Sviluppo di tecnologie innovative in fonderia

Nonostante il processo di fonderia in sabbia sia la tecnica più antica di formatura dei metalli, ancora oggi è uno dei processi produttivi più utilizzati. D’altro canto l’alluminio è un materiale abbastanza nuovo, che si è imposto industrialmente per le sue caratteristiche intrinseche quali leggerezza, resistenza alla corrosione, lavorabilità, formabilità, conduttività termica ed elettrica, aspetto estetico e altri ancora. Il progressivo impiego nei settori più avanzati quali l’aerospaziale, il navale, l’elettrico ed il chimico, spinge verso una qualità dei getti sempre più alta, che comporta l’ottimizzazione dei metodi sviluppati negli anni e l’uso di opportuni strumenti di controllo del processo. Lo scopo di questo lavoro è stato quello di rivedere metodi e tecniche già note a livello accademico, in modo da poterle applicare correttamente in un processo produttivo reale. In particolare, l’interfaccia industriale principale è stata Castalia, azienda specializzata nella realizzazione di grossi manufatti in alluminio mediante un processo di fonderia in sabbia - resina. Molta attenzione è stata data all’analisi termica, utilizzabile sia come strumento di controllo del processo, sia per ottenere informazioni sperimentali sulle modalità di solidificazione del getto, le quali diventano molto importanti per stimare le caratteristiche microstrutturali e metallurgiche del componente. Volendo riassumere le principali tematiche affrontate si ricorda: Trattamenti sulla lega liquida: l’affinazione del grano e la modifica della struttura eutettica permettono di incrementare diverse proprietà del getto, sia inerenti al processo fusorio che alle caratteristiche finali del getto. L’analisi termica è stata utilizzata per controllare l’efficacia dei trattamenti e per valutare l’impatto delle diverse velocità di raffreddamento sulla microstruttura. Materiali di formatura: le caratteristiche finali di un getto dipendono fortemente dalla qualità e dalle proprietà della forma. Avanzati strumenti di analisi di immagine sono stati sfruttati per caratterizzare le sabbie da fonderia e l’effetto del trattamento di rigenerazione. Direzionalità della solidificazione: per evitare problematiche legate al ritiro dell’alluminio in fase di solidificazione, può essere utile modificare la velocità di raffreddamento in alcuni punti del getto. Le conchiglie di raffreddamento vengono utilizzate per accelerare la solidificazione nei punti in cui l’alimentazione può essere più difficoltosa, mentre polveri esotermiche possono essere poste sopra le materozze per mantenerle calde più a lungo.