METAL PART CASTING - LA FUSIONE DELLA COMPLESSITA'

METAL PART CASTING - LA FUSIONE DELLA COMPLESSITA' da Partec s.r.l. - Prototipazione Rapida

Da: Partec s.r.l. - Prototipazione Rapida  27/11/2012
Parole chiave: Prototipi, Fusione, Prototipazione

La tecnologia del metal part casting quale strumento per realizzare parti e pre-serie di geometria complessa  in tempi e a costi competitivi.

La realizzazione diprototipi ‘definitivi’ e pre-serie è da sempre il cavallo di battaglia diPartec. È stato quindi di buon grado che, incentivata dalle richieste deiclienti, l’azienda ha deciso 3 anni fa di affiancare all’originariaspecializzazione nella prototipazione rapida di parti in materia plastica unreparto dedicato alla fusione di leghe metalliche con una tec­nologiainnovativa che si ispira alla fusione a cera persa.

“Perfornire un servizio di qualità anche nell’ambito della fabbricazione di partimetal­liche – afferma Ernesto Marchesi, amministra­tore delegato di Partec –abbiamo innanzitut­to scelto persone dotate delle competenze tecnichenecessarie ad accompagnarci in questa evoluzione.

Dopodichéabbiamo acquistato gli strumenti tecnologici adatti ad offrire al cliente unservi­zio di metal part casting che dal grezzo arriva al pezzo definitivo, conil materiale del prodot­to di serie ma con i prezzi e i tempi delle tec­nologierapide e, soprattutto, con complessità geometriche talvolta irrealizzabiliattraverso le lavorazioni convenzionali”.

Funzionali a tutto tondo

“La conoscenza approfondita di una tecnologia –spiega Gianni Beretta, responsabile Ricerca e Sviluppo– permette di sfruttarneal meglio i van­taggi e gestirne correttamente i limiti. La fusione nellostampo di gesso sotto vuoto in atmosfera controllata utilizzata da Parteccomporta signifi­cativi vantaggi in termini di qualità del prodotto finale,tuttavia la lavorazione sotto vuoto riduce le possibilità dimensionali el’atmosfera controlla­ta impone di non superare temperature di fusio­ne intornoai 1050 °C. Pertanto gli impianti a nostra disposizione sono in grado difondere prin­cipalmente alluminio, ottone e zama per ottene­re parti cheraggiungono i 320-350 mm massimi. A differenza di quanto avviene nellaprototipa­zione rapida di componenti in materia plastica, anche di tipofunzionale, è possibile usare mate­riali metallici che non simulano quelli chesaran­no usati in fase di produzione, ma sono esatta­mente della stessa legametallica scelta per il pezzo definitivo. Sebbene persistano delle diffe­renzea livello metallurgico rispetto al prodotto in serie, i componenti ottenutitramite metal part casting possono essere tranquillamente montati sul prodottofinale e utilizzati come prodotti di serie. Ne sono un esempio alcune parti cheabbiamo realizzato per un motore montato su un veicolo usato in competizioniautomobilisti­che. Inoltre, a differenza di quanto avviene per i prototipi inmateria plastica, quelli in metallo sono impiegati, nella maggior parte deicasi, per sperimentare a tutto tondo le funzionalità del pezzo. Si parla quindidi resistenza meccanica, trasferimento / dispersione del calore, duttilità ecosì via. Non si tratta di prototipi rispondenti solo a requisiti geometrici odimensionali, ma anche e soprattutto ad esigenze di carattere tecnologi­co”.

