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Casa / Notizia / Notizie del settore / Alluminio fuso a cera: processo di fusione a cera persa e guida alle leghe
Alluminio fuso a cera , più precisamente nota come fusione a cera persa o fusione a cera persa di leghe di alluminio, è un processo di produzione che produce parti in alluminio a forma di rete o quasi a forma di rete versando alluminio fuso in un guscio ceramico costruito attorno a un modello in cera usa e getta. La risposta diretta alla domanda che la maggior parte degli acquirenti pone per prima: sì, l'alluminio può essere fuso a cera persa e quando la geometria della parte è complessa, con pareti sottili o richiede tolleranze dimensionali strette senza lavorazioni secondarie pesanti, la fusione a cera dell'alluminio è molto spesso il percorso più conveniente per raggiungere quel componente finale.
Questa guida illustra come funziona effettivamente il processo in un impianto di produzione, quali leghe di alluminio si comportano bene in un guscio di modelli in cera, dove il processo batte la pressofusione o la fusione in sabbia e dove no, quali tolleranze e finiture superficiali sono realistiche, come si evidenziano e si prevengono i difetti e cosa dovrebbe chiedere un acquirente a un fornitore prima di effettuare un ordine di acquisto. Ogni sezione è scritta per essere utilizzata direttamente, non solo letta.
I fatti principali sulla fusione a cera persa dell'alluminio in breve
| Parametro | Gamma tipica | Note |
|---|---|---|
| Peso parziale | 0,02 kg – 25 kg | Sono possibili parti più pesanti ma meno comuni a causa dei limiti di resistenza del guscio |
| Spessore della parete | 1,5 mm – 50 mm | Al di sotto di 1,5 mm si rischia un riempimento incompleto (errore di esecuzione) |
| Tolleranza lineare | Da ±0,13 mm a ±0,25 mm per 25 mm | Più stretto della fusione in sabbia, più flessibile della lavorazione CNC |
| Rugosità superficiale (come colato) | Ra 1,6 – 3,2 micrometri | Paragonabile alla pressofusione, migliore della fusione in sabbia |
| Temperatura di versamento | 680 gradi C – 760 gradi C | Dipendente dalla lega; A356 tipicamente versava vicino a 705 gradi C |
| Temperatura di preriscaldamento del guscio | 150 gradi C – 550 gradi C | Un preriscaldamento più elevato migliora il riempimento delle sezioni sottili |
| Tempi di consegna tipici (strumenti più primo articolo) | 4 – 8 settimane | Strumenti rapidi o modelli stampati in 3D possono ridurre i tempi a 1-2 settimane |
Come funziona realmente la fusione a cera dell'alluminio, passo dopo passo
Il processo di fusione a cera persa per l'alluminio segue la stessa logica di fondo utilizzata per le fusioni a cera persa in acciaio o leghe di rame, ma le temperature di colata, il design del punto di iniezione e la composizione del guscio vengono regolati perché l'alluminio si comporta diversamente in uno stampo ceramico rispetto ai metalli ferrosi. Di seguito è riportata la sequenza che attraversa effettivamente una parte da un file 3D a un file finito fusione di alluminio .
Passaggio 1: iniezione degli strumenti e del modello in cera
Uno stampo in acciaio per utensili temprato o alluminio viene lavorato secondo la forma del pezzo, leggermente sovradimensionato per tenere conto del ritiro sia della cera che dell'alluminio. La cera fusa, tipicamente una miscela di paraffina e resine naturali, viene iniettata in questo stampo a bassa pressione e raffreddata finché non si solidifica in una replica in cera della parte finale. Per cicli di produzione brevi o prototipi, il modello in cera viene sempre più prodotto attraverso la stampa 3D diretta di una resina colabile simile alla cera, che elimina completamente la fase di attrezzaggio e riduce significativamente i tempi di consegna.
