Processo di colata con modello a perdere
La colata con modello in polistirolo espanso a perdere è un metodo di forgiatura che prevede l'utilizzo di stampi in polistirolo per la produzione di leghe di alluminio e componenti in ghisa. Il polistirolo viene dapprima modellato in uno stampo e, in seguito, sistemato in una forma di sabbia. Il metallo liquido viene versato nello stampo e assume la forma del polistirolo, il quale si consuma bruciando o evapora nel corso del processo. Le difficoltà legate a questo metodo sono dovute all'elevato grado di controllo del processo necessario. Il metallo liquido deve essere alla temperatura adeguata per garantire un appropriato flusso del materiale all'interno dello stampo ed evitare un prematuro raffreddamento che causerebbe difetti di progettazione. Oltre a ciò, occorre pianificare attentamente i metodi di colata, al fine di evitare l'intrappolamento del carbonio, nonché i modelli di riempimento e i bocchelli per la colata. Senza tali accorgimenti lo stampo in polistirolo può bruciare in modo improprio, lasciando dei residui e, di conseguenza, causando dei difetti di progettazione. Il Centro Ricerche Fiat ScpA (Italia), ha risolto questi difetti mediante lo sviluppo di una metodologia di processo. Particolare enfasi è stata posta sui prodotti in acciaio fuso per l'industria automobilistica e dei trasporti, i quali pongono le sfide più impegnative. Adattando tale tecnologia alle esigenze della tecnica di colata in modelli di polistirolo a perdere sono stati compiuti notevoli progressi tecnologici. Attualmente, le tecniche più adatte per la fabbricazione di componenti in acciaio sono lo stampaggio e la fucinatura dell'acciaio. Gli odierni processi di colata non hanno trovato un ampio utilizzo nell'industria dei trasporti, poiché antieconomici e incompatibili con la produzione di massa. La tecnologia di fusione dell'acciaio in polistirolo a perdere, invece, rappresenta un metodo innovativo e competitivo. Non solo questa tecnica è adatta alla forgiatura dei complessi componenti richiesti dall'industria, ma offre vantaggi ambientali ed economici. Elevata qualità delle colate, ridotte esigenze in termini di attrezzaggio, risparmio energetico e riduzione dei livelli di inquinamento sono solo alcuni dei benefici che rendono questo processo estremamente vantaggioso sotto il profilo economico. Il superamento delle difficoltà poste dall'acciaio in tale procedura rende fattibile la nuova tecnologia. Grazie ad essa, Fiat ScpA ha già messo a punto con successo degli alberi a gomiti cavi. L'albero a gomiti consente di ridurre il peso del veicolo del 15-20 per cento, nonché di eliminare la necessità di ulteriore lavorazione. L'identificazione di altre parti che potrebbero essere prodotte con questo metodo, nonché l'applicazione di quest'ultimo per la fabbricazione di componenti per l'industria aerospaziale, mostra chiaramente il potenziale d'impiego di questa nuova tecnologia.
