COS'È LA COLATA A GRAVITÀ?
La colata a gravità è un processo di fonderia che prevede il riempimento di un guscio metallico (uno stampo) con metallo fuso grazie alla sola forza di gravità.
Colata a gravità con variazione di temperatura nello stampo
La cavità dello stampo deve essere prima rivestita per controllare meglio il processo e la qualità del pezzo (estrazione, protezione dello stampo, raffreddamento equilibrato, ecc.). È possibile aggiungere un'anima di sabbia o di metallo e dei perni per ottenere forme interne più o meno complesse.
Il metallo liquido viene versato attraverso i canali di discesa per riempire la cavità. Durante la solidificazione, il metallo si contrae e questo fenomeno deve essere controllato grazie all’alimentazione tramite materozza, che evita così difetti come le cavità da ritiro.
VANTAGGI DELLA COLATA A GRAVITÀ
La colata a gravità è ideale per la produzione di grandi volumi, poiché può essere utilizzata in un cluster e consente una produzione costante grazie al riutilizzo dello stampo (si parla di stampo permanente). Pertanto, questo processo è spesso utilizzato nell'industria automobilistica per produrre parti strutturali, motori e componenti meccanici.
La colata a gravità è riconosciuta anche per il suo elevato grado di precisione: può essere utilizzata per stampare parti molto sottili con forme complesse.
Rispetto alla colata in sabbia, gli stampi metallici si raffreddano più rapidamente, consentendo di ottenere caratteristiche meccaniche migliori.
Il processo è utilizzato principalmente per la produzione di pezzi in lega di alluminio, poiché le temperature di fusione sono relativamente basse e causano meno danni agli stampi. Viene utilizzato anche per pezzi realizzati in leghe di zinco o rame.
SIMULAZIONE PREDITTIVA DELLA COLATA A GRAVITÀ
La simulazione viene utilizzata per migliorare la qualità dei pezzi stampati, ridurre la fase di prototipazione e quindi aumentare la produttività.
THERCAST®, il nostro software di simulazione di processi di fonderia, presenta un template dedicato al processo di colata a gravità che consente di generare modelli precisi e predittivi dei parametri di processo:
- Progettazione dello stampo e definizione degli sfiati, degli inserti, dei canali, del sistema di alimentazione tramite materozza, ecc.
- Definizione degli elementi del processo: materiali, temperatura dello stampo, velocità di riempimento, tempo di ciclo, ecc.
- Integrazione delle fasi di rivestimento e soffiaggio, polvere esotermica, filtri di fonderia, ecc. Per saperne di più
- Monitoraggio delle variazioni del fronte solido e dei flussi turbolenti
- Visualizzazione della cinematica per ogni elemento dello stampo, per le configurazioni cicliche
- Evoluzione degli scambi termici tra lo stampo e il pezzo, ma anche tra il cuore e la superficie del pezzo a seguito delle successive aperture e chiusure delle parti dello stampo
- Rilevamento della comparsa di difetti: cricche, strappi a caldo, inclusioni, ritiri primari e secondari, gap d'aria, porosità, bolle d’aria, riempimento incompleto dello stampo, linee di segregazione
- Analisi metallurgica del pezzo: micro e macro-segregazioni, trasformazioni di fase, crescita e orientamento dei grani
CARATTERISTICHE PRINCIPALI DI THERCAST® PER LA COLATA A GRAVITÀ
- Interfaccia dedicata ai processi di fonderia con modello specifico per la colata a gravità
- Modalità di colaggio
- Scelta dei materiali per ogni elemento
- Definizione delle velocità di riempimento, della temperatura dello stampo e della temperatura del metallo
- Accoppiamento di meccanica dei fluidi e meccanica dei solidi per tenere conto di tutti i fenomeni fisici rilevanti (scambio termico, turbolenza, ecc.)
- Creatore di stampi avanzato, per generare lo stampo a partire dalla geometria del pezzo
- Database dei materiali con spazio di creazione delle leghe definite dall'utente
- Generazione automatica di diagrammi TTT (time-temperature-transformation) e CCT (continuous cooling transformation)
- Modello per il monitoraggio delle inclusioni durante il processo e pagina di impostazione dei dati dedicata. Per ulteriori informazioni
- I risultati di THERCAST® possono essere esportati in altri pacchetti software di calcolo o agli elementi finiti
- Perfetta interoperabilità con il software FORGE® dedicato alla simulazione dei processi di forgiatura, per simulare il processo industriale nel suo complesso
Variazioni di temperatura durante la colata per gravità
