Cos'è la pressofusione?

Il processo di fusione prevede il versamento di metallo fuso in una forma desiderata. Uno dei suoi tipi è la pressofusione. La pressofusione prevede la pressatura del metallo fuso in uno stampo per ottenere la forma finale desiderata. Questo metodo è riconosciuto per la sua precisione, affidabilità e capacità di creare forme complesse con dimensioni precise. L'articolo tratterà cos'è la pressofusione e il suo processo, e vari tipi di fusione. Inoltre, esplorerà i difetti comuni che possono apparire nella fusione finale, così come le potenziali applicazioni del processo di fusione. Quindi, inizia a imparare ora!

Che cosa è die cast? Esplora il significato di die cast

Lo sai? Cosa significa pressofuso? Questo processo di fusione del metallo che forza il metallo fuso in uno stampo per pressofusione è chiamato pressofusione. Il processo di pressofusione ad alta misura produce prodotti in metallo con dimensioni precise, finiture di alta qualità e accuratezza. È adatto alla produzione di massa in quanto può produrre parti complesse. Questo metodo efficiente e conveniente offre versatilità nella creazione di un'ampia gamma di forme e componenti, in grado di produrre parti visivamente accattivanti e durevoli. Il processo è stato introdotto nel 1838 per produrre caratteri mobili per l'industria della stampa.

Definizione di Die Cast: perché si chiama così?

Il significato di Diecast è che "die" è il significato di cast e la parola definita per "utensile". A differenza di altri metodi di fusione come la fusione in sabbia e la fusione a cera persa, che in genere richiedono la distruzione della cavità per creare una singola parte, la pressofusione si distingue perché preserva la cavità durante il processo di fusione. Il termine originale "die" nella pressofusione probabilmente ha avuto origine dagli utensili di stampaggio utilizzati per le monete, dove il metallo viene pressato in una cavità per creare una forma esatta.

Elementi utilizzati negli utensili per pressofusione

Cosa significa pressofusione? Potresti avere una breve introduzione da quanto sopra. Ora, mentre procedi per comprendere il funzionamento di questo processo, è meglio conoscere tutte le parti o gli elementi della macchina.  

1. Stantuffo: questo strumento viene utilizzato per spingere il metallo fuso nella camera di pressione.

2. Camera di pressione: area in cui viene aumentata la pressione del metallo fuso prima che scorra nella cavità attraverso il canale di colata.

3. Canale di colata: passaggio che guida il flusso di metallo fuso nella cavità in una direzione specifica.

4. Coperchio e matrice di espulsione: la pressofusione prevede due matrici, la "matrice di copertura" e la "matrice di espulsione". Il punto in cui queste matrici si incontrano forma un confine chiamato "linea di separazione". La matrice di copertura contiene la sprue, mentre la matrice di espulsione ospita i perni di espulsione e solitamente il canale di colata, che collega la sprue alla cavità dello stampo.

5. Perni di espulsione: questi perni aiutano a rimuovere la parte fusa dallo stampo.

Come funziona la pressofusione?

È tempo di apprendere il processo passo dopo passo con la conoscenza delle parti o degli elementi utilizzati nel processo. Ciò rimane comune a tutti i tipi inclusi nel processo di pressofusione.

• Preparazione

I due stampi con cavità a forma di parte finale vengono preparati mediante pulizia e lubrificazione. La pulizia viene eseguita mediante spazzolatura, lavaggio con un liquido e asciugatura completa prima di applicare il lubrificante.

Il lubrificante applicato in questo processo dovrebbe creare uno strato protettivo per facilitare il flusso regolare del metallo, aiutare nella facile rimozione della fusione finale, raffreddarsi rapidamente e aderire alla superficie dello stampo. I lubrificanti con tali caratteristiche includono oli vegetali, grassi animali, oli sintetici e altri oli residui pesanti (HRO).

• bloccaggio

Gli stampi lubrificati sono fissati saldamente utilizzando meccanismi di bloccaggio specializzati per impedire qualsiasi apertura che potrebbe causare perdite di metallo fuso. La forza di serraggio richiesta varia in base alle dimensioni dello stampo. Durante il processo di serraggio, lo stampo di copertura include una sprue e una gate, mentre lo stampo di espulsione presenta perni di espulsione. Questa configurazione consente l'estrazione della parte fusa dopo ogni ciclo. I perni di espulsione sono rinforzati da piastre per perni di espulsione per consentire il movimento simultaneo di tutti i perni.

