diaframma
Gli attacchi a diaframma distribuiscono il metallo in modo uniforme in stampi grandi o complessi. Contribuiscono a riempire sezioni sottili o difficili in modo uniforme e a ridurre i difetti. Vengono utilizzati quando i pezzi necessitano di un riempimento uniforme in molte aree strette.
Porta termica
I punti di iniezione termica mantengono calde alcune aree per impedire che il metallo si raffreddi e si indurisca troppo presto, prima di riempire lo stampo. Questo aiuta a realizzare pezzi estremamente precisi, in cui il raffreddamento controllato è fondamentale per garantire resistenza e qualità.
Saracinesca
Gli otturatori a valvola consentono di controllare il flusso del metallo con estrema precisione. Sono spesso utilizzati nella fusione automatizzata o ad alta precisione, in particolare quando si riempiono più cavità di stampo contemporaneamente. Questo contribuisce a garantire che ogni pezzo risulti della stessa qualità.
Principi chiave da seguire per la progettazione del sistema di colata nella fusione
Ecco alcuni semplici aspetti da considerare quando si progetta un sistema di colata nella fusione:
- Cercare di posizionare le cavità e le aperture dei cancelli in modo uniforme su entrambi i lati per evitare una pressione non uniforme che potrebbe causare traboccamenti.
- Disporre le cavità e le aperture in modo che lo stampo rimanga il più piccolo e compatto possibile.
- Mantenere i percorsi di flusso corti e rettilinei, con le dimensioni giuste. Evitare curve strette e rendere le superfici lisce per ridurre la dispersione di calore e mantenere il flusso del metallo uniforme.
- Quando si utilizzano più cavità, assicurarsi che il metallo raggiunga tutte le parti contemporaneamente. Bilanciare i canali che suddividono il flusso in modo uniforme.
- Mantenere il sistema di iniezione il più piccolo possibile, riempiendo comunque completamente lo stampo per risparmiare materiale.
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