Passaggio 2: assemblaggio dell'albero di cera
Diversi modelli in cera sono attaccati a un canale di cera centrale, formando quello che le fonderie chiamano un albero o un grappolo. La progettazione del punto di iniezione e del canale in questa fase determina quanto uniformemente l'alluminio fuso riempirà ciascuna cavità, e un punto di iniezione inadeguato è una delle cause più comuni di porosità e di errori di esecuzione nelle fasi successive del processo.
Passaggio 3: costruzione del guscio in ceramica
L'albero di cera viene immerso ripetutamente in un impasto ceramico e quindi rivestito con sabbia refrattaria da fine a grossolana, costruendo strato dopo strato con tempo di asciugatura tra ogni immersione. Un tipico guscio per la fusione di alluminio richiede da 5 a 9 strati, meno degli 8-12 strati comuni per le fusioni di acciaio, poiché la temperatura di colata più bassa dell'alluminio comporta meno stress termico sul guscio.
Passaggio 4: deparaffinazione
Il guscio, ora completamente indurito, viene posto in un'autoclave a vapore o in un forno a fiamma calda dove la cera all'interno si scioglie e viene recuperata per il riutilizzo. Questo passaggio è il motivo per cui il processo viene chiamato fusione a cera persa; il modello in cera viene sacrificato affinché la sua esatta forma negativa rimanga all'interno del guscio ceramico.
Passaggio 5: cottura e preriscaldamento del guscio
Il guscio ceramico vuoto viene cotto ad alta temperatura per bruciare la cera residua e l'umidità, quindi preriscaldato immediatamente prima del versamento. La temperatura di preriscaldamento è un fattore critico per l'alluminio: poiché l'alluminio si solidifica rapidamente rispetto al ferro o all'acciaio, un guscio troppo freddo causerà un congelamento prematuro prima che le sezioni sottili si riempiano completamente.
Passaggio 6: versare
L'alluminio fuso, solitamente lega A356, A357, 355 o 713, viene versato nel guscio preriscaldato per gravità o con l'aiuto del vuoto o della forza centrifuga per aiutare a riempire pareti sottili e dettagli intricati. Il versamento assistito dal vuoto è comune specificamente per l'alluminio perché il metallo è soggetto alla formazione di film di ossido e all'intrappolamento di gas, mentre un'atmosfera controllata riduce entrambi.
Passaggio 7: rimozione e taglio del guscio
Una volta raffreddato, il guscio di ceramica viene rotto mediante vibrazione, getto d'acqua o espulsione meccanica, rivelando l'albero di alluminio. Le singole parti vengono quindi tagliate dal canale di colata utilizzando una sega a nastro o un disco da taglio abrasivo.
Passaggio 8: operazioni di finitura
I cancelli sono rettificati a filo, le parti vengono trattate termicamente se la lega e l'applicazione lo richiedono e un'ispezione finale verifica le dimensioni rispetto al disegno. Le fasi di finitura comuni per le fusioni di alluminio includono il trattamento termico T6, la sabbiatura, il rivestimento di conversione chimica, l'anodizzazione o il rivestimento in polvere a seconda dell'uso finale.
Quali leghe di alluminio vengono effettivamente utilizzate nella fusione a cera
Non tutte le leghe di alluminio sono buone candidate per la fusione a cera persa. Le leghe da fusione sono formulate con contenuto di silicio specificatamente per migliorare la fluidità, poiché l'alluminio fuso deve viaggiare attraverso sottili passaggi del guscio ceramico prima di solidificarsi. La tabella seguente elenca le leghe che compaiono più spesso nelle quotazioni di produzione reali.
