La pressofusione a camera calda in 8 semplici step

Se non sei un addetto ai lavori, ma sei interessato a scoprire come funziona un ciclo di produzione per componenti in serie realizzati in zama, ho preparato per te una spiegazione passo-passo di come si svolge l’intero processo.

Dal 1992 lavoro nel settore e posso dire con certezza che di questi cicli produttivi ne ho seguiti a migliaia.

schema pressofusione zama

Senza contare tutte le volte che da bambino mi recavo nella fonderia di mio padre e restavo affascinato ad osservare i macchinari all’opera.

Eppure quella volta tutto sembrava meraviglioso ai miei occhi e non mi preoccupavo di certo delle problematiche di produzione.

Ora che sono cresciuto, le cose sono decisamente cambiate: so bene come ogni singolo ciclo di pressofusione possa in realtà essere fonte di enormi soddisfazioni o frustranti fallimenti.

Ma per arrivare fin qui, ho commesso anch'io in passato degli errori.

Ho capito che può essere sufficiente una piccolissima imprecisione, nella gestione del ciclo di pressofusione, per gettare al vento ore e ore di lavoro e deprimersi dinanzi a componenti mal sformati.

Oggi sono diventato “un meticoloso all'eccesso”.

Potrei dire che si tratta quasi di una sfida personale tra me e la pressofusione: il prodotto finale deve raggiungere il livello di perfezione che ho programmato con il mio progetto, solo così riesco a ritenermi pienamente soddisfatto!

Due maestri mi hanno insegnato a trasformare ogni ciclo produttivo in un successo: mio padre e l’esperienza. Se il primo mi ha impartito tutti i fondamenti, la seconda mi ha trasformato in un pignolo-rompiscatole-professionista.

E da allora non mi lascio sfuggire neanche il minimo particolare di ciascun ciclo produttivo.

Forse dopo la mia premessa, ti starai chiedendo:

“Quali sono le variabili dalle quali dipende la riuscita di un processo di pressofusione?”

In realtà sono molte, ma ricordiamo le più importanti:

  • parametri di impostazione, come pressione e temperatura;
  • efficienza dei macchinari;
  • alta qualità dei materiali e corretta manutenzione degli stampi;
  • corretta progettazione dell’intero processo.

Quest’ultima, non viene considerata come una parte della pressofusione vera e propria, ma è fondamentale, perché rappresenta il punto di partenza – e la riuscita finale - del ciclo produttivo.  

Nelle prossime righe ho voluto schematizzare soltanto i passaggi che avvengono in fonderia, che hanno inizio con la vera e propria fusione del materiale.

Vorrei però farti notare, ancora una volta, che un ciclo di pressofusione, per portare a degli ottimi risultati, deve essere seguito ben più a monte.

Bisogna avere dei buoni macchinari di produzione ed un personale qualificato, in grado di gestire con attenzione l’intero processo.

Ma l'elevata qualità del prodotto finale, si ottiene a partire dalla corretta progettazione, sia dello stampo che del componente da produrre.

Solo dopo aver studiato correttamente il processo e dopo aver creato lo stampo, si può cominciare ad operare.

La pressofusione a camera calda della zama può essere riassunta in 8 passaggi principali:

1 - Caricatura dei lingotti e fusione della zama

Il primo passaggio da eseguire in macchina consiste nel caricare i lingotti di zama all'interno di un crogiolo, dove verrà fuso il metallo. Si tratta di un serbatoio che viene riscaldato, di solito, attraverso un bruciatore a gas metano o delle resistenze elettriche.

Questo crogiolo è parte della macchina per l’iniezione. Esso viene continuamente riscaldato per mantenere il metallo allo stato liquido, pronto poi per essere iniettato.

I lingotti devono essere riscaldati fino ad una temperatura di lavoro pari a circa 420° C, perciò il processo di fusione è in generale abbastanza lento.

Per portare la massa di metallo dalla temperatura ambiente a quella necessaria per la pressofusione, occorrono dalle 2 alle 8-10 ore, a seconda della dimensione della pressa e del suo bagno di fusione.

Il livello del materiale andrà rabboccato di continuo durante la lavorazione. Quindi, a seconda di quanta zama verrà consumata, nel bagno fuso si inseriranno nuovi lingotti ad intervalli di tempo prefissati. Il lingotto inserito si scioglierà molto velocemente, in quanto la massa fusa lo inghiottisce letteralmente in qualche secondo.

2 - Attrezzaggio della macchina

Dopo aver caricato i lingotti nel crogiolo, durante la fase di riscaldamento si attrezza la macchina, montando lo stampo del componente che andremo a produrre.

Questo processo prende il nome di staffaggio dello stampo.

Lo stampo, attraverso un mezzo di sollevamento – noi usiamo un carrello elevatore - viene calato sulla pressa e viene fissato alla stessa tramite delle staffe di collegamento.