• Processo di iniezione

Il metallo fuso, solitamente preriscaldato in una fornace, viene versato in una camera e successivamente forzato nella cavità dello stampo, una procedura nota come iniezione. Il metodo di iniezione può variare in base alla tecnica di fusione impiegata. L'iniezione viene solitamente condotta a una pressione costante, solitamente tra 10 e 175 MPa, finché la fusione non si solidifica. Il processo di iniezione viene eseguito rapidamente, solitamente in meno di 0.1 secondi. Qualsiasi ritardo può causare una solidificazione prematura del metallo fuso.

• Processo di raffreddamento

Si lascia ora raffreddare e solidificare il metallo colato all'interno della cavità per ottenere la forma desiderata.

• Processo di espulsione

Una volta completato il periodo di solidificazione, le metà dello stampo vengono sbloccate e aperte. I componenti fusi vengono quindi rimossi con cautela utilizzando perni di espulsione per spingerli fuori dalla cavità. I ​​perni di espulsione, insieme alla configurazione completa di questa procedura, facilitano la rimozione regolare delle parti dopo ogni ciclo.

• Guarnizione

Dopo che la parte solidificata è stata espulsa, tutti i rottami metallici del processo di fusione, tra cui cancelli, canali di colata, sprue e materiale in eccesso, vengono eliminati in modo esperto. Vengono impiegati vari utensili per levigare i bordi taglienti, correggere eventuali imperfezioni e modellare il componente nella sua forma finale.

• Controllo dei difetti

Dopo la pulizia del calco, prima della spedizione, viene condotta un'ispezione completa per identificare i difetti comuni che possono verificarsi durante il processo di fusione. Il processo di ispezione può comportare metodi manuali come controlli visivi ed esami fisici, oppure può utilizzare macchinari in grado di rilevare difetti sia interni che esterni.

Quali sono i tipi di pressofusione?

I due metodi di pressofusione dei metalli più comunemente classificati sono la pressofusione ad alta pressione e la pressofusione a bassa pressione. La pressofusione a bassa pressione rappresenta circa il 20% della fusione di metalli leggeri, ma la più comunemente utilizzata è la pressofusione ad alta pressione che rappresenta circa il 50% della fusione di metalli leggeri.

Pressofusione a bassa pressione

La pressofusione a bassa pressione è un metodo che utilizza una bassa pressione, solitamente tra 20-100 kPa (2.9-14.5 psi), invece della gravità per riempire uno stampo con metallo fuso. Si differenzia dalla pressofusione tradizionale e richiede attrezzature specifiche affinché il processo funzioni. Ecco una semplice spiegazione della configurazione e delle attrezzature necessarie:

Innanzitutto, si usa un forno di fusione per riscaldare le leghe metalliche alla loro temperatura di fusione. Ad esempio, l'alluminio deve raggiungere una temperatura di 710-720 gradi Celsius.

Il metallo fuso viene poi trasferito in un forno di mantenimento situato sotto lo stampo, che funge da contenitore per mantenere il metallo liquido alla giusta temperatura di fusione.

La pressione viene applicata per spingere il metallo fuso attraverso un tubo montante nello stampo. Il metallo scorre continuamente sotto pressione finché non si solidifica all'interno della cavità dello stampo.

Una volta che il metallo si solidifica, la pressione viene rilasciata e qualsiasi metallo fuso rimanente ritorna attraverso il tubo montante al forno di attesa per essere riutilizzato. Infine, la fusione può essere facilmente rimossa una volta che lo stampo si è raffreddato.

Vantaggi della pressofusione a bassa pressione

• Eccellenti proprietà di resistenza

• Capacità di creare forme complesse utilizzando anime di sabbia

• Maggiore efficienza dei materiali, eliminando la necessità di alimentatori

• Precisione dimensionale precisa

• Adatto per l'automazione

• Tecnologia semplificata di macchine e stampi

Svantaggi della pressofusione a bassa pressione

• Cicli di fusione più lenti

• Spessore minimo della parete circa 3 mm (nella matrice)

Pressofusione ad alta pressione

La pressofusione ad alta pressione prevede che una parte dello stampo sia collegata a una piastra fissa della macchina, mentre l'altra è fissata a una piastra mobile su un macchina per pressofusione posizionati in posizione orizzontale. A causa dell'intensa pressione applicata durante la colata, che raggiunge fino a 1,200 bar, i bulloni che fissano le due metà dello stampo devono avere una forza di bloccaggio significativa. Le macchine per pressofusione a camera fredda sono in genere utilizzate per le leghe di alluminio in quanto possiedono un elevato punto di fusione. In questo processo, l'apparato di fusione è situato lontano dal materiale fuso. Il metallo liquido viene erogato a una camera di iniezione e quindi spinto nello stampo da un pistone. Dopo che il metallo si è raffreddato e solidificato, le due metà dello stampo vengono separate e la fusione viene automaticamente espulsa dallo stampo utilizzando perni di espulsione.