| Lega | Composizione chiave | Caso d'uso tipico |
|---|---|---|
| A356.0 | Al-7Si-0,3Mg | Staffe aerospaziali, alloggiamenti strutturali, parti generali di precisione |
| A357.0 | Al-7Si-0,5Mg (purezza superiore a A356) | Parti aerospaziali e di difesa che richiedono maggiore resistenza dopo il trattamento T6 |
| 355.0 | Al-5Si-1,3Cu-0,5Mg | Alloggiamenti di pompe, componenti idraulici che richiedono resistenza moderata |
| 713.0 | Al-7,5Zn-0,7Cu | Parti che richiedono fusione senza trattamento termico, hardware marino |
| 354.0 | Al-9Si-1,8Cu-0,5Mg | Componenti aerospaziali e per sport motoristici ad alta resistenza |
Tra questi, L'A356 rimane la scelta predefinita per la maggior parte dei getti di alluminio commerciali perché bilancia la colabilità, le proprietà meccaniche dopo il trattamento termico e il costo. Gli acquirenti che necessitano di un risparmio di peso rispetto ai getti a cera persa in ghisa o acciaio, ma necessitano comunque della precisione dimensionale del processo di rivestimento, in genere iniziano il loro dialogo sulla lega con A356 prima di considerare le opzioni a prestazioni più elevate di cui sopra.
Proprietà meccaniche delle leghe di alluminio pressofuso dopo il trattamento termico
La tolleranza di trafilatura è solo la metà di ciò che un acquirente deve sapere prima di approvare una lega da colata; l'altra metà è ciò che la lega può effettivamente portare in servizio una volta che ha attraversato il ciclo di trattamento termico. Le fonderie di microfusione generalmente riportano le proprietà in due condizioni, come fuso (tempra F) e trattata termicamente (tempra T6), e la differenza tra i due è abbastanza grande che specificare lo stato sbagliato su un disegno è una delle cause più comuni di guasto di una parte sul campo nonostante sia dimensionalmente corretta.
| Lega / Temper | Resistenza alla trazione | Forza di snervamento | Allungamento | Durezza Brinell |
|---|---|---|---|---|
| A356-T6 | 228MPa | 165MPa | 3,5%. | 75 HB |
| A357-T6 | 317MPa | 248MPa | 5 per cento | 95 HB |
| 355-T6 | 241MPa | 172MPa | 2 per cento | 80 HB |
| 713-F (come fuso) | 207MPa | 145MPa | 3 per cento | 70 HB |
| 354-T6 | 310MPa | 260MPa | 2 per cento | 100 HB |
Queste cifre sono valori rappresentativi ricavati dalle schede tecniche delle leghe di fusione di lunga data dell'associazione dell'alluminio utilizzate in tutto il settore; I risultati individuali della fonderia varieranno leggermente a seconda della pulizia del fuso, della velocità di raffreddamento attraverso la sezione e del programma di invecchiamento specifico utilizzato durante il trattamento T6. L'A357, che prevede controlli più severi sulle aggiunte di ferro e berillio rispetto all'A356, è la lega preferita ogni volta che un progetto necessita del più alto rapporto resistenza/peso disponibile da una lega standard per microfusione.
La resistenza alla fatica è spesso la proprietà che decide effettivamente la scelta della lega per componenti rotanti o vibranti. A356 e A357 funzionano entrambi bene in termini di fatica rispetto all'alluminio pressofuso perché il processo di fusione a cera persa, combinato con la pressatura isostatica a caldo quando specificato, chiude la porosità interna che altrimenti fungerebbe da sito di innesco di cricche sotto carico ciclico. Per le parti che subiscono un vero e proprio ciclo di fatica in servizio, come i componenti delle sospensioni o gli alloggiamenti rotanti, vale la pena discutere della pressatura isostatica a caldo con la fonderia, anche se aumenta i costi, perché il conseguente miglioramento della durata a fatica è spesso sostanziale.
Opzioni di finitura superficiale e rivestimento per getti di alluminio
La superficie come fusa di una fusione a cera persa in alluminio è già più liscia di una pressofusione o fusione in sabbia direttamente dal guscio, ma la maggior parte delle applicazioni commerciali richiede ancora un trattamento superficiale secondario, sia per la protezione dalla corrosione, l'aspetto estetico o per preparare la superficie per l'assemblaggio con altri componenti.
