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Cos'è la pressofusione? Processi, Materiali, Applicazioni, Costi

Pressofusione: parti metalliche ad alta pressione convenienti per molti usi. Scopri processi, materiali, fattori di costo e altro ancora!
HITOP / Blog / <a href="https://hitopindustrial.com/it/cose-la-pressofusione/" title="Cos'è la pressofusione? Processi, Materiali, Applicazioni, Costi">Cos'è la pressofusione? Processi, Materiali, Applicazioni, Costi

Pressofusione è un processo che promette parti metalliche ad alte prestazioni. Utilizzando questo metodo, puoi realizzare componenti robusti per diversi settori a un costo accessibile. La parte migliore è che non è così complesso come altre procedure di stampaggio e i risultati sono permanenti. Per aiutarti a comprendere il processo, continua a leggere mentre scopriamo cos'è la pressofusione, i diversi processi coinvolti, i materiali, le applicazioni e quanto ci vuole per realizzarli.

Cos'è la pressofusione?

Un diagramma dettagliato di un sistema di pressofusione che mostra componenti come punzone, fusione, canale e colata, evidenziando la complessa ingegneria

È un processo mediante il quale puoi creare oggetti di forme diverse spingendo il metallo fuso utilizzando alta pressione. Un esempio di ciò sono le testate dei cilindri in lega di alluminio. 

La pressofusione può essere utilizzata per produrre beni commerciali, industriali e di consumo. 

I processi di pressofusione

Pressofusione utilizza due tipologie di macchine per produrre fusioni metalliche in due modi diversi:

  • Camera Calda
  • Camera fredda

Camera Calda

il processo di pressofusione a camera calda, in cui il metallo fuso viene forzato nella cavità dello stampo da uno stantuffo attraverso un passaggio a collo di cigno

Conosciuta anche come colata a collo di cigno o con stampo a caldo, il metallo viene riscaldato in un forno ulteriormente collegato a una macchina di colata. Il metallo fuso viene quindi introdotto nello stampo utilizzando un'elevata pressione idraulica.  

Con l'aiuto di questo processo, si può mirare a creare forme complesse. I materiali di alta qualità con bassi punti di fusione sono ideali per una camera calda.

Leghe adatte per camera calda: zinco, piombo, stagno e magnesio.

Vantaggi della pressofusione a camera calda

  • I prodotti di alta qualità vengono realizzati con requisiti di post-elaborazione minimi o nulli. Questo aiuta anche a risparmiare tempo.
  • È un processo efficiente. 
  • Il processo è più veloce. Ogni ora è possibile produrre circa 18.000 scatti per componenti più piccoli.
  • Processo versatile. È possibile produrre varie forme e geometrie per un'ampia varietà di componenti e parti.
  • Poco spreco. 
  • Lo stampo dura a lungo poiché il punto di fusione è basso.

Svantaggi della pressofusione a camera calda

  • Può rivelarsi costoso poiché l’investimento iniziale negli strumenti è elevato. Quindi funziona di più solo per la produzione su larga scala.
  • La scelta dei materiali è limitata poiché la macchina richiede solo materiali a basso punto di fusione.
  • Esiste una limitazione sulle dimensioni e sulla complessità delle parti a causa della bassa fluidità del metallo. 

Camera fredda 

una macchina per pressofusione a camera calda, che comprende collo di cigno, ugello, stantuffo e camera

Un altro tipo di processo di pressofusione avviene nella camera fredda. In questo caso, il metallo fuso viene aggiunto al manicotto con l'aiuto di un mestolo, manualmente o automaticamente. Segue la spinta del metallo nello stampo. Il contatto tra i componenti dell'iniettore e il metallo caldo è minimo e questo aiuta a prolungare la durata del metallo. 

