Sistemi di Produzione II La fusione in forma permanente
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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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La fusione in forma permanente
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La fusione in forma permanente
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 fusione in forma permanente
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La fusione in forma permanente
Caratteristiche principali
Colata in conchiglia per gravità
La pressofusione
Tipologie delle presse
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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 fusione in forma permanente
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La fusione in forma permanente
Caratteristiche principali
Colata in conchiglia per gravità
La pressofusione
Tipologie delle presse
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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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La pressa ad iniezione
Stampo fisso
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La pressa ad iniezione
Stampo mobile
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La pressa ad iniezione
Cilindro di chiusura
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La pressa ad iniezione
Pistone di compressione
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La pressa ad iniezione
Foro di colata
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Descrizione del processo
Il metallo fuso è iniettato dentro la cavità
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Descrizione del processo
Il metallo fuso è iniettato dentro la cavità
Grazie ad un sistema di condotti refrigeranti il metallo solidifica rapidamente all’interno della cavità
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Descrizione del processo
Il metallo fuso è iniettato dentro la cavità
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
Impossibilità di lavorare le leghe del ferro (a causa dell’elevata temperatura di fusione del ferro)
Consistente porosità del getto dovuta alle turbolenze durante l’iniezione del getto
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Soluzione alle criticità del sistema
Impossibilità di lavorare le leghe del ferro (a causa dell’elevata temperatura di fusione del ferro)
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)
8290360AlluminioA357-T61
15332464Acciaio per gettiD4512
a[%]
Rs[MPa]
Rm[MPa]Lega
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Confronto tra l’alluminio e l’acciaio
3248310AlluminioA357-T61
(valori minimi)
8290360AlluminioA357-T61
15332464Acciaio per gettiD4512
a[%]
Rs[MPa]
Rm[MPa]Lega
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La fusione in forma permanente
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La fusione in forma permanente
Caratteristiche principali
Colata in conchiglia per gravità
La pressofusione
Tipologie delle presse
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Le macchine per pressofusione
Presse a camera fredda
Presse a camera calda
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Presse a camera fredda
L’alimentazione avviene mediante prelevamento del metallo fuso con una siviera da un crogiolo posto all’esterno
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Presse a camera fredda
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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Presse a camera fredda
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
Presse a camera fredda
Presse a camera calda
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Presse a camera calda
L’alimentazione del metallo fuso è integrata nella macchina
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Presse a camera calda
L’alimentazione del metallo fuso è integrata nella macchina
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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Presse a camera calda
L’alimentazione del metallo fuso è integrata nella macchina
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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Presse a camera calda
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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Presse a camera calda
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