Sabbiatura e vibrofinitura
Il primo passo più comune dopo la rimozione del cancello è la sabbiatura con mezzi di vetro o ossido di alluminio, che produce una struttura opaca uniforme e rimuove eventuali residui di guscio rimanenti dalla superficie. Per le parti prodotte in grandi quantità su un albero, viene spesso utilizzata la barilatura vibrante con mezzi ceramici, che è più economica per pezzo ma meno controllabile su una geometria interna complessa.
Rivestimento di conversione chimica
Viene applicato un rivestimento di conversione cromato o non cromato per migliorare la resistenza alla corrosione e fornire uno strato di base per la successiva verniciatura. Questo è comune nelle parti aerospaziali e della difesa in cui la fusione verrà successivamente verniciata o dove è richiesta resistenza alla corrosione in un ambiente mite.
Anodizzazione
L'anodizzazione con acido solforico di tipo II e l'anodizzazione con rivestimento duro di tipo III sono entrambe utilizzate su parti in alluminio pressofuso, sebbene le fonderie generalmente raccomandino di tenere a mente il contenuto di silicio e la porosità, poiché le leghe di colata con un alto contenuto di silicio come A356 anodizzare con una finitura leggermente più opaca e più grigia rispetto alle leghe di alluminio battuto. L'anodizzazione del rivestimento duro aggiunge una significativa resistenza all'usura alla superficie di una fusione ed è spesso specificata per le parti che vedono un contatto strisciante in servizio.
Verniciatura a polvere e vernice bagnata
Per le parti in cui il colore cosmetico è più importante della resistenza alla corrosione di base dello strato di ossido di alluminio stesso, la verniciatura a polvere su un rivestimento di conversione fornisce una finitura durevole e uniforme essenzialmente in qualsiasi colore ed è comune sugli alloggiamenti rivolti al consumatore e sui componenti delle apparecchiature esterne.
Lavorazione dopo la fusione
Qualsiasi superficie che si accoppia con un'altra parte, sigilla contro una guarnizione o presenta un foro filettato viene generalmente lasciata con materiale extra nel modello in cera e rifinita su una fresa o tornio CNC dopo la fusione. Specificare solo le superfici che richiedono realmente la lavorazione, anziché lavorare l'intera parte, è uno dei modi più semplici per mantenere basso il costo unitario totale pur rispettando le tolleranze funzionali dove contano.
Metodi di controllo della qualità utilizzati nella fusione a cera persa dell'alluminio
Poiché la solidità interna di una fusione non può essere giudicata dall'esterno, le fonderie si affidano a una combinazione di metodi di ispezione stratificati lungo tutto il processo di produzione anziché a un unico controllo finale.
| Metodo di ispezione | Cosa rileva | Quando viene utilizzato |
|---|---|---|
| Controllo visivo e dimensionale | Difetti superficiali, bave, deviazioni dimensionali | Ogni lotto di produzione |
| Radiografia a raggi X | Porosità interna, ritiro, inclusioni | Componenti critici o legati alla sicurezza |
| Ispezione con liquidi penetranti | Crepe che rompono la superficie | Parti con requisiti di fatica o pressione |
| Test di pressione o perdite | Porosità attraverso la parete che compromette la tenuta | Alloggiamenti idraulici e pneumatici |
| Controllo macchina di misura a coordinate | Dimensionamento geometrico preciso | Ispezione del primo articolo e audit periodici |
| Verifica della composizione chimica | Conferma che la lega corrisponde alle specifiche | Materie prime in ingresso e controlli periodici della fusione |
Un'abitudine utile per qualsiasi acquirente che acquista per la prima volta getti di investimento in alluminio è quella di richiedere un rapporto di ispezione del primo articolo insieme alla spedizione iniziale. Questo rapporto collega le dimensioni effettive misurate sulle parti reali al disegno ed è il modo più rapido per individuare un problema di attrezzaggio o di ritiro prima che diventi un ciclo di produzione completo di parti fuori tolleranza.