Vantaggi del processo in camera fredda

  • Le parti sono robuste e leggere. Non necessitano di lavorazioni aggiuntive come fissaggio o saldatura.
  • Sono durevoli e stabili e sono resistenti al calore.
  • Il tasso di produzione è elevato con la lavorazione coinvolta. 
  • È possibile produrre forme complesse senza la necessità di strumenti aggiuntivi.
  • Facilita molteplici tecniche di finitura, come liscia o strutturata. Ogni finitura richiede poca o nessuna preparazione. 

Svantaggi del processo in camera fredda

  • Il tempo di ciclo è inferiore a quello della camera calda.
  • È costoso poiché il costo della fusione dello stampo è elevato
  • Occupa più spazio
  • La macchina deve essere azionata manualmente 

Materiali utilizzati nella pressofusione

Il processo di pressofusione utilizza sia metalli ferrosi che non ferrosi. Tuttavia, ciò non significa che puoi utilizzare qualsiasi materiale. Infatti, puoi scegliere solo materiali come rame, ferro, magnesio, zinco, alluminio, piombo, silicio e stagno. Questi possono essere riscaldati fino ad un certo punto di fusione e poi pressati in stampi di forma diversa. 

Diversi tipi di materiali utilizzati nella pressofusione

Alluminio

Diversi tipi di materiali utilizzati nella pressofusione

L’alluminio è uno dei materiali più utilizzati nel processo di pressofusione. Primo, è molto economico e, secondo, è leggero e fa bene all'ambiente. Le leghe di alluminio comprendono rame, magnesio e silicio e sono più adatte al processo di pressofusione a camera fredda. 

Altre proprietà che li distinguono includono l’elevata conduttività termica e la resistenza alla corrosione. I produttori possono sperimentare diverse geometrie poiché il materiale possiede un'elevata stabilità dimensionale ed è sottile.

Alcune delle leghe di alluminio più comunemente usate sono 380, 390, 413, 443 e 518. 

Magnesio

varie parti pressofuse in magnesio

Un altro materiale popolare per la pressofusione è il magnesio. È l'ottavo elemento più abbondante presente nel nucleo della Terra. Ciò che lo rende così utilizzabile è che pesa anche meno dell'alluminio. Oltre a questo, un ulteriore vantaggio del magnesio è che è facile da lavorare. 

Questa capacità di lavorazione lo rende altamente funzionale per le industrie che necessitano di parti fuse con dettagli aggiuntivi o finitura superficiale con macchine. Il magnesio viene quindi utilizzato in modo più vivido nella pressofusione a camera calda. Alcuni degli elementi presenti nelle leghe di magnesio includono zinco, alluminio, silicio e manganese. 

Alcune leghe di magnesio impiegate nella pressofusione sono AZ91D, AM60 e alcune leghe di terre rare come AS41B e AE42.

Zinco

Alcune delle leghe più facilmente fondibili rientrano nella categoria dello zinco. Sebbene utilizzato nel processo di pressofusione a camera calda, è ancora uno dei preferiti tra i produttori che lo ammirano per i suoi numerosi vantaggi. Questi includono duttilità, elevata resistenza e idoneità. Non solo, le leghe di zinco non sono soggette a molta usura.

Lo zinco, come sappiamo, viene utilizzato al posto del ferro e dell'ottone per la sua capacità di essere fuso in parti decorative e pratiche. Ricorda, non è leggero come l'alluminio o il magnesio e comprende rame, magnesio e alluminio. 

Le leghe di zinco includono nomi come Zamak 3, Zamak 2 e Zamak 5. 

Altre leghe utilizzate per la pressofusione

Lattina

Un materiale non tossico che può essere facilmente combinato con altri materiali è la lega di stagno. Il materiale ha un basso punto di fusione con un'eccellente fluidità del fuso. Forma facilmente leghe con altri materiali, rendendolo uno dei più ricercati in termini di pressofusione.

È usato come uno dei materiali per la saldatura e può essere utilizzato anche per la ghisa. Inoltre, la stabilità dimensionale è elevata. Anche se si restringe durante la produzione, non vi è alcun danno poiché il ritiro avviene durante la solidificazione.

