Processo di fusione degli investimenti

Le fusioni possono essere realizzate da un modello in cera originale (metodo diretto) o da repliche in cera di un modello originale che non necessita necessariamente di cera (metodo indiretto). I passaggi seguenti descrivono il processo indiretto, il cui completamento può richiedere da due a sette giorni.

1. Produrre un modello principale: Un artista o un produttore di stampi crea un modello originale dacera,argilla,legna,plasticao altro materiale.^[5]Negli ultimi anni la produzione di modelli utilizzandoStampa 3Ddei modelli prodotti daprogettazione assistita da computeril software è diventato popolare utilizzando principalmenteresinabasatoStereolitografia(SLA) o stampanti 3D DLP per modelli ad alta risoluzione o filamenti PLA standard quando non sono richiesti elevati livelli di precisione. Se si utilizza un modello stampato in 3D, procedere direttamente al passaggio 5.
2. Crea uno stampo: UNmuffa, Conosciuto come ilmaestro morire, è fatto per adattarsi al modello principale. Se il modello principale è stato realizzato in acciaio, lo stampo principale può essere fuso direttamente dal modello utilizzando un metallo con un punto di fusione inferiore.Gommagli stampi possono anche essere fusi direttamente dal modello principale. In alternativa, è possibile lavorare una matrice principale in modo indipendente, senza creare un modello principale.^[5]
3. Realizza modelli in cera: Anche se chiamatomodelli in cera, i materiali del modello possono includere anche plastica e congelatimercurio.^[5]I modelli in cera possono essere prodotti in due modi. In un processo, la cera viene versata nello stampo e fatta roteare fino a quando un rivestimento uniforme, solitamente di circa 3 mm (0,12 pollici), copre la superficie interna dello stampo. Questo viene ripetuto finché non viene raggiunto lo spessore del modello desiderato. Un altro metodo prevede di riempire l'intero stampo con cera fusa e lasciarlo raffreddare come un oggetto solido.^{[citazione necessaria]}
   Se è necessaria un'anima, ci sono due opzioni: cera solubile o ceramica. I nuclei in cera solubile sono progettati per sciogliere il rivestimento del rivestimento con il resto del modello in cera; i nuclei ceramici vengono rimossi dopo che il prodotto si è indurito.^[5]
4. Assemblare modelli in cera: È possibile creare più modelli in cera e assemblarli in un unico modello di grandi dimensioni da fondere in un unico lotto. In questa situazione, i modelli sono attaccati ad una ceracanale di colataper creare un cluster di pattern, oalbero.Per applicare i modelli, viene utilizzato uno strumento riscaldante per sciogliere leggermente le superfici di cera designate, che vengono poi premute l'una contro l'altra e lasciate raffreddare e indurire. Si possono assemblare fino a diverse centinaia di modelli in un albero.^[5][6]Anche i modelli in cera possono esserloinseguito, che significalinee di divisioneOlampeggiantivengono cancellati utilizzando lo strumento metallico riscaldato. Infine, i modelli sonovestito(rimuovendo le imperfezioni) per sembrare pezzi finiti.^[7]
5. Applicare materiali di rivestimento: Lo stampo in ceramica, detto ilinvestimento, viene prodotto ripetendo una serie di passaggi: rivestimento, stuccatura e indurimento, fino al raggiungimento dello spessore desiderato.
   1. Rivestimentocomporta l'immersione di un cluster di modelli in un impasto di materiale refrattario fine e quindi il drenaggio per creare un rivestimento superficiale uniforme. In questa prima fase, chiamata anche acappotto principale, per preservare i dettagli più fini dallo stampo.
   2. Stuccaturaapplica particelle ceramiche grossolane immergendo i modelli in aletto fluidizzato, posizionandolo in una levigatrice a pioggia, oppure applicando i materiali a mano.