Efficienza dei materiali e riciclaggio nella fusione di alluminio
L’alluminio è uno dei metalli industriali più riciclati al mondo e il processo di fusione a cera persa supporta tale ciclo direttamente a livello di fonderia. Le materozze, i canali, le colonne montanti e le parti scartate vengono raccolte, pulite e rifuse nella carica del forno, e l'alluminio riciclato richiede circa una frazione dell'energia necessaria per produrre alluminio primario dal minerale di bauxite, il che mantiene l'impronta energetica complessiva di una parte in alluminio pressofuso inferiore a quanto inizialmente ipotizzato da molti acquirenti.
Il materiale ceramico stesso del guscio, una volta staccato dal pezzo fuso, in molti impianti può essere frantumato e riutilizzato come aggregato o recuperato per ottenere stucchi di impasto liquido nei futuri gusci, riducendo ulteriormente il volume degli scarti di processo che lasciano la fonderia. La cera viene recuperata durante la fase di deparaffinazione in un'autoclave a vapore e viene filtrata e riutilizzata per l'iniezione futura del modello, quindi molto poco del materiale del modello originale viene effettivamente consumato come rifiuto per parte prodotta. Per gli acquirenti che valutano i fornitori in base alla sostenibilità, chiedere direttamente quale percentuale di materiale del guscio e cera viene recuperata in loco è una domanda più concreta che chiedere informazioni sulla politica ambientale generale.
Le tendenze attuali che modellano la produzione di fusione in cera di alluminio
- La stampa 3D diretta di modelli in cera colabile e resina a base di PMMA sta sostituendo gli utensili rigidi per prototipi e ordini a basso volume, riducendo i tempi di consegna dei modelli da settimane a giorni.
- Il software di simulazione della solidificazione viene ora utilizzato di routine prima che uno strumento venga tagliato, prevedendo le posizioni della porosità da ritiro e consentendo agli ingegneri di regolare l'accessorio sul computer anziché dopo un primo articolo fallito.
- I metodi di colata con vuoto e controgravità stanno vedendo una più ampia adozione specificatamente per l’alluminio perché riducono il trascinamento della pellicola di ossido che è la causa principale dei difetti di fusione specifici dell’alluminio.
- I programmi di alleggerimento nei settori automobilistico e aerospaziale continuano a spingere un numero maggiore di componenti dall’acciaio e dalla ghisa alla fusione a cera persa in alluminio, mentre i progettisti cercano parti che mantengano la geometria complessa riducendo al contempo la massa.
- La pressatura isostatica a caldo, una volta riservata quasi esclusivamente alle parti critiche per il settore aerospaziale, sta diventando sempre più accessibile nel prezzo per gli ordini industriali di medio volume che necessitano di fusioni prive di porosità per applicazioni critiche per la fatica.
Domande da porre a un fornitore prima di effettuare un ordine di fusione in cera di alluminio
Un breve elenco di domande dirette durante la fase di preventivo previene la maggior parte dei problemi di approvvigionamento che si presenteranno più avanti nel programma.
- Quale lega specifica consigliate per questa applicazione e perché proprio quella rispetto alle alternative.
- Quale intervallo di spessori di parete avete effettivamente prodotto con successo con queste dimensioni e geometria, non solo ciò di cui il processo è teoricamente capace.
- La parte richiederà un trattamento termico e in che modo ciò influirà sui tempi di consegna e sul prezzo.
- Quali metodi di ispezione sono inclusi nel preventivo standard rispetto a quelli offerti come opzione di costo aggiuntivo.
- Quanti pezzi si adattano a un singolo albero di cera per questa parte e quel numero modifica il prezzo unitario indicato a diverse quantità di ordine.
- Qual è il tasso di scarto o di scarto previsto per una parte di questa geometria e come viene generalmente gestito commercialmente tale tasso?
- Potete fornire un rapporto di ispezione del primo articolo con i dati dimensionali legati al disegno prima della spedizione completa della produzione.