I vantaggi delprocesso

“Uno dei principali vantaggi del metal partcasting rispetto alle tecnologie ‘tradizionali’ di fusione dei metalli –prosegue Beretta – è la pos­sibilità di realizzare parti geometricamente anchemolto complesse senza che ciò influisca sui costi e i tempi del processo.Quando si utilizza la fusione in gravità o la pressofusione, i fattorieconomici e le tempistiche cambiano enorme­mente se si fabbrica un oggettosemplice o uno complesso. Il processo utilizzato da Partec, inve­ce, nonrisente quasi per nulla della complessità geometrica dei pezzi. Pertanto, piùle parti da ottenere sono complesse più il metal part casting risultacompetitivo. Fino ad arrivare a rendere fattibili componenti irrealizzabili conaltri metodi di fusione. Ne consegue anche la possi­bilità di ridurre il numerodei componenti di un prodotto e, quindi, i tempi e i costi di montaggio. Unesempio di come il metal part casting può essere risolutivo è dato dallepalette dei turbo­compressori. La loro forma viene spesso semplifi­cata in fasedi progettazione per renderla fattibi­le con i metodi usati nelle produzioni inserie. Utilizzando il metal part casting noi possiamo invece fornire palettecon qualsiasi tipo di curva­tura. Un’altra possibilitàofferta da questa tecnologia consiste nella realizzazione di pezzi in più mate­riali:metallo e plastica o differen­ti leghe metalliche. Ad esempio, si può iniettarela resina più adatta sopra una parte prece­dentemente fusa e posta in unostampo al silicone. Oppure, si possono co-fondere viti prigio­niere, pipette oaltri particolari in metalli diversi inserendoli nello stampo di gesso efondendoli diret­tamente insieme. Questo comporta non solo un risparmio alivello operativo, ma spesso anche un miglioramento in termini di precisione eaffidabilità del risultato. Nelle teste dei motori raffreddate ad acqua, peresem­pio, sono spesso presenti pipette in metallo soli­tamente inserite perinterferenza e incollate con mastici, sulle quali vengono poi montati icollettori in gomma che portano l’acqua di raffreddamento. Si tratta di oggettiche subi­scono sbalzi termici notevoli e, di conseguen­za, possono verificarsidelle perdite. Se la pipet­ta viene co-fusa con il collettore, si superano taliinconvenienti, evitando problemi di tolle­ranze di lavorazione, montaggi perinterferen­za, collanti, raggiungendo inoltre un’affidabili­tà superiore. Percontro, esiste nel metal part casting un limite legato ai numeri. Il processodi fusione è relativamente lento rispetto alla produzione in serie. Seppurepossiamo organiz­zare lo stampo per utilizzarne al meglio gli spazi, rimane unlimite alla quantità di fusioni ottenibili nell’unità di tempo. Il servizio diPartec è quindi rivolto principalmente alla fornitura di prototipi dautilizzare per verifiche immediate dei componenti o delle soluzioniprogettuali. Tuttavia, la tendenza del mercato a ridurre progressivamente inumeri delle produzioni, sta estendendo il servizio in misura crescente anchealle pre-serie e alle piccole serie”.

Un servizio inevoluzione

“Per Partec il servizio legato al metal partcasting è relativamente giovane ma sta cre­scendo rapidamente. – sottolineaBeretta – Alle lavorazioni meccaniche tradizionali da effettuare sul pezzogrezzo abbiamo aggiunto trattamenti termici volti a condizionare la cri­stallografiadel componente ottenuto per fusione in modo da portare le prestazioni mec­caniche(allungamento a rottura, snervamenti, durezza superficiale ecc.) a valori moltovicini a quelli delle parti prodotte per fusione ‘tradi­zionale’, gravità opressofusione. Inoltre, abbia­mo stretto rapporti di fattiva collaborazione con aziende specializzate nei numerosissimi pro­cessitecnologici applicabili ai metalli, in modo da consegnare al cliente il pezzomeglio rispon­dente alle sue esigenze. Recentemente, ad esempio, abbiamofornito dei cilindri per moto­re a scoppio che richiedevano un processo dinichelatura e la levigatura con pietre diaman­tate con tolleranze del micron.Un altro passo che Partec sta affrontando per l’evoluzione del servizio dimetal part casting riguarda la certifi­cazione dei pezzi. Riteniamo infatti cherappre­senti un aspetto di correttezza nei confronti del cliente accompagnarele parti fornite con una sorta di ‘carta di identità’ che indichi quanto ilpezzo fisico (superfici fuse e superfici lavorate) si discosti dal modellomatematico originario. Si tratta di un servizio di certificazione condotto noncon le macchine di tastatura tradizionali ma con sistemi laser, radiografici,TAC o altre tecnologie in grado di ricostruire rapidamente il modello del pezzofinito e sovrapporlo ai dati matematici del progetto di partenza per calco­laregli scostamenti, anche solo con mappe di colore, in modo da informare ilcliente delle imprecisioni che inevitabilmente il processo di prototipazioneinduce e che sono certamente diverse da quelle indotte da processi di seriequali ad esempio la pressofusione”. “Per divul­gare ulteriormente lepotenzialità della tecnolo­gia del metal part casting e il servizio proposto daPartec abbiamo deciso di aderire a RM Forum che si terrà allo Sheraton MilanMalpensa Airport Hotel il 20 e 21 settembre 2012. – conclu­de Marchesi –Riteniamo sia importante parteci­pare con una tecnologia che non va in con­correnzacon quelle di sinterizzazione esposte alla manifestazione, ma che si proponecome vantaggioso strumento complementare per contribuire in maniera sinergica arendere com­petitivi i nostri clienti sul mercato”.

Parole chiave: Fusione, metal part casting, Microfusione a Cera Persa, Prototipazione, Prototipi

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