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Sistemi di Produzione II La fusione in forma permanente

© 2006 Politecnico di Torino 1

Le lavorazioni: la formatura

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Le lavorazioni: la formatura

Le lavorazioni industriali

Il processo di fusione

La fusione in forma transitoria

La fusione in forma permanente

La formatura dei polimeri

Esercizi sulla fusione



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Obiettivi della lezione

Enunciare le peculiarità del processo di fusione in forma permanente

Analizzare i sistemi con colata in conchiglia per gravità e sotto pressione

Descrivere altri sistemi produttivi riconducibili alla fusione in forma permanente

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Bibliografia per la lezione

“Sistemi di Produzione”A. Villa, G. Murari, D. AntonelliC.L.U.T. Editrice, 2004

capitolo 3 paragrafo 2

“Tecnologia Meccanica e Studi di Fabbricazione”Santochi, GiustiCasa Editrice Ambrosiana, 2000

capitolo 4 paragrafo 5




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Caratteristiche principali

Colata in conchiglia per gravità

La pressofusione

Tipologie delle presse



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La conchiglia

La forma (conchiglia) è realizzata in lega metallica (acciai legati, ghise speciali) per essere utilizzata in un numero elevato di getti uguali

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Vantaggi

Automatizzazione degli impianti di colata

Produzione in grande serie

Struttura cristallina dei getti fine

Precisione e finitura superficiale molto buona



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Criticità della forma permanente

La conchiglia non è porosa, bisogna prevedere canali di sfogo per la fuoriuscita dell’aria e dei gas

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Criticità della forma permanente

La conchiglia non è porosa, bisogna prevedere canali di sfogo per la fuoriuscita dell’aria e dei gas

La temperatura della conchiglia va mantenuta costante per evitare bloccaggi del getto



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Caratteristiche delle leghe

Colabilità (fluidità)capacità di riempire zone della conchiglia con spessore sottile senza solidificare prematuramente

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Caratteristiche delle leghe

Colabilità

Temperatura della colatanon bisogna raggiungere temperature elevate per non danneggiare la conchiglia e per allungarne il tempo di vita



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Leghe colabili

Leghe leggere

Leghe di rame

Leghe di zinco

Leghe bianche antifrizione

Ghise lamellari o sferoidali

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Metodi di riempimento della conchiglia

Per gravità

Sotto pressione




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La pressofusione




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Le anime

In terraper forme complesseper forme con problemi di estrazione del getto

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Le anime in terra

Colata



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Le anime

In terra

In acciaiocon scomposizione delle parti

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Le anime in acciaio



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Da cosa dipende la qualità dei getti

Lubrificazione delle parti in movimento

Temperatura della conchiglia

Verniciatura delle superfici interne

Canalizzazioni di colata

Materozze presenti

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La temperatura ottima di colata

Esigenze:evitare il ritiro eccessivo del gettoottenere una buona fluidità tale da non provocare un riempimento incompleto

Si raggiunge l’equilibrio termico solo dopo la colata di alcuni pezzi



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La verniciatura dell’interno della conchiglia

Controllo del trasferimento del calore nelle materozze

Controllo dello scorrimento della lega

Miglioramento della finitura superficiale e del distacco dalla conchiglia

Aumento della vita della conchiglia

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Progettazione del sistema di colata

Cercare di ridurre al minimo le turbolenze

Alimentare il getto senza spruzzi di colata all’interno della conchiglia



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Progettazione del sistema di colata

Cercare di ridurre al minimo le turbolenze

Alimentare il getto senza spruzzi di colata all’interno della conchiglia

Basculamento della conchigliaelimina gli intrappolamentiassicura un riempimento più dolce

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Tipologia dei sistemi di colata

In sorgente

Laterale

Dall’alto (con basculamento)



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Colata in sorgente

Colata

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Colata laterale

Colata



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Colata dall’alto

Colata

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Colata dall’alto con basculamento




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La pressofusione




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Caratteristiche

Il metallo è forzato all’interno di una cavità con una pressione variabile tra 0,7 e 700 MPa

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Caratteristiche

Il metallo è forzato all’interno di una cavità con una pressione variabile tra 0,7 e 700 MPa

Per ridurre i tempi di lavorazione lo stampo è diviso in due sezioni che permettono la rapida rimozione del getto

stampo mobilestampo fisso



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La pressa ad iniezione

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Stampo fisso



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Stampo mobile

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Cilindro di chiusura



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Pistone di compressione

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Foro di colata



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Descrizione del processo

Il metallo fuso è iniettato dentro la cavità

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Grazie ad un sistema di condotti refrigeranti il metallo solidifica rapidamente all’interno della cavità



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Grazie ad un sistema di condotti refrigeranti il metallo solidifica rapidamente all’interno della cavità

Le due sezioni dello stampo si aprono e il getto viene estratto con l’aiuto di un estrattore

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Limiti del sistema

Impossibilità di lavorare le leghe del ferro (a causa dell’elevata temperatura di fusione del ferro)



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Limiti del sistema


Consistente porosità del getto dovuta alle turbolenze durante l’iniezione del getto

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Soluzione alle criticità del sistema


Consistente porosità del getto dovuta alle turbolenze durante l’iniezione del getto

Rimedio:rimpiazzare le fusione in acciaio con fusioni in leghe leggere (alluminio)



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Confronto tra l’alluminio e l’acciaio

3248310AlluminioA357-T61

(valori minimi)


15332464Acciaio per gettiD4512

a[%]

Rs[MPa]

Rm[MPa]Lega

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Confronto tra l’alluminio e l’acciaio


(valori minimi)


15332464Acciaio per gettiD4512

a[%]

Rs[MPa]

Rm[MPa]Lega




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La pressofusione




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Le macchine per pressofusione

Presse a camera fredda

Presse a camera calda

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L’alimentazione avviene mediante prelevamento del metallo fuso con una siviera da un crogiolo posto all’esterno



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L’alimentazione avviene mediante prelevamento del metallo fuso con una siviera da un crogiolo posto all’esterno

Il metallo fuso viene trasferito automaticamente nel sistema di iniezione che lo inietta nella cavità dello stampo

iniezione attraverso cilindro – pistone

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La produttività può arrivare a centinaia di pezzi/ora

La produzione riguarda leghe leggere (alluminio, rame, leghe di magnesio)



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Le macchine per pressofusione



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L’alimentazione del metallo fuso è integrata nella macchina



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Il crogiolo di contenimento del bagno fuso è posto all’interno del sistema di lavorazione con un secondo crogiolo di attesa

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Il crogiolo di contenimento del bagno fuso è posto all’interno del sistema di lavorazione con un secondo crogiolo di attesa

I due crogioli rimangono in temperatura tramite bruciatori a gas



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L’iniezione avviene attraverso un dispositivo a pistone azionato da un sistema oleodinamico

in aspirazione si preleva dal crogiolo la quantità di metallo fusoin compressione si inietta il metallo fuso, attraverso un ugello di iniezione, nella cavità della conchiglia

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La produttività può arrivare a 1000 pezzi/ora

La produzione riguarda leghe di zinco, magnesio

Non adatto a leghe in alluminio a causa della dispersione del ferro delle conchiglie nel bagno fuso



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Sommario della lezione

Caratteristiche principali della fusione in forma permanente


La pressofusione

Tipologie delle presse (camera fredda e camera calda)

Domande di riepilogo

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