Fusione in cera Alluminio contro pressofusione contro fusione in sabbia
Il punto decisionale più comune per un acquirente non è se utilizzare l'alluminio, ma quale processo di fusione utilizzare per quella parte in alluminio. Ogni processo ha un profilo di costi e capacità veramente diverso e scegliere quello sbagliato è l'errore di approvvigionamento più frequente in questa categoria.
| Fattore | Fusione a cera persa | Pressofusione | Colata in sabbia |
|---|---|---|---|
| Costo degli utensili | Moderato | Alto | Basso |
| Miglior volume di produzione | 50 – 10.000 pezzi | 5.000 pezzi | 1 – 500 pezzi |
| Precisione dimensionale | Alto | Molto alto | Basso to moderate |
| Spessore minimo della parete | 1,5 mm | 0,5 mm | 4 mm |
| Solidità interna | Bene | Incline alla porosità da gas | Moderato |
| Complessità di progettazione supportata | Molto alto, including internal passages | Alto, but limited by die pull direction | Moderato |
| Tempi di consegna tipici per una nuova parte | 4 – 8 settimane | 10 – 16 settimane | 3 – 6 settimane |
Per un componente che necessita di una precisione pari a quella della pressofusione ma di un volume di produzione troppo basso per giustificare uno stampo di pressofusione temprato, la fusione a cera dell'alluminio si colloca nel divario tra gli altri due processi ed è spesso la scelta economica migliore per i cicli di prototipi e medi volumi.
Linee guida di progettazione che influiscono effettivamente su costi e rendimento
Le fonderie quotano ogni lavoro di fusione a cera persa dell'alluminio sulla base di una manciata di fattori geometrici. Ottenere questi risultati in fase di disegno evita costose riprogettazioni dopo che gli utensili sono già stati tagliati.
- Mantenere lo spessore delle pareti il più uniforme possibile; un salto improvviso da 3 mm a 12 mm crea un punto caldo che si restringe in modo non uniforme e spesso forma porosità interna proprio nel punto di transizione.
- Aggiungi filetti ad ogni angolo interno; gli angoli interni acuti concentrano lo stress nel guscio ceramico durante il raffreddamento e sono una fonte comune di fessurazione del guscio che si manifesta come alettatura o bava sulla fusione.
- Evitare sporgenze pesanti isolate e non alimentate da montante; questi si solidificano per ultimi e tirano il materiale dalla parete circostante, lasciando porosità da ritiro esattamente dove viene successivamente praticato un foro per il bullone.
- Specificare solo le tolleranze effettivamente necessarie alla funzione; ogni tolleranza più stretta rispetto al valore predefinito del processo di circa più o meno 0,005 pollici per pollice aggiunge costi di ispezione e rischio di rifiuto.
- Raggruppare il materiale lavorato solo sulle superfici che necessitano realmente di una dimensione finita, poiché le superfici as-cast sono più economiche e, per questa famiglia di leghe, esteticamente accettabili per la maggior parte degli usi industriali.
Difetti comuni nelle fusioni in cera di alluminio e come le fonderie li prevengono
Porosità del gas
L'alluminio assorbe facilmente l'idrogeno mentre è fuso e, se l'idrogeno non viene rimosso prima del versamento, esce dalla soluzione mentre il metallo si raffredda e forma vuoti interni arrotondati. Il degasaggio della massa fusa con un gas inerte come azoto o argon, combinato con un materiale a carica secca e pulita, è il metodo di prevenzione standard.
Porosità da ritiro
A differenza della porosità da gas, la porosità da ritiro ha forma irregolare e si verifica nell'ultima area della sezione a solidificarsi. Il corretto posizionamento del montante e la solidificazione direzionale controllata, progettati nel sistema di colata prima ancora che l'albero in cera venga costruito, rappresentano la difesa principale.