Vantaggi della pressofusione ad alta pressione

• Cicli di fusione brevi

• Adatto per componenti a parete sottile

• Superfici lisce

• Ideale per l'automazione

Svantaggi della pressofusione ad alta pressione

• Elevati costi di investimento e di gestione

• Stampi complicati e costosi

• Limitato ai componenti pressofusi senza sottosquadri a causa dell'incompatibilità con le anime di sabbia

• Valori di resistenza inferiori

Difetto di pressofusione

L'ispezione dei difetti è la fase finale di un processo di pressofusione. In questa sezione, imparerai i difetti comuni che si trovano e possono indebolire le fusioni.

• Porosità del gas

Ciò accade quando si formano delle bolle nel getto dopo che si è raffreddato. Sul corpo dei componenti pressofusi, appaiono come porosità di gas con forme circolari o ovali.

• Porosità da ritiro

Questo tipo di porosità si verifica durante la fase di solidificazione quando le leghe metalliche si contraggono raffreddandosi. Una progettazione non corretta dello stampo e la colata di metallo fuso a temperature più elevate di quelle consigliate possono portare a porosità da ritiro.

• Inclusioni

Si tratta di vuoti di forma irregolare all'interno o sulla superficie della fusione, costituiti da elementi indesiderati come sabbia, materiale, scorie o particelle di prodotti di disossidazione nella fusione di metallo.

• Crepe

Sulle superfici dei getti, le crepe si sviluppano come modelli casuali o lineari quando il materiale si rompe a causa di stress interno. Le crepe possono anche essere causate durante l'espulsione della parte fusa.

• Chiusura fredda

Si tratta di una serie di linee irregolari sulla superficie. Alcune delle ragioni per la chiusura a freddo includono bassa temperatura di fusione, bassa velocità di iniezione, un sistema di distribuzione inefficiente e scarsa fluidità della lega.

• bolla

Le cavità ad alta pressione si formano quando l'aria intrappolata si dissolve nel metallo fuso, solitamente durante l'espulsione di parti calde dallo stampo.

• lavelli

Depressioni sulla superficie del getto dovute a bassa pressione di iniezione, spessore non uniforme della parete, surriscaldamento localizzato dello stampo e tempi di mantenimento della pressione brevi.

• Lacrima calda

Le rotture a caldo sono il risultato della contrazione termica del materiale di colata. Il posizionamento errato del gate, le alte temperature di colata e il processo di solidificazione difettoso sono la causa delle rotture a caldo.

Esempi di applicazione della pressofusione

Il processo di pressofusione è applicabile nella creazione di diverse parti e componenti che sono veramente unici e altamente funzionali. Di seguito sono riportate alcune applicazioni del processo:

• Aerospaziale: diversi componenti, come motori, sedili, finiture interne e comandi della cabina di pilotaggio, vengono prodotti tramite pressofusione di alluminio.

• Giocattoli: in passato, molti giocattoli venivano realizzati utilizzando leghe di zinco pressofuse come lo ZAMAK (ex MAZAK), un metodo ancora ampiamente utilizzato nonostante il predominio della plastica nel settore.

• Automotive:Sia i componenti dei motori a combustione interna (ICE) che quelli dei veicoli elettrici (EV) vengono realizzati tramite pressofusione automobilistica, compresi i principali componenti del motore, gli alloggiamenti del cambio/differenziale, le ruote dei veicoli, gli alloggiamenti del termostato, le parti delle sospensioni, gli elementi strutturali interni e molto altro.

• Mobili: le gambe delle sedie, gli elementi decorativi e i giunti sono realizzati tramite fusione a caldo per i mobili.

• Beni di consumo: la pressofusione viene utilizzata per realizzare telai per la distribuzione del calore, involucri e componenti decorativi e strutturali per articoli di consumo.

Richconn: Il tuo partner per la pressofusione

Il processo di pressofusione dovrebbe essere in cima alla tua lista se il tuo progetto richiede precisione, fusione pura e proprietà eccezionali del materiale. Per fare la scelta giusta del processo sono necessarie competenza e comprensione, quindi è consigliabile cercare una guida tempestiva da parte di professionisti.

Richconn è pronta ad assistervi con le vostre esigenze di produzione, offrendo servizi di pressofusione insieme a varie altre soluzioni di produzione come la lavorazione CNC, stampa 3De fabbricazione di lamiere. Affidati al nostro team di ingegneri qualificati e alle nostre strutture per soddisfare le tue esigenze.

Puoi richiedere un preventivo oggi stesso inviando i tuoi file di progettazione a Richconn, che fornisce informazioni più dettagliate sulla tecnica della pressofusione, inclusi il processo, i materiali, la finitura superficiale, le applicazioni e i costi.