Fondamenti di progettazione per la colata sotto vuoto
Quando si affronta un progetto che richiede la produzione di pezzi di alta qualità, dettagliati e ripetibili, colata sotto vuoto è spesso il metodo preferito. Diversi settori industriali prediligono questa tecnologia di produzione per i costi contenuti, produzione in piccoli lottie questo lo rende uno dei processi di fusione più efficienti.
Tuttavia, per trarre il massimo vantaggio dalla colata sottovuoto, è necessario affrontare il processo di progettazione in modo ponderato. Questa guida fornisce le basi della progettazione necessarie per avere successo.
Informazioni sulla colata sottovuoto
Abbiamo scritto una guida che fornisce un panoramica completa della colata sottovuoto, ma ecco la versione breve: Si tratta di un preciso processo di fusione del metallo utilizzato per creare repliche ad alta fedeltà di un modello principale, in genere realizzate con una macchina CNC o una stampante 3D.
Il modello viene posizionato all'interno di uno stampo in silicone in due parti e viene versato il materiale scelto, spesso un poliuretano bicomponente. Viene quindi applicato il vuoto per rimuovere le bolle d'aria e garantire che il materiale riempia ogni angolo dello stampo. I pezzi vengono quindi rimossi e rifiniti secondo le necessità.
I materiali utilizzati nella colata sottovuoto sono solitamente scelti per le loro proprietà simili alla plastica, anche se diversi materiali possono imitare varie caratteristiche come flessibilità, rigidità, colore e trasparenza. In definitiva, la scelta del materiale dipende dall'uso previsto per i pezzi finiti.
Passiamo ora alle basi del design.
Angoli di sformo
Il concetto di angolo di sformo è fondamentale nella colata sotto vuoto. L'angolo di sformo è una leggera rastrematura applicata alle pareti verticali del pezzo, che rende l'apertura dello stampo leggermente più grande della sua base.
Ma perché è importante? La risposta sta nel processo di rimozione del pezzo. Quando il progetto prevede angoli di sformo, il pezzo fuso può essere rimosso più facilmente dallo stampo, riducendo il rischio di danni.
Idealmente, il progetto dovrebbe prevedere angoli di sformo di almeno 1 o 2 gradi. Tuttavia, l'angolo di sformo ottimale può dipendere dalla geometria del pezzo e dal materiale utilizzato. Questo elemento, semplice ma efficace, può migliorare significativamente la longevità degli stampi e la qualità complessiva dei pezzi fusi.
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Spessore della parete
Il mantenimento di uno spessore di parete costante nel progetto è fondamentale per il successo della colata sotto vuoto. Quando lo spessore della parete varia in modo significativo, alcune sezioni del pezzo potrebbero raffreddarsi e polimerizzare a velocità diverse, causando deformazioni o punti deboli.
In generale, si consiglia uno spessore minimo delle pareti compreso tra 0,75 mm e 1,5 mm per i pezzi di piccole e medie dimensioni, mentre per quelli più grandi è necessario uno spessore maggiore. Tuttavia, lo spessore ottimale può dipendere dal progetto e dal materiale.
Incorporazione di sottosquadri, sporgenze e forme complesse
I sottosquadri e le sporgenze si riferiscono a caratteristiche di un pezzo che sono nascoste o che si estendono su una cavità, rendendone difficile lo stampaggio e la fusione. Tuttavia, una delle vantaggi della colata sottovuoto è la capacità di gestire i sottosquadri e le sporgenze in modo più efficiente rispetto ad altri metodi di produzione.
Quando progettazione di parti con sottosquadri o sporgenze per la colata sottovuoto, queste caratteristiche influiscono sulla complessità dello stampo e possono richiedere ulteriori considerazioni o modifiche. È meglio consultare il vostro partner di produzione per garantire che queste caratteristiche di design possano essere prodotte in modo accurato ed efficiente. Noi di MakerVerse siamo felici di aiutarvi.
Progettare per le proprietà meccaniche
La scelta del materiale può avere un impatto significativo sulla progettazione della colata sotto vuoto. I diversi materiali hanno diversi livelli di flessibilità, forza e resistenza alla temperatura, quindi è bene considerare questi fattori quando si progetta il pezzo.
Ad esempio, se si lavora con un materiale altamente flessibile, occorre valutare se il progetto è in grado di adattarsi a potenziali flessioni senza compromettere la funzionalità del pezzo. D'altra parte, se il materiale ha un livello di rigidità elevato, assicuratevi che il progetto non sia soggetto a concentrazioni di stress che potrebbero portare a rotture o guasti.
Ricordate che un progetto di successo non riguarda solo la geometria del pezzo, ma anche il modo in cui tale geometria interagisce con le proprietà del materiale scelto.
Considerazioni sulla post-elaborazione
Una volta che la vostra parte è stata lanciata, non è sempre pronta a partire.
Per ottenere l'aspetto o la funzionalità desiderati possono essere necessari metodi di post-lavorazione, come la pulizia, la verniciatura o l'applicazione di un rivestimento protettivo. È essenziale prevedere queste fasi nel progetto.
Ad esempio, se il pezzo deve essere verniciato, è opportuno includere nel progetto una certa tolleranza per lo spessore aggiuntivo dello strato di vernice. Allo stesso modo, se il pezzo deve essere pulito con un metodo particolare, è necessario assicurarsi che il progetto possa resistere a questo processo senza subire danni.
Risoluzione dei problemi comuni
Nonostante i suoi vantaggi, la colata sottovuoto può incontrare alcuni problemi comuni. Comprendere e affrontare questi problemi può aiutare a garantire un processo di colata senza intoppi:
Porosità: La porosità si verifica quando l'aria o i gas rimangono intrappolati nella cavità dello stampo, provocando vuoti nella colata. Per evitare la porosità, assicurarsi che lo stampo sia adeguatamente evacuato e versare il metallo fuso lentamente e con attenzione per evitare di intrappolare aria.
Restringimento: Il ritiro si verifica quando il metallo fuso si raffredda e si solidifica, causando potenzialmente imprecisioni dimensionali. Progettare lo stampo con le opportune tolleranze per ridurre il ritiro e versare il metallo fuso alla temperatura corretta.
Finitura superficiale: La qualità della finitura superficiale può essere influenzata dalle condizioni dello stampo e dal processo di colata. Per ottenere una finitura superficiale di alta qualità, assicurarsi che lo stampo sia ben preparato e versare il metallo fuso in modo costante per evitare difetti superficiali.
Grazie alla comprensione del processo di colata sotto vuoto e alla risoluzione dei problemi più comuni, i produttori possono produrre getti di alta qualità con forme complesse e design intricati, riducendo al minimo i difetti e migliorando l'efficienza complessiva.
Date vita ai vostri progetti di colata sottovuoto
Progettare per la colata sottovuoto non significa solo avere una grande idea, ma creare un progetto pratico, producibile e in linea con gli obiettivi del progetto.
Noi di MakerVerse siamo pronti ad aiutarvi. Caricate i vostri progetti di colata sotto vuoto e ricevere un preventivo entro 24 ore. Ci occuperemo del processo di produzione e di controllo della qualità e forniremo approfondimenti sul design, se necessario.