A questo punto si impostano tutti i parametri di processo.

3 - La fase di iniezione

Raggiunta la temperatura di lavoro e fatte le dovute verifiche, siamo pronti per stampare.

Dato lo start, la macchina chiude lo stampo, che si porta a contatto con l’ugello riscaldato.

Il pistone comincia a spingere il metallo fuso, presente nella camera calda, all'interno della cavità da riempire.

La zama attraversa così il sifone e l’ugello, fino a riversarsi all'interno dello stampo.

4 - Solidificazione della zama

Il tempo necessario perché si solidifichi il componente appena iniettato sarà tanto più lungo, quanto più pesante è la stampata.

Una volta avvenuto il raffreddamento completo, la macchina apre lo stampo.

5 - Rimozione del componente dallo stampo

Appena si apre lo stampo, entrano in funzione gli estrattori, che spingono fuori il componente e lo fanno cadere sul convogliatore.

Se lo stampo è progettato in modo corretto e ha funzionato a dovere, la stampata rimane nella parte mobile dello stampo stesso. Il rischio, altrimenti, potrebbe essere quello di non ottenere il risultato desiderato, buttando via ore di lavoro e kg di materiale.

La fase di progettazione e costruzione dello stampo è quindi un passaggio molto delicato.

Non mi stancherò mai di ripeterlo.

Esistono tanti stampisti generici sul mercato.

Ma costruire uno stampo di qualità richiede molta specializzazione e molta esperienza.

Gli stampi per la pressofusione della zama, seppur apparentemente simili, differiscono molto da quelli adatti a lavorare con altri materiali, come plastica, alluminio, magnesio, ecc.

Questo perché ogni materia prima ha le sue peculiarità.

Per questo motivo, se vuoi costruire degli stampi per la pressofusione della zama, ti consiglio di rivolgerti a degli specialisti del settore, evitando i “generalisti”.

È l’unico modo per ottimizzare già in fase di progetto il disegno del componente al processo e di costruire uno stampo preciso ed affidabile nel tempo.

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A questo punto si lubrifica lo stampo e il ciclo può ricominciare, per poter ottenere un’altra stampata.

6 - Raffreddamento del componente

Intanto che riparte il ciclo successivo, la stampata precedente completa il suo raffreddamento e procede verso le fasi finali della lavorazione.

Queste potranno essere più o meno articolate, a seconda della complessità del componente.

7 - Smaterozzatura

Alla fase di stampaggio e di raffreddamento, segue la smaterozzatura.

Questo passaggio comporta l’asportazione della materozza.

“Materozza” è il termine tecnico che definisce il canale di colata.

 In questa fase del processo si va, quindi, a rimuovere la parte del getto che si è solidificata ed è rimasta attaccata al componente prodotto.

È un’operazione che può variare a seconda delle dimensioni del pezzo che dobbiamo separare dal canale di colata:

  • per pezzi piccoli (come avviene spesso per prodotti a base di zama) sovente è sufficiente spezzare l’attacco mediante flessione del punto di rottura. Generalmente è un’operazione che viene eseguita a rotobarile;
  • per pezzi grandi è, invece, necessaria un’apposita attrezzatura da taglio e potrà essere automatica o manuale/robotizzata, a seconda del componente in produzione.

8 - Lavorazioni di ripresa meccanica e trattamenti di finitura superficiale

A seconda del ciclo di lavorazione richiesto dal singolo componente, si procede in ultimo con le eventuali lavorazioni di:

  • ripresa meccanica: filettature, sottosquadri interni, alesature, ecc.
  • trattamenti di finitura superficiale: sabbiatura, burattatura, lucidatura, trattamenti galvanici o di verniciatura, ecc.

A grandi linee, questo è il ciclo della stragrande maggioranza dei componenti pressofusi in zama.

Sebbene possa sembrare un processo piuttosto semplice e lineare, implica la messa a punto di una grande quantità di parametri.

Per fortuna oggi giorno, la tecnologia ci viene in aiuto per questo.

Ad esempio, nella nostra azienda, grazie all'elettronica, alla logica proporzionale e alle presse moderne, siamo in grado di poter intervenire su questi parametri fondamentali.

Quindi temperature, velocità, tempi e pressioni, sono sempre ottimizzate e sotto controllo.

Sei alla ricerca di un professionista qualificato nel seguire la produzione in serie dei tuoi componenti in zama?

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Metterò a tua disposizione tutta la mia esperienza nel settore e ti aiuterò ad ottimizzare l’intero processo, dalla progettazione del componente fino alle lavorazioni di finitura superficiale!

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"Maneggio la Zama sin da bambino e me ne occupo professionalmente a tempo pieno a partire dal lontano 1992.
Amo aiutare aziende, tecnici e progettisti a trasformare le loro idee ed i  loro progetti in componenti pressofusi in zama."

Alberto Giretti