Guida

Questo metallo può resistere alla corrosione come nessun'altra lega. È questa proprietà che lo rende utile per realizzare cuscinetti, oggetti ornamentali e attrezzature di sicurezza antincendio. Tuttavia, il piombo non è consigliato per le parti che potrebbero entrare in contatto con gli alimenti. 

Applicazioni dei materiali pressofusi

Lega di alluminio 

  • Automotive: più leggero, l'alluminio è un'alternativa al ferro e all'acciaio, che sono più pesanti. Il suo utilizzo ha comportato una diminuzione del consumo di carburante e un'ottimizzazione guscio del cambio
  • Aerospaziale: la sua leggerezza è il motivo per cui l'alluminio viene utilizzato per produrre parti aerospaziali.
  • Alloggiamenti e connettori elettrici: i prodotti di questo settore sfruttano le proprietà elettriche e di schermatura ad alte prestazioni dell'alluminio.
  • Dispositivi portatili: le proprietà di schermatura dell'alluminio lo rendono adatto per i dispositivi, così come la sua lunga durata e la schermatura EMI/RFI.
  • Costruzione: i telai delle finestre, le ringhiere per tende, le partizioni, gli accessori e i rivestimenti utilizzano prodotti di pressofusione di alluminio.

Lega di magnesio

  • Settore automobilistico: il magnesio leggero garantisce che il prodotto alla fine sia più leggero. Ciò, a sua volta, aumenta la velocità e l’efficienza del veicolo. Questa proprietà rende il magnesio perfetto per la produzione di automobili ad alte prestazioni. Un esempio è un'auto sportiva.
  • Aerospaziale: questo settore è sempre alla ricerca di materiali che siano leggeri e che durino molto a lungo. Lo zinco soddisfa perfettamente questi requisiti. 
  • Involucri e alloggiamenti elettronici: con elevate capacità conduttive, il magnesio protegge dalle interferenze elettromagnetiche. Per lo stesso motivo vengono impiegati nello sviluppo di prodotti di alta qualità come tablet, smartphone e televisori.

Zinco

  • Automotive: è un metallo duro e resistente. Pertanto è spesso presente nei sistemi AC, nei sistemi frenanti e nei sistemi di alimentazione. Anche i sistemi motore e i sistemi di servosterzo utilizzano lo zinco. 
  • Elettricità ed elettronica: le pareti sottili aumentano le proprietà schermanti dello zinco e migliorano le prestazioni elettriche.
  • Prodotti complicati: per qualsiasi settore che necessita di prodotti complessi, lo zinco è l'ideale in quanto può essere colato facilmente.
  • Parti di consumo ed elettriche: prodotti di consumo come rubinetti per lavelli, pistoni di compressori, aste di collegamento, dissipatori di calore, ecc., possono essere realizzati utilizzando parti di consumo ed elettriche di alta qualità. 
  • Industria del mobile: la pressofusione viene spesso utilizzata per preparare componenti di mobili come pomelli e maniglie dei cassetti.

Lattina 

Generalmente lo stagno viene utilizzato per preparare gioielli e oggetti decorativi, ma può essere utilizzato anche per realizzare elettrodomestici. Inoltre, poiché non è tossico, funziona bene per le attrezzature utilizzate per conservare gli alimenti.

Bronzo

Sembra una lega di oro bianco e acciaio inossidabile e l'industria della gioielleria lo utilizza come materiale pressofuso a causa del suo basso punto di fusione.

Oltre a questo, ci sono molte industrie che utilizzano materiali di pressofusione per produrre prodotti di alta qualità che siano anche durevoli. 

Costo della pressofusione

Generalmente, la pressofusione funziona per la produzione su larga scala e il costo può variare da $50000 a $60000. Questo costo elevato può essere attribuito a molti fattori. Discutiamoli uno per uno. 

