Processo di pressofusione

Il cuore della pressofusione è lo stampo; questa fase influisce direttamente sulla precisione della fusione, sull’efficienza produttiva e sulla durata dello stampo.

1. Fase di progettazione:

• Dati di input: disegni 3D dei prodotti (le tolleranze, lo spessore delle pareti e i requisiti relativi alle superfici devono essere chiaramente definiti), proprietà dei materiali (ad esempio, fluidità della lega di alluminio).
• Elementi di progettazione: cavità (che riproduce la forma del prodotto), sistema di colata (che guida il metallo fuso per garantire un riempimento uniforme), sistema di sfiato (che espelle l’aria dalla cavità per evitare la formazione di porosità), meccanismo di espulsione (che garantisce uno sformatura agevole), canali di raffreddamento (che controllano la temperatura dello stampo per garantire un raffreddamento uniforme).
• Requisiti fondamentali: spessore della parete ≥ 0,5 mm (per evitare riempimenti incompleti), angoli arrotondati (per prevenire la concentrazione di sollecitazioni), larghezza della scanalatura di sfiato 0,1-0,2 mm (per impedire il traboccamento del metallo fuso).

2. Fase di produzione:

• Materiali: La cavità dello stampo è realizzata in acciaio per stampi a caldo ad alta resistenza (ad es. H13, SKD61), che è resistente al calore e all’usura.
• Attrezzature di lavorazione: centro di lavoro CNC (lavorazione di sgrossatura delle cavità), elettroerosione (lavorazione di finitura delle cavità, precisione fino a ±0,005 mm), taglio a filo (lavorazione di strutture complesse), lucidatura (superficie delle cavità Ra ≤ 1,6 μm, miglioramento della qualità superficiale dei pezzi fusi).
• Produzione di prova e verifica: una volta completata la realizzazione dello stampo, viene effettuata una produzione di prova in piccoli lotti per verificare le dimensioni dei pezzi fusi, i difetti superficiali e la facilità di sformatura, nonché per regolare i parametri dello stampo (ad esempio modificando il sistema di colata e ottimizzando i canali di raffreddamento).

L'iniezione del metallo fuso nella cavità dello stampo è una fase cruciale che determina la densità e la precisione del pezzo fuso. Si avvale di due metodi principali: la pressofusione a camera calda e la pressofusione a camera fredda.

1. Pressofusione a camera calda

• La pressofusione a camera calda è un metodo di pressofusione in cui la camera di iniezione è collegata direttamente al forno. Il metallo fuso a basso punto di fusione (come le leghe di zinco e alcune leghe di magnesio) viene mantenuto costantemente ad alta temperatura nel forno e aspirato rapidamente attraverso l'asta di iniezione, per poi essere iniettato nella cavità dello stampo a una pressione compresa tra 10 e 50 MPa.
• Presenta vantaggi quali tempi di ciclo ridotti (5-15 secondi per pezzo), un elevato grado di automazione e semplicità d’uso, che la rendono adatta alla produzione in serie di pezzi fusi di piccole dimensioni, a pareti sottili e di struttura semplice (come componenti per elettrodomestici e giocattoli).

2. Pressofusione a camera fredda

• Nella pressofusione a camera fredda, la camera di iniezione è indipendente dal forno. Il metallo fuso con alto punto di fusione (come le leghe di alluminio, di rame e di magnesio) deve essere trasferito nella camera di iniezione manualmente o tramite un braccio robotico. Successivamente, il metallo viene sottoposto a iniezione segmentata (riempimento lento, iniezione ad alta velocità a 10-50 m/s) e a formatura ad alta pressione a 50-150 MPa.
• Sebbene il tempo di ciclo sia più lungo (15-60 secondi per pezzo) e l’investimento in attrezzature sia maggiore, questo processo è adatto a una gamma più ampia di materiali e consente di ottenere pezzi fusi con maggiore resistenza e precisione dimensionale. È particolarmente indicato per la produzione di componenti di grandi dimensioni, complessi e ad alta resistenza (come i blocchi motore per autoveicoli e le staffe per apparecchiature industriali).

:Migliorare la precisione di fusione e l'aspetto per soddisfare i requisiti d'uso. Dopo la sformatura, è necessario rimuovere il materiale in eccesso, correggere i difetti e ottimizzare la superficie.

Grazie a un controllo multidimensionale, i prodotti difettosi vengono eliminati per garantire che i pezzi fusi soddisfino le esigenze dei clienti.

• Ispezione visiva: ispezione visiva o tramite visione artificiale per verificare la presenza di porosità superficiali, crepe, bave, deformazioni e altri difetti.
• Controllo dimensionale: utilizzo di calibri, micrometri (per dimensioni semplici) e macchine di misura a coordinate (per dimensioni complesse, precisione ±0,005 mm), con una frequenza di campionamento di ≥5% (nella produzione in serie).
• Ispezione dei difetti interni: prove non distruttive: ispezione a raggi X (per verificare la presenza di porosità interne e cavità da ritiro), prove a ultrasuoni (per rilevare crepe), prove con liquidi penetranti (per individuare crepe superficiali); Prove distruttive: i pezzi fusi selezionati a caso vengono sottoposti ad analisi metallografica (per verificare la densità della microstruttura) e a prove di resistenza alla trazione (per verificare le proprietà meccaniche).
• Imballaggio e spedizione: i pezzi fusi conformi vengono imballati secondo le specifiche del cliente (ad esempio, avvolti in carta antiruggine, inscatolati per sezioni) ed etichettati con il numero di lotto e la quantità per garantirne la tracciabilità.