La colata in sabbia viene utilizzata per produrre un'ampia varietà di componenti metallici con geometrie complesse. Queste parti possono variare notevolmente in dimensioni e peso, da un paio di once a diverse tonnellate. Alcune parti più piccole in fusione di sabbia includono componenti come ingranaggi, pulegge, alberi a gomiti, bielle ed eliche. Le applicazioni più grandi includono alloggiamenti per apparecchiature di grandi dimensioni e basi di macchine pesanti. La colata in sabbia è anche comune nella produzione di componenti per automobili, come blocchi motore, collettori motore, testate cilindri e scatole di trasmissione.
La colata in sabbia, il processo di colata più utilizzato, utilizza stampi in sabbia consumabili per formare parti metalliche complesse che possono essere realizzate in quasi tutte le leghe. Poiché lo stampo in sabbia deve essere distrutto per rimuovere la parte, chiamata colata, la colata in sabbia ha in genere un basso tasso di produzione. Il processo di colata in sabbia prevede l'uso di un forno, metallo, modello e stampo in sabbia. Il metallo viene fuso nella fornace e quindi mestolo e versato nella cavità dello stampo di sabbia, che è formato dal modello. Lo stampo in sabbia si separa lungo una linea di separazione e il getto solidificato può essere rimosso. Le fasi di questo processo sono descritte più dettagliatamente nella sezione successiva. Nella colata in sabbia, l'attrezzatura principale è lo stampo, che contiene diversi componenti. Lo stampo è diviso in due metà: il piviale (metà superiore) e il trascinamento (metà inferiore), che si incontrano lungo una linea di divisione. Entrambe le metà dello stampo sono contenute all'interno di una scatola, chiamata pallone, che a sua volta è divisa lungo questa linea di divisione. La cavità dello stampo è formata impaccando sabbia attorno al modello in ciascuna metà del pallone. La sabbia può essere imballata a mano, ma le macchine che utilizzano la pressione o l'impatto assicurano un confezionamento uniforme della sabbia e richiedono molto meno tempo, aumentando così la velocità di produzione. Dopo che la sabbia è stata compattata e il modello è stato rimosso, rimarrà una cavità che forma la forma esterna del getto. Alcune superfici interne del getto possono essere formate da anime.
La colata in sabbia è in grado di utilizzare quasi tutte le leghe. Un vantaggio della colata in sabbia è la capacità di fondere materiali con alte temperature di fusione, inclusi acciaio, nichel e titanio. Di seguito sono riportati i quattro materiali più comuni utilizzati nella colata in sabbia, insieme alle loro temperature di fusione
Materiali Temperatura di fusione
Leghe di alluminio 660 °C (1220 °F)
Leghe di ottone 1980 °F (1082 °C)
Ghisa 1990-2300 °F (1088-1260 °C)
Acciaio fuso 2500 °F (1371 °C)
Il costo del materiale per la colata in sabbia include il costo del metallo, la fusione del metallo, la sabbia dello stampo e la sabbia del nucleo. Il costo del metallo è determinato dal peso della parte, calcolato dal volume della parte e dalla densità del materiale, nonché dal prezzo unitario del materiale. Anche il costo di fusione sarà maggiore per un peso della parte maggiore ed è influenzato dal materiale, poiché alcuni materiali sono più costosi da fondere. Tuttavia, il costo di fusione è tipicamente insignificante rispetto al costo del metallo. Anche la quantità di sabbia per stampi utilizzata, e quindi il costo, è proporzionale al peso del pezzo. Infine, il costo della sabbia per anime è determinato dalla quantità e dimensione delle anime utilizzate per colare il pezzo.
Vantaggi del processo di colata in sabbia
Può produrre parti molto grandi
Può formare forme complesse
Molte opzioni di materiale
Basso costo di attrezzature e attrezzature
Gli scarti possono essere riciclati
Tempi di consegna brevi possibili
Applicazioni:
Parti di macchine edili, parti di ponteggi, blocchi motore e collettori, basi di macchine, ingranaggi, pulegge, parti agricole, parti marine, parti mediche, hardware, parti di automobili, ecc.