Errore di funzionamento e chiusura a freddo
Questi si verificano quando l'alluminio fuso inizia a solidificarsi prima di riempire completamente una sezione sottile, lasciando una fusione incompleta o una cucitura visibile dove due fronti metallici si incontravano ma non si fondevano completamente. Aumentando la temperatura di preriscaldamento del guscio e la temperatura di versamento, o allargando la porta in quella posizione, si risolve la maggior parte dei casi.
Inclusioni
Piccole particelle di pellicola di ossido o materiale refrattario del guscio possono rimanere intrappolate nella fusione. La filtrazione del flusso di metallo attraverso un filtro in schiuma ceramica posizionato nel sistema di colata è ormai una pratica standard nella maggior parte delle fonderie di alluminio per catturarli prima che raggiungano la cavità dello stampo.
Industrie e parti in cui viene utilizzato l'alluminio fuso a cera
| Industria | Componenti tipici |
|---|---|
| Aerospaziale | Gruppi staffa, alloggiamenti attuatori, corpi collettori idraulici |
| Automotive e sport motoristici | Alloggiamenti del turbocompressore, componenti dei freni, fusi a snodo |
| Armi da fuoco e difesa | Bassoer receivers, optic mounts, trigger housings |
| Attrezzature mediche | Alloggiamenti per apparecchiature di imaging, manici per strumenti chirurgici |
| Hardware marino | Bitte, alloggiamenti di verricelli, corpi di pompe |
| Attrezzature industriali | Corpi valvole, giranti di pompe, coperchi di ingranaggi |
Ciò che determina il costo di un preventivo di fusione di alluminio
Gli acquirenti che richiedono preventivi sono spesso sorpresi dal fatto che due parti visivamente simili possano differire nel prezzo del 30% o più. I seguenti fattori spiegano la maggior parte di tale diffusione.
- Volume e resa della parte: il rapporto tra il metallo utilizzabile nella parte finita e il metallo totale versato nell'albero, compresi canali di colata e materozze che vengono successivamente scartati e rifusi.
- Numero di parti per albero di cera: più cavità per albero riducono la manodopera per pezzo per la costruzione del guscio, la deceratura e il versamento.
- Lavorazione di materiale grezzo e operazioni secondarie: qualsiasi superficie che richieda la finitura CNC dopo la fusione aggiunge un costo fisso indipendentemente dalla complessità della fusione.
- Requisito del trattamento termico: il trattamento T6 aggiunge un ciclo del forno e in genere da 3 a 5 giorni al tempo di consegna.
- Livello di ispezione: le parti che richiedono un'ispezione a raggi X o con liquidi penetranti per verificarne l'integrità interna comportano un costo di ispezione aggiuntivo per pezzo.
Domande frequenti sulla fusione a cera dell'alluminio
La fusione a cera persa dell'alluminio è più resistente della pressofusione dell'alluminio?
La resistenza dipende più dalla lega e dal trattamento termico che dal processo di fusione stesso, ma le fusioni a cera persa generalmente hanno una porosità da gas inferiore rispetto alle pressofusioni, il che migliora la resistenza alla fatica e consente il trattamento termico che spesso le pressofusioni non possono subire senza formazione di bolle.
Qual è la quantità minima d'ordine per la fusione in cera di alluminio?
La maggior parte delle fonderie accetta ordini che partono da 25 a 50 pezzi per un nuovo strumento, anche se sono sempre più disponibili singoli prototipi utilizzando modelli sostitutivi della cera stampati in 3D che saltano completamente gli utensili duri.
È possibile anodizzare i getti di investimento in alluminio?
Sì, A356 e A357 vengono anodizzati bene dopo un'adeguata preparazione della superficie e l'anodizzazione è una finitura comune per i getti di alluminio destinati al settore aerospaziale e al consumo.
In che modo lo spessore delle pareti influisce sul prezzo di una fusione di alluminio?
Le pareti più sottili richiedono temperature di preriscaldamento e di colata più elevate e comportano un rischio maggiore di scarti dovuti a errori di esecuzione, quindi le sezioni molto sottili inferiori a 2 mm in genere aumentano il prezzo unitario anche se utilizzano meno metallo.