   3. Indurimentoconsente ai rivestimenti di polimerizzare. Questi passaggi vengono ripetuti finché il rivestimento non raggiunge lo spessore richiesto, solitamente da 5 a 15 mm (da 0,2 a 0,6 pollici). Gli stampi per rivestimento vengono lasciati asciugare completamente, il che può richiedere dalle 16 alle 48 ore. L'essiccazione può essere accelerata applicando il vuoto o riducendo al minimo l'umidità ambientale. Gli stampi per investimenti possono anche essere creati posizionando i gruppi di modelli in aborracciae poi versando il materiale di rivestimento liquido dall'alto. La muffola viene quindi fatta vibrare per consentire all'aria intrappolata di fuoriuscire e aiutare il materiale di rivestimento a riempire eventuali piccoli vuoti.^[5][8]
   4. Materiali: comunerefrattarioi materiali utilizzati per realizzare i rivestimenti sono: silice, zircone, varisilicati di alluminio, Eallumina. La silice viene solitamente utilizzata nelsilice fusaforma, ma a voltequarzoviene utilizzato perché è meno costoso.Silicati di alluminiosono una miscela di allumina e silice, dove le miscele comunemente usate hanno un contenuto di allumina dal 42 al 72%; al 72% di allumina il composto è noto comemullite. Durante il(i) rivestimento(i) primario(i),zirconei refrattari a base sono comunemente usati, perchézirconeioha meno probabilità di reagire con il metallo fuso.^[8]Prima della silice, una miscela di gesso e vecchi stampi macinati (Chamotte) era usato.^[9]I leganti utilizzati per mantenere in posizione il materiale refrattario includono:silicato di etile(a base alcolica e fissati chimicamente),silice colloidale(a base d'acqua, noto anche come sol di silice, fissato mediante essiccazione),silicato di sodio, e un ibrido di questi controllati perpHEviscosità.
6. Decera: Una volta che gli stampi in ceramica sono completamente induriti, vengono capovolti e posizionati in afornoOautoclaveper sciogliere e/o vaporizzare la cera. La maggior parte dei cedimenti del guscio si verificano a questo punto perché le cere utilizzate hanno uncoefficiente di dilatazione termicaquesto è molto più grande del materiale di rivestimento che lo circonda: quando la cera viene riscaldata si espande e introduce stress. Per ridurre al minimo queste sollecitazioni, la cera viene riscaldata il più rapidamente possibile in modo che le superfici esterne della cera possano sciogliersi e drenare rapidamente, lasciando spazio all'espansione del resto della cera. In determinate situazioni, è possibile praticare dei fori nello stampo prima del riscaldamento per ridurre queste sollecitazioni. La cera che fuoriesce dallo stampo viene solitamente recuperata e riutilizzata.^[10]
7. Preriscaldamento della combustione: Lo stampo viene poi sottoposto ad abruciato, che riscalda lo stampo tra 870 °C e 1095 °C per rimuovere l'umidità e la cera residua e persinterizzazionelo stampo. A volte questo riscaldamento viene utilizzato anche per preriscaldare lo stampo prima della colata, ma altre volte lo stampo viene lasciato raffreddare in modo da poterlo testare. Il preriscaldamento consente al metallo di rimanere liquido più a lungo in modo che possa riempire meglio tutti i dettagli dello stampo e aumentare la precisione dimensionale. Se lo stampo viene lasciato raffreddare, eventuali crepe riscontrate possono essere riparate con boiacche ceramiche o cementi speciali.^[10][11]
8. Versare: Lo stampo da rivestimento viene quindi posto con il lato aperto rivolto verso l'alto in una vasca riempita di sabbia. Il metallo può essere colato per gravità o forzato applicando pressione dell'aria positiva o altre forze.Colata sotto vuoto,lancio inclinato, versamento a pressione assistita ecolata centrifugasono metodi che utilizzano forze aggiuntive e sono particolarmente utili quando gli stampi contengono sezioni sottili che altrimenti sarebbero difficili da riempire.^[11]
9. Disinvestimento: Il guscio è martellato,i media hanno fatto esplodere,vibrato,idrogetto, o disciolto chimicamente (a volte connitrogeno liquido) per rilasciare la fusione. Il canale di colata viene tagliato e riciclato. La fusione può quindi essere ripulita per rimuovere i segni del processo di fusione, solitamente mediantemacinazione.^[11]
10. Finitura: Dopo la molatura, la fusione ultimata viene poi sottoposta a finitura. Questo di solito va oltre la macinazione, poiché le impurità e i negativi vengono rimossi tramite utensili manuali e saldatura. Nel caso in cui il pezzo necessiti di un'ulteriore raddrizzatura, questo processo viene solitamente eseguito tramite presse raddrizzatrici idrauliche, che adeguano il prodotto alle sue tolleranze.^[12]