Fattori che influenzano il costo della pressofusione

Durante la produzione

Materiale

Il costo del materiale è un fattore chiave nel determinare il costo complessivo della pressofusione. Innanzitutto, il prezzo del metallo può variare a seconda di quanto sia facile ottenerlo e di come appare fisicamente. Altri fattori determinanti includono la sua riciclabilità e la finitura richiesta dopo la fusione. Sebbene vengano utilizzati 90-95% di rifiuti, vengono conteggiati anche i rifiuti materiali.

Macchina

Come abbiamo già discusso, ci sono due tipi di macchine utilizzate nella produzione stampi pressofusi: camera calda e camera fredda. Delle due, la camera calda è meno costosa della macchina pressofusa della camera fredda. Tuttavia, il primo presenta alcune limitazioni e la tua scelta dovrebbe dipendere dalle tue esigenze finali. 

Complessità nel design

Maggiore è la complessità di cui hai bisogno, maggiore sarà il costo della pressofusione. Alcuni esempi di questi requisiti di progettazione includono sottosquadri, tolleranze elevate e pareti sottili. 

Volume di produzione

In poche parole, maggiore è il volume, maggiore è il costo. La produzione su larga scala richiederà più materiali e strumenti e quindi i costi saranno elevati.

Utensili e stampaggio

Avresti bisogno di strumenti per eseguire la pressofusione e dovrai anche spendere soldi per farli funzionare. Non solo, ma la loro manutenzione ha un prezzo. Questi costi aggiuntivi aumentano il costo per ottenere la pressofusione su un metallo.

Costo del lavoro

Oltre a quanto sopra, il controllo qualità (un processo che aiuta a stabilire la qualità post-produzione del prodotto), l'imballaggio e la spedizione richiedono manodopera. A volte, le procedure di post-elaborazione come il tapping, Lavorazione CNC, sono necessarie anche l'anodizzazione e la perforazione, che si aggiungono al costo lordo.

Post produzione

Quando si decide il costo di uno stampo pressofuso, vengono presi in considerazione non solo quanto sopra, ma anche quanto segue:

Tassa di progettazione

Di solito sono 2-3 % della tariffa totale. Ciò comprende disegni 2D o 3D, strutture CNC, programmazione CAM e analisi del flusso dello stampo CAE.

Costo materiale

I principali fattori che influenzano i costi dei materiali nella costruzione degli stampi sono i costi del nucleo e del telaio. I telai sono standard o realizzati su misura. Generalmente i produttori acquistano il materiale di base dall'esterno. Si noti che la dimensione della base dello stampo dipende dal suo tonnellaggio. Pertanto, il materiale del telaio viene scelto in base alla durata prevista dello stampo. Un esempio di ciò può essere lo stampo in alluminio, la cui durata di conservazione è compresa tra 80.000 e 100.000 volte.

Costo dell'ispezione

A volte, l'ispezione dello stampo può costare di più poiché dipende dagli anni di esperienza e competenza del tecnico coinvolto. 

Costo della prova

Alcune leghe richiedono misure di sicurezza aggiuntive durante questa fase. Un esempio è il magnesio. 

Costi di trasporto

Il costo della pressofusione di un prodotto dipende anche dall'ubicazione del cliente. I costi di trasporto variano in base al peso dello stampo. Più lontano è il luogo di consegna, maggiore sarà il costo.  

Pensieri di addio 

Realizzare prodotti con la pressofusione non è facile. Richiede precisione, soprattutto quando la domanda è elevata in tutti i settori. Ma è importante conoscere il tipo di metallo da utilizzare. Bisogna considerare anche la forma del prodotto finale, compresa la sua funzione. Pertanto, assicurati di schierarti con HiTop Progettazione stampi industriali per il tuo esigenze di pressofusione. Utilizzano macchine di pressofusione all'avanguardia per fornirti prodotti pressofusi di alta qualità. 

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