Quale tolleranza posso aspettarmi su una fusione a cera persa in alluminio as-cast?
Un valore predefinito realistico è compreso tra più o meno 0,13 mm e 0,25 mm per 25 mm di dimensione, con tolleranze più strette ottenibili su caratteristiche critiche specifiche attraverso la lavorazione secondaria.
La fusione in cera dell'alluminio richiede un trattamento termico?
Non sempre. Le leghe come 713.0 vengono utilizzate specificatamente perché raggiungono una resistenza accettabile allo stato grezzo, ma A356 e A357 in genere passano attraverso una soluzione T6 e un trattamento di invecchiamento per raggiungere le loro proprietà meccaniche complete.
Qual è la differenza tra la lega di fusione di alluminio A356 e A357?
A357 contiene controlli compositivi più severi, tra cui una piccola aggiunta di berillio e un contenuto di ferro consentito inferiore, che insieme producono una maggiore resistenza alla trazione e allo snervamento dopo il trattamento T6 rispetto all'A356. L'A357 in genere costa di più per chilogrammo di materia prima, quindi è solitamente riservato ad applicazioni in cui la resistenza aggiuntiva giustifica tale sovrapprezzo.
Quanto può essere sottile una parete in una fusione a cera persa in alluminio?
La maggior parte delle fonderie può mantenere in modo affidabile le pareti fino a circa 1,5 mm con il versamento a gravità standard, e il vuoto specializzato o il versamento assistito dalla centrifuga possono spingere lo spessore più sottile in aree limitate, sebbene una parete sottile e uniforme su un'ampia superficie aumenti il rischio di errori di esecuzione indipendentemente dal metodo di colata.
È possibile saldare o riparare i getti di investimento in alluminio?
Difetti estetici minori possono talvolta essere riparati con la saldatura TIG utilizzando un'asta di apporto abbinata alla lega di base, sebbene la saldatura di riparazione su aree portanti o critiche per la pressione venga generalmente evitata a favore della rottamazione della parte, poiché una riparazione della saldatura modifica la microstruttura locale e può introdurre nuove concentrazioni di sollecitazioni.
Come si confronta in termini di prezzo la fusione a cera persa dell'alluminio con la lavorazione CNC dalla billetta?
Per geometrie semplici in piccole quantità, la lavorazione dalla billetta è spesso più economica perché non vi sono costi di attrezzaggio, ma quando la complessità delle parti aumenta o la quantità dell'ordine supera circa 50-100 pezzi, la fusione a cera persa diventa in genere l'opzione di costo totale inferiore poiché rimuove la maggior parte del materiale che la lavorazione altrimenti taglierebbe come scarto.
Cosa causa una superficie ruvida o granulosa su una fusione di alluminio?
Una superficie granulosa come colata è solitamente il risultato della sabbia grossolana dello stucco utilizzata negli strati esterni del guscio o di un guscio che non è stato completamente indurito prima del getto; la richiesta di un impasto per il viso più fine sulle superfici cosmetiche durante la fase di preventivo in genere risolve questo problema.
La microfusione di alluminio è adatta per parti contenenti pressione?
Sì, a condizione che la fusione sia adeguatamente progettata per la solidificazione direzionale e, ove necessario, verificata tramite raggi X o test di pressione, le fusioni in alluminio vengono normalmente utilizzate per collettori idraulici e alloggiamenti di pompe che devono mantenere la pressione interna senza perdite.
Quanto tempo ci vuole per ottenere un primo campione di fusione in cera di alluminio?
Utilizzando un modello sostitutivo della cera stampato in 3D invece di utensili rigidi, è spesso possibile produrre un primo campione in 1 o 2 settimane; con gli strumenti di iniezione convenzionali, attendere da 4 a 6 settimane per la costruzione dello strumento prima ancora che venga versato il primo guscio.
