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Descrizione della figura
Commentiamo anche la seguente figura: abbiamo un pezzo di condotto costituito da due flange (casting) e tutta la parte di alimentazione è costituita dagli elementi riportati sulla sinistra (sono in tutto 3): visono 2 materozze collegate alle flange, proprio perché queste ultime sono le componenti più tozze del prodotto da realizzare e quindi sono le parti che solidificano più lentamente; abbiamo inoltre il cono di ritiro ed il canale di distribuzione. Le materozze svolgono la funzione di riserva di metallo liquido e per poter svolgere tale funzione devono presentare un modulo molto alto, perché se non fosse così il metallo solidificherebbe ancora prima che nello stampo del componente da realizzare e quindi non avremmo più le scorte di metallo fuso.
Generalmente sono impiegate due tipologie di materozze:
- materozze aperte: la loro parte superiore è a contatto con l'atmosfera;
- materozze chiuse: sono contenute all'interno.
dello stampo. Le materozze chiuse assolvono il compito di riserve di metallo fuso, poiché, essendo rinchiusenello stampo, raffreddano molto lentamente. Tuttavia presentano un inconveniente: lungo il suocammino il metallo incontra aria e se non si trova il modo di rimuoverla dallo stampo, non potrà ri-empire totalmente le cavità. Quindi è opportuno adottare uno stampo permeabile all’aria, oppure sidevono impiegare dei setti porosi che ne permettano la fuoriuscita. Osserviamo la seguente figura:
Le materozze aperte non hanno il problema della fuoriuscita dell’aria, ma tendono a raffreddarsimolto più rapidamente, quindi sono utilizzate delle sostanze esotermiche per garantire un aumentodi temperatura sulla loro sommità.
Come abbiamo detto prima si possono adottare dei raffreddatori i quali possono essere esternialle zone occupate dal metallo (come indicato nella figura seguente con il termine “chill”).
Sostanzialmente sono
i tag HTML che puoi utilizzare per formattare il testo fornito: - `` per evidenziare il testo in grassetto - `` per evidenziare il testo in corsivo - `` per creare un testo in apice - `` per creare un testo in pedice - `` per inserire un'interruzione di linea Ecco come potresti formattare il testo utilizzando questi tag: ```html
Elementi che sostituiscono il materiale dello stampo, ma possono essere utilizzati anche raffreddatori che occupano zone occupabili dal materiale stesso e quindi devono saldarsi con il getto (figura a fianco).
Raffreddatori di questo tipo sono impiegati quando il materiale dello stampo presenta bassa conducibilità termica, tant’è vero che alcuni stampi sono realizzati in acciaio, e quindi per poter intensificare lo scambio termico in specifiche zone si adottano dei condotti di raffreddamento nei quali scorre acqua, oppure si possono usare batterie di alette di raffreddamento.
La seguente immagine rappresenta alcune tecniche di colata in getto che vengono impiegate per ottenere dei cristalli orientati nella stessa direzione; oppure per ottenere prodotti costituiti da un unico grano cristallino come in figura (b), chiamata tecnica di colata a coda di maiale.
Quest’ultima tecnica è adottata per esempio per realizzare pale di turbina.
Vediamo ora qual...
``` Ricorda di inserire il testo all'interno dei tag `` del tuo documento HTML.è la procedura adottata per dimensionare gli stampi: a) calcolo del volume e del peso del getto: nel caso della biella si calcola il suo volume ed il suo peso; b) scelta del numero, delle dimensioni e del posizionamento delle materozze: questo si fa in riferimento anche alla geometria del pezzo che si dovrà realizzare; c) calcolo del tempo ottimale di colata; d) progettazione del sistema di alimentazione: il suddetto sistema deve intrappolare le varie impurità e garantire un certo range di velocità del metallo e viene progettato in base alla durata della solidificazione. Differenze fra modello e prodotto finito Nella lezione precedente abbiamo esaminato gli stampi permanenti e gli stampi a perdere: con i primi si possono realizzare praticamente prodotti in serie, quindi in decine di centinaia tanto per intenderci, mentre con i secondi si realizzano prodotti unici con un solo stampo. La forma degli stampi a perdere si può farla con i modelli, quindi questi ultimi,geometricamente parlando, sono molto simili ai prodotti finiti. Con questo s'intende dire che fra modelli e prodotti finiti esistono delle differenze necessarie; alcune di esse sono le seguenti:- dimensioni: il modello deve essere più grande del prodotto per tenere conto della contrazione in fase solida, in quanto il metallo non si muove e si contrae progressivamente;
- sovrametallo: molte tecniche da fonderia non permettono di realizzare prodotti precisi, ovvero le incertezze dimensionali si riscontrano spessissimo, con il conseguente rischio di realizzare prodotti "sottodimensionati"; dunque si prendono delle precauzioni lasciando del metallo in più, appunto del sovrametallo, che poi sarà eliminato impiegando delle tecniche più accurate;
- angoli di sforno o di spoglia: quando con il modello realizziamo la cavità dello stampo, ovvero schiacciamo il "modello di battaglia", successivamente bisogna rimuovere il modello.
stesso; se ci sono delle pareti parallele alla direzione di estrazione del modello, quest'ultimo si porterebbe con se del materiale e questo è evitabile introducendo appunto questi angoli di spoglia;
raccordi: supponiamo che in un prodotto finito siano presenti delle variazioni di sezione come nella seguente figura. Focalizziamoci sullo spigolo interno sinistro: il metallo in fase solida si contrae e questo comporta la nascita di tensioni che possono scaturirne la frattura del pezzo, poiché durante la contrazione vi sono delle porzioni di metallo che si dirigono verso l'alto e altre che si muovono verso destra; tale inconveniente è risolvibile introducendo appunto ampi raggi di raccordo come indicato nella figura sottostante:
piccoli fori: con alcune tecniche di fonderia non è possibile realizzarli, pertanto si procede realizzando il prodotto pieno e successivamente si praticano con altre tecniche i fori desiderati.
