Cos'è la pressofusione
La pressofusione è un processo produttivo utilizzato per produrre parti metalliche con elevata precisione dimensionale e finitura superficiale.Implica la forzatura del metallo fuso nella cavità dello stampo ad alta pressione.La cavità dello stampo viene creata da due matrici in acciaio temprato che vengono lavorate nella forma desiderata.
Il processo inizia con la fusione del metallo, tipicamente alluminio, zinco o magnesio, in una fornace.Il metallo fuso viene poi iniettato nello stampo ad alta pressione mediante una pressa idraulica.Il metallo si solidifica rapidamente all'interno dello stampo e le due metà dello stampo vengono aperte per rilasciare il pezzo finito.
La pressofusione è ampiamente utilizzata per produrre parti con forme complesse e pareti sottili, come blocchi motore, alloggiamenti di trasmissione e vari componenti automobilistici e aerospaziali.Il processo è popolare anche nella produzione di beni di consumo, come giocattoli, utensili da cucina ed elettronica.
Pressofusione
La pressofusione è un processo abbastanza specializzato che si è sviluppato prevalentemente nel XX secolo.Il processo di base comprende: il metallo fuso viene versato/iniettato in uno stampo di acciaio e tramite pressione costante e intensificante ad alta velocità (nella pressofusione) e raffreddamento il metallo fuso si solidifica per formare un pezzo fuso solido.In genere, il processo stesso richiede solo pochi secondi ed è un modo rapido per formare un prodotto metallico a partire da una materia prima.La pressofusione è adatta a materiali come stagno, piombo, zinco, alluminio, magnesio, leghe di rame e persino leghe di ferro come l'acciaio inossidabile.Le principali leghe oggi utilizzate nella pressofusione sono l'alluminio, lo zinco e il magnesio.Dalle prime macchine per pressofusione che orientavano gli utensili per stampi in orientamento verticale allo standard ormai comune di orientamento e funzionamento orizzontale, quattro tensionamenti delle colonne e fasi di processo completamente controllate da computer, il processo è avanzato nel corso degli anni.
L'industria è cresciuta fino a diventare una macchina di produzione mondiale, producendo componenti per una varietà di applicazioni, molte delle quali saranno a portata di mano poiché l'applicazione dei prodotti di pressofusione è così diversificata.
Vantaggi della pressofusione
Alcuni dei vantaggi della pressofusione ad alta pressione:
• Il processo è adatto alla produzione in grandi volumi.
• Produrre rapidamente fusioni piuttosto complesse rispetto ad altri processi di formatura dei metalli (ad es. lavorazione meccanica).
• Componenti ad alta resistenza prodotti allo stato grezzo (soggetto alla progettazione del componente).
• Ripetibilità dimensionale.
• Sono possibili sezioni di parete sottili (es. 1-2,5 mm).
• Buona tolleranza lineare (es. 2mm/m).
• Buona finitura superficiale (es. 0,5-3 µm).
Il processo di pressofusione a camera calda prevede la fusione del lingotto di metallo all'interno di un forno situato vicino/integralmente alla semipiastra fissa della macchina di pressofusione e l'iniezione del metallo fuso tramite uno stantuffo sommerso direttamente attraverso il collo di cigno e l'ugello e dentro lo strumento fustella.Il collo di cigno e l'ugello richiedono riscaldamento per prevenire il congelamento del metallo prima che raggiunga la cavità dello stampo, l'intero elemento riscaldante e di metallo fuso di questo processo è da dove deriva la designazione di camera calda.Il peso della graniglia di colata è determinato dalla corsa, dalla lunghezza e dal diametro dello stantuffo, nonché dalle dimensioni del manicotto/camera e anche l'ugello gioca un ruolo che dovrebbe essere considerato nella progettazione dello stampo.Una volta che il metallo si è solidificato nella cavità dello stampo (richiede solo pochi secondi), la metà mobile della macchina a cui è fissata la metà mobile dello stampo si apre e il pezzo fuso viene espulso dalla faccia dello stampo e rimosso dall'utensile.Le facce dello stampo vengono quindi lubrificate tramite un sistema di spruzzatura, lo stampo si chiude e il processo si ripete.
Grazie a questo sistema di fusione/iniezione del metallo “chiuso” e al minimo movimento meccanico, la pressofusione a camera calda può fornire migliori economie di produzione.La lega metallica di zinco viene utilizzata principalmente nella pressofusione a camera calda e ha un punto di fusione piuttosto basso che offre ulteriori vantaggi in termini di bassa usura delle macchine (vaso, collo di cigno, manicotto, stantuffo, ugello) e anche di bassa usura degli utensili dello stampo (quindi durata rispetto agli strumenti di pressofusione dell'alluminio – soggetto all'accettazione della qualità della fusione).
Il nome camera fredda deriva dal processo in cui il metallo fuso viene versato in una camera fredda/manicotto che è fissato attraverso la semipiastra fissa al retro dell'utensile per semimatrice fissa.I forni di mantenimento/fusione del metallo fuso sono generalmente posizionati il più vicino possibile all'estremità della macchina di pressocolata in modo che un operatore manuale o una siviera di colata automatica possano estrarre il metallo fuso richiesto per ogni colpo/ciclo con un mestolo e versare il metallo fuso in un foro di colata all'interno della manica/camera di sparo.Una punta dello stantuffo (che è una parte indossabile e sostituibile, lavorata con precisione sul diametro interno del manicotto di pallinatura con tolleranza per l'espansione termica) collegata al pistone della macchina spinge il metallo fuso attraverso la camera di pallinatura e nella cavità dello stampo.La macchina per pressofusione, quando richiesto, eseguirà la prima fase per spingere il metallo fuso oltre il foro di colata nel manicotto.Ulteriori fasi si svolgono sotto una maggiore pressione idraulica da parte del pistone per iniettare il metallo fuso nella cavità dello stampo.L'intero processo dura pochi secondi, la pressione rapida e crescente nonché il calo della temperatura del metallo provocano la solidificazione del metallo nella cavità dello stampo.La metà mobile della macchina per pressofusione si apre (a cui è fissata la metà mobile dello stampo) ed espelle il getto solidificato dalla faccia dello stampo.Si rimuove la fusione, si lubrificano le facce dello stampo con un sistema a spruzzo e poi si ripete il ciclo.
Le macchine a camera fredda sono adatte alla pressofusione dell'alluminio, le parti della macchina (manicotto, punta dello stantuffo) possono essere sostituite nel tempo, i manicotti possono essere trattati in metallo per aumentarne la durata.La lega di alluminio viene fusa in un crogiolo ceramico a causa del punto di fusione relativamente elevato dell'alluminio e della necessità di ridurre il rischio di raccolta del ferro, che rappresenta un rischio all'interno dei crogioli ferrosi.Poiché l'alluminio è una lega metallica relativamente leggera, consente la fusione di pressofusioni grandi e pesanti o dove è richiesta maggiore resistenza e leggerezza nelle pressofusioni.
