L'angolo di sformo di fusione è la conicità intenzionale incorporata nelle superfici dello stampo per facilitare la rimozione del pezzo dopo la solidificazione. Questo elemento di progettazione fondamentale previene problemi come danni superficiali, distorsioni del pezzo e usura dello stampo durante il processo di fusione. I requisiti dell'angolo di sformo variano a seconda del metodo di fusione: colata in sabbia in genere necessita di 1-1.5°, la pressofusione richiede 0.5-3°, mentre colata di investimento può funzionare con un tiraggio minimo di soli 0° grazie al suo esclusivo processo di rivestimento ceramico.
L'angolo di spoglia di fusione si riferisce alla conicità o inclinazione intenzionalmente progettata nelle superfici verticali della cavità di uno stampo per facilitare la rimozione del pezzo fuso senza danni. Questa deviazione angolare dall'asse verticale consente al getto di staccarsi più facilmente dallo stampo dopo la solidificazione.
Gli angoli di sformo sono misurati in gradi rispetto all'asse verticale dello stampo. Tipicamente compresi tra 0.5° e 5°, questi angoli sono incorporati su superfici perpendicolari alla linea di divisione o alla direzione di apertura dello stampo.
Gli angoli di sformo si basano sul principio fondamentale di ridurre l'attrito e prevenire il bloccaggio meccanico durante la fase di espulsione del pezzo. Quando il materiale fuso si solidifica, in genere si contrae leggermente, ma questa contrazione da sola non è sufficiente a garantire un'estrazione fluida.
Le superfici angolate creano un gioco gradualmente crescente tra lo stampo e il getto man mano che il pezzo si muove nella direzione di espulsione. Questo disimpegno progressivo riduce significativamente l'area di contatto e le corrispondenti forze di attrito.
Per le caratteristiche interne (fori, incavi), l'angolo di sformo è rivolto verso l'interno, allargando l'apertura sulla linea di separazione. Al contrario, per le caratteristiche esterne, l'angolo di sformo è rivolto verso l'esterno, restringendo la caratteristica sulla linea di separazione.
Angoli di sformo insufficienti possono causare numerosi problemi di produzione che incidono sia sulla qualità della fusione sia sulla longevità dello stampo.
In caso di tiraggio inadeguato, la ridotta distanza tra la superficie del getto e quella dello stampo crea notevoli forze di attrito durante l'estrazione. Questo attrito può causare abrasioni, rigature o lacerazioni superficiali del getto.
Il problema diventa particolarmente grave con superfici strutturate o quando si utilizzano materiali con elevata rugosità superficiale. L'incastro microscopico tra la superficie del getto e quella dello stampo può rimuovere dettagli superficiali o creare segni di trascinamento lungo l'intero percorso di estrazione.
Un tiraggio insufficiente può causare l'inceppamento dei pezzi nello stampo durante l'estrazione. La forza di estrazione risultante può superare la resistenza del materiale ancora caldo, causando deformazioni plastiche o deformazioni.
Questa distorsione è più pronunciata nelle caratteristiche di imbutitura profonda, dove l'area di contatto tra getto e stampo è estesa. Lo sforzo di espulsione si concentra in punti specifici anziché distribuirsi uniformemente sul pezzo.
Un tiraggio nullo o minimo provoca un'usura eccessiva delle superfici dello stampo a causa dell'azione di raschiamento durante la rimozione dei pezzi. Questa usura accelerata riduce la durata dello stampo e aumenta la necessità di manutenzione.
I perni di espulsione possono esercitare una pressione non uniforme durante l'estrazione di un getto resistente, danneggiando potenzialmente sia lo stampo che il pezzo. In casi estremi, si può verificare un collasso catastrofico dello stampo se i pezzi si bloccano completamente.
I pezzi espulsi con difficoltà presentano spesso incongruenze dimensionali dovute a sollecitazioni irregolari durante la rimozione. Queste sollecitazioni possono causare stiramenti localizzati, compressioni o altre deformazioni.
I requisiti di bozza variano notevolmente nei diversi processi di fusione a causa delle loro caratteristiche e limitazioni uniche.
Gli angoli di sformo tipici nella fusione in sabbia vanno da 1∘ a 1.5∘, con alcune fonti che citano valori come 1/8 di pollice per piede (circa 0.6∘) come linea guida comune, anche se potrebbero essere necessari valori maggiori a seconda della profondità e della complessità del modello.
Sebbene gli angoli di spoglia nella pressofusione possano talvolta essere inferiori a quelli della fusione in sabbia, sono assolutamente essenziali. I valori tipici possono variare da 0.5° per superfici poco profonde in leghe di qualità, a 2° o 3° o anche di più per cavità più profonde, superfici strutturate o leghe soggette a incollaggio.
La microfusione richiede angoli di sformo minimi rispetto ad altri processi, grazie alla natura flessibile e non rigida dello stampo ceramico. Angoli di sformo di soli 0.5° sono spesso sufficienti per la maggior parte delle caratteristiche.
Per pareti dritte alte fino a 25 mm, un angolo di spoglia di 0.5° è in genere adeguato. Le superfici più profonde possono richiedere angoli di spoglia progressivamente maggiori, ma raramente superiori a 1°, anche per le sezioni più profonde.
| caratteristica | Casting di investimento | Fusione di sabbia | Die Casting |
| Necessità generale | Spesso non richiesto / Minimo per la parte finale | Obbligatorio | critico |
| Motivo principale | Guscio fragile, restringimento della cera | Rimozione del modello dallo stampo di sabbia | Espulsione del pezzo dallo stampo metallico permanente |
| Angolo di sformo tipico | Facoltativo, da 0° a 1° max (se applicato allo strumento modello) | ~1° a 1.5° o più (ad esempio, 1/8″ per piede -0.6°) | Da 0.5° a 3°+ (varia in base alla lega, alla profondità, alla consistenza) |
| Bozza negativa | Ammissibile | In genere non è consentito | In genere non è consentito (richiede meccanismi complessi come i core laterali) |
| Tipo di stampo | Guscio in ceramica usa e getta | Stampo per sabbia usa e getta | Matrice metallica riutilizzabile |
| Impatto sui costi degli utensili | La bozza ha un impatto principalmente modello in cera strumento se necessario | La bozza ha un impatto sul costo del modello | La bozza è fondamentale per la durata e la redditività dello stampo |
Per geometrie semplici senza angoli di spoglia, la microfusione non richiede angoli di spoglia poiché il guscio ceramico utilizzato nel processo viene rimosso dopo la fusione. A differenza della fusione in sabbia, dove lo sformo impedisce il danneggiamento del modello, la microfusione consente forme complesse senza rastremazione, rendendola ideale per componenti intricati e precisi. Tuttavia, uno sformo minimo di 0.5° è ancora comunemente applicato come best practice di produzione per facilitare la rimozione del modello dalla cera iniziale.