Prendiamo ora in
riferimento la seguente biella:La biella da prodotto finito è rappresentata dalle linee tratteggiate, mentre il modello è realizzatoseguendo le linee continue; come si può notare, abbiamo la presenza del sovrametallo (è banalmen-te deducibile osservando la figura stessa), degli angoli di spoglia (per esempio nella parte destradove c’è scritto parting plane) e dei raggi di raccordo (radius).77C’è un elemento ancora da esaminare: cosa significa il termine “core print”?Significa portata d’anima; in questa zona è presente il foro, così come nella zona d’estremità sini-stra: vogliamo ricavare delle cavità nello stampo tali per cui il metallo non vada ad occupare quellezone.Dunque cosa è possibile fare?Ogniqualvolta si devono realizzare dei fori cechi o passanti nel prodotto finito è necessario impiega-re degli strumenti chiamati anime. Tali anime una volta posizionate nondevono essere realizzati prodotti di grandi dimensioni, vengono utilizzati materiali più resistenti come il metallo. Il processo di modellamento degli stampi può essere eseguito manualmente o in modo automatico, a seconda delle esigenze di produzione. In entrambi i casi, è importante assicurarsi che i modelli siano accurati e precisi per garantire la qualità dei prodotti finiti. I modelli sono composti da due parti, una superiore e una inferiore, che modellano rispettivamente la parte superiore e inferiore dello stampo. Queste parti sono mantenute in posizione da appositi alloggiamenti chiamati "portate d'anima". Inoltre, è presente un piano di separazione chiamato "parting plane" che divide le due parti dello stampo. Per ottimizzare il tempo di produzione, i modelli possono essere dotati di un sistema di alimentazione. Questo sistema consente di introdurre il materiale di stampaggio nello stampo in modo rapido ed efficiente. A seconda delle dimensioni del lotto da produrre, i materiali utilizzati per i modelli possono variare. Per prodotti di piccole dimensioni, vengono impiegate plastiche o altri materiali leggeri e flessibili. Per prodotti di grandi dimensioni, invece, vengono utilizzati materiali più robusti come il metallo. In alcuni casi, quando è necessaria una produzione in serie, vengono utilizzati stampi a perdere. Questi stampi vengono utilizzati una sola volta e poi scartati, consentendo una produzione più rapida ed economica.invece i prodotti presentano consistenti dimensioni è evidente che devono essere impiegati materiali più resistenti per produrre solo pochi modelli, ecco che vengono scelti metalli più durevoli o materiali come il legno. Colata in sabbia La figura che segue ci permetterà di completare la nomenclatura degli stampi: Abbiamo uno stampo a perdere (lo si nota dal fatto che gli spessori sono molto consistenti) in cui la parte colorata di grigio molto chiaro è occupata dal refrattario, quindi vi sono delle zone bianche che saranno occupate dal metallo fuso e in grigio più scuro, al centro, è indicata l'anima che servirà per realizzare un foro passante, in quanto le portate d'anima sono alloggiate sia in alto che in basso e presentano geometria tronco-conica, per questioni di facilità d'inserimento dell'anima stessa. Inoltre è presente una materozza aperta all'atmosfera (open riser), dove vieneposizionato il materia-78le che reagisce esotermicamente, quindi abbiamo una materozza chiusa (blind riser) e gli elementid’alimentazione quali pozzetto di colata, canale di colata, pozzo e canale distributore. Da pren-dere in considerazione è il termine “vent” che significa sfiatatoio e facilita la fuoriuscita dell’ariadallo stampo quando viene fatto scorrere il metallo. Generalmente lo stampo è realizzato in mate-riale refrattario, come la sabbia (la quale presenta elevata resistenza meccanica); in grigio scuro(ai bordi) è indicato il contenitore che racchiude la sabbia impiegata nello stampo e che viene chia-mato staffa. Avendo un semi-stampo superiore ed un semi-stampo inferiore chiameremo il fondodella staffa con il termine drag, mentre con “cope” intendiamo dire il coperchio della staffa. Sinoti anche che l’anima è realizzata in sabbia: non si tratta di sabbia pura, bensì di sabbia conl’aggiunta
di fondamentale importanza utilizzare un legante resistente per la realizzazione dello stampo, chiamato cassa d'anima, che serve a produrre le anime stesse. Questo legante deve garantire la resistenza necessaria durante il trasporto delle anime, al fine di evitarne danni. Oltre alla sabbia, possono essere impiegati anche materiali refrattari, ma non approfondiremo ulteriormente questo argomento. Focalizziamoci invece sul legante che si unisce al refrattario. Questo legante deve essere in grado di garantire che il materiale complessivo dello stampo possa sopportare la pressione e l'erosione esercitate dal metallo durante il suo flusso nei canali di alimentazione. Tuttavia, non deve essere troppo resistente, poiché lo stampo utilizzato è a perdere. Pertanto, è importante che sia possibile indebolire la sabbia e il legante mediante il calore. Durante il raffreddamento del metallo, il calore liberato deve rompere e sfaldare lo stampo, in modo da consentire l'estrazione del getto senza incontrare grosse difficoltà.rma non è adeguato, potrebbe compromettere l'aspetto del testo. Inoltre, è importante utilizzare i tag html corretti per garantire una formattazione corretta e una buona leggibilità